一种喷涂设备用电缆绝缘状态在线监测通讯方法及系统

1.本发明涉及电缆绝缘监测技术，尤其是一种喷涂设备用电缆绝缘状态在线监测通讯方法及系统。


背景技术：

2.随着由于喷涂设备的发展和改造，设备会用到电力电缆还有是高压电缆，高压电缆的安全运行是保证设备供电的重要环节；由于传统的定期试验方法不能很好地满足用户对供电可靠性的要求，因此，对电力电缆进行绝缘在线监测具有重要的意义。
3.长期以来，为了防止事故的发生，对电缆一直采用定期试验的方法进行检测和维修，这对保证电缆安全可靠的运行、防止事故发生起了较好的作用；但随着电力行业的发展和电力用户对供电可靠性要求的提高，定期试验由于其检测无选择性及试验本身容易加速电缆绝缘老化等缺点，已经不能较好地适应现代电力系统安全可靠运行的要求。因此，对电力电缆特别是高压电缆进行在线监测与故障诊断的研究以及研发出实际的在线监测系统显得尤其重要。
4.由于本发明中在线监测的参数有特征量，各种传感器输出的信号既有电压信号也有电流信号，且这些信号易受到电磁干扰或噪声干扰而含有大量的高频信号，因此，需要信号调理电路将这些模拟输入信号变成能接收的信号。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高远程电缆的绝缘状态监测，及提高故障诊断时间的交流电压电缆绝缘状态在线监测通讯方法、系统、设备及其计算机可读存储介质。
6.本发明技术方案如下：
7.一种喷涂设备用电缆绝缘状态在线监测通讯方法，所述方法包括：
8.步骤s100：实时获取主电塔及次电塔的交流电压电缆绝缘信息，其中，电缆绝缘信息为主电塔至次电塔的绝缘信息；
9.步骤s200：根据所述电缆绝缘信息对城市配电网所需电压进行分析；
10.步骤s300：根据所述电压分析数据通过直流分量法对电缆的绝缘程度进行诊断；
11.步骤s400：根据所述直流分量法判断绝缘是否存在安全隐患及电量损耗；
12.步骤s500：若判断为是，则基于直流分量法监测的交流电压电缆绝缘程度，进行在线通讯传输。
13.具体地，当主电塔至次电塔中交流电压电缆发出绝缘信息时；
14.将所述绝缘信息进行信号处理，进一步将模拟信号转换成数字信号，发送至远程通讯接收设备；其中，主电塔和次电塔至少包含一组；所述主电塔将交流电压经电缆向次电塔传输，还包括：
15.基于所述电缆绝缘信息判断发生在主电塔及次电塔的电缆故障，其中，所述次电
塔收集不同路径的传输电压，比较电缆传输交流电压的参数变化，诊断故障电缆。
16.具体地，进一步根据所述电缆绝缘信息进行在线通讯传输时，对交流电压组成的城市输电、配电网进行需求分析，所述需求分析具体如下：
17.步骤s210：分散监测，对主电塔及次电塔的交流电压电缆数量进行独立的绝缘信息监测，收集故障电缆，评判主电塔及次电塔中其它电缆的绝缘信息；
18.步骤s220：收集分散监测信息，由主电塔及次电塔组成的电缆绝缘监测，对多组的主电塔及次电塔继续电缆故障信息收集，判断总电缆线路的故障点，进一步处理故障始点位置。
19.具体地，所述直流分量法根据所述交流电压电缆老化放电现象，利用整流效应现象，并检测电缆接地的交流电含有的直流信息，便对电缆绝缘程度进行诊断，其次，将故障点发送至远程通讯接收设备。
20.具体地，根据所述交流电压电缆老化放电现象，利用线性拟合方法对电缆的载荷幅值和均值进行分析，分析方式如下；
[0021][0022]
式中，x表示载荷均值；y表示幅值；e表示正太分布参数；exp表示数曲线；u表示韦伯分布形状参数；z表示韦伯分布位置；t表示韦伯分布位置。
[0023]
还提供一种喷涂设备用电缆绝缘状态在线监测通讯系统，所述系统包括：
[0024]
绝缘信息检测单元，用于实时获取主电塔及次电塔的交流电压电缆绝缘信息，其中，电缆绝缘信息为主电塔至次电塔的绝缘信息；
[0025]
绝缘信息第一诊断单元，用于根据所述电缆绝缘信息对城市配电网所需电压进行分析；
[0026]
绝缘信息第二诊断单元，用于根据所述电压分析数据通过直流分量法对电缆的绝缘程度进行诊断；
[0027]
绝缘信息第一判断单元，用于根据所述直流分量法判断绝缘是否存在安全隐患及电量损耗；
[0028]
绝缘信息通信单元，用于若判断为是，则基于直流分量法监测的交流电压电缆绝缘程度，进行在线通讯传输。
[0029]
具体地，所述绝缘信息检测单元还包括：
[0030]
温度信号调制单元，用于对所述电缆绝缘信息的实时监测，提示元器件的运行温度，进一步根据检测的温度信号，进行元器件的检测调整；具体包括：
[0031]
第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第一放大器、第四电阻，其中第一电阻一端分别与第二电阻一端、第三电阻一端连接；所述第一电阻另一端与输入端口in连接；所述第三电阻另一端分别与地线、第一电容一端连接；所述第一电容另一端分别与第二电阻另一端和第一放大器引脚1连接；所述第一放大器引脚2与第四电阻一端连接；所述第四电阻另一端分别与所述第一放大器引脚3和输出端口on连接。
[0032]
具体地，所述绝缘信息第一判断单元还包括：
[0033]
接地电流调理滤波单元，用于对所述交流电压电缆运行中产生的高频干扰信号进行过滤，具体包括：
[0034]
第五电阻、第六电阻、第八电阻、第二电容、第七电阻、第三电容、第二放大器、第九电阻，所述第五电阻一端与输入端口in1连接；所述第五电阻另一端分别与第八电阻一端、第六电阻一端连接；所述第八电阻另一端分别与地线和第二电容一端连接；所述第二电容另一端分别与第七电阻一端和第二放大器引脚3连接；所述第七电阻另一端分别与第六电阻另一端、第三电容一端连接；所述第三电容另一端分别与第二放大器引脚6、输出端口on1、第九电阻一端连接；所述第九电阻另一端与第二放大器引脚2连接。
[0035]
还提供一种交流电压电缆绝缘状态在线监测通讯设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述交流电压电缆绝缘状态在线监测通讯方法的步骤。
[0036]
还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述交流电压电缆绝缘状态在线监测通讯方法的步骤。
[0037]
有益效果：本发明设计一种喷涂设备用电缆绝缘状态在线监测通讯方法及系统，首先实时获取主电塔及次电塔的交流电压电缆绝缘信息，在基于所述电缆绝缘信息对城市配电网所需电压进行分析；在基于所述电压分析数据通过直流分量法对电缆的绝缘程度进行诊断；在基于所述直流分量法判断绝缘是否存在安全隐患及电量损耗；然后若判断为是，则基于直流分量法监测的交流电压电缆绝缘程度，进行在线通讯传输；提供电缆输送电压的安全性，提高电压的传输效率。
[0038]
在将基于绝缘信息进行信号处理，将模拟信号转换成数字信号，发送至远程通讯接收设备；所述主电塔将交流电压经电缆向次电塔传输，基于所述电缆绝缘信息判断发生在主电塔及次电塔的电缆故障，所述次电塔收集不同路径的传输电压，比较电缆传输交流电压的参数变化，诊断故障电缆，实现主电塔至次电塔之间的单一的故障电缆。
[0039]
无需重新布局对电缆的监测线路，避免加剧电塔的负载，具有广阔的市场前景和极高的实用性。
附图说明
[0040]
图1为一个实施例中交流电压电缆绝缘状态在线监测通讯方法的应用场景图。
[0041]
图2为一个实施例中交流电压电缆绝缘状态在线监测通讯方法的流程示意图。
[0042]
图3为一个实施例中交流电压电缆绝缘状态在线监测通讯方法的流程示意图。
[0043]
图4为一个实施例中交流电压电缆绝缘状态在线监测通讯系统的温度信号调制单元
[0044]
图5为一个实施例中交流电压电缆绝缘状态在线监测通讯系统的接地电流调理滤波单元电路图。
[0045]
图6为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
[0046]
为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不
用于限定本技术。
[0047]
本技术实施例提供的交流电压电缆绝缘状态在线监测通讯方法，可以应用于如图1所示的应用环境中；其中，一种交流电压电缆绝缘状态在线监测通讯装置1003设置在次电塔1002上，所述交流电压电缆绝缘状态在线监测通讯装置1003通过设置的端口与电压电缆1004进行连接，以实时获取主电塔1001及次电塔1002的交流电压电缆1004绝缘信息，其中，电缆1004绝缘信息为主电塔1001至次电塔1002的绝缘信息；其次，所述交流电压电缆绝缘状态在线监测通讯装置1003根据所述电缆1004绝缘信息对城市配电网所需电压进行分析；在基于交流电压电缆绝缘状态在线监测通讯装置1003根据所述电压分析数据通过直流分量法对电缆1004的绝缘程度进行诊断；接着根据所述直流分量法判断绝缘是否存在安全隐患及电量损耗；若判断为是，则基于直流分量法监测的交流电压电缆1004绝缘程度，通过交流电压电缆绝缘状态在线监测通讯装置1003设置的无线发射端进行在线通讯传输。
[0048]
另外，当主电塔1001至次电塔1002中交流电压电缆1004发出绝缘信息时；
[0049]
通过通讯装置1003将所述绝缘信息进行信号处理，利用通讯装置1003将模拟信号转换成数字信号，通过无线发射端发送至远程通讯接收设备；
[0050]
所述次电塔1002通过通讯装置1003收集不同路径的传输电压，比较电缆1004传输交流电压的参数变化，诊断故障电缆1004，然后上传故障信息。
[0051]
在一个实施例中，如图2所示，一种喷涂设备用电缆绝缘状态在线监测通讯方法，所述方法包括：
[0052]
步骤s100：实时获取主电塔及次电塔的交流电压电缆绝缘信息，其中，电缆绝缘信息为主电塔至次电塔的绝缘信息；
[0053]
具体地，电压通过电缆传输中，随着时间的长短以及用电量大的变化，电缆中某一处会出现故障，因此，本步骤通过实时的电缆绝缘监测，对经过电塔的每一条电缆进行独立的监测，精准判断电缆故障所在点，提高维修以及排查时间。
[0054]
步骤s200：根据所述电缆绝缘信息对城市配电网所需电压进行分析；
[0055]
具体地，本步骤，通过不同的用电场景进行电压分析，对获取所述的电缆绝缘信息进行分析，保证不同环境的应用。
[0056]
步骤s300：根据所述电压分析数据通过直流分量法对电缆的绝缘程度进行诊断；
[0057]
具体地，本步骤，以所述直流分量法根据交流电压电缆老化放电现象，利用整流效应现象，并检测电缆接地的交流电含有的直流信息，便对电缆绝缘程度进行诊断，将故障点发送至远程通讯接收设备。
[0058]
步骤s400：根据所述直流分量法判断绝缘是否存在安全隐患及电量损耗；
[0059]
具体地，本步骤，以所述直流分量法判断绝缘是否存在安全隐患及电量损耗，当损耗未超出安全范围时，说明该电缆绝缘状态良好，表明该电缆的监测段无故障点。
[0060]
步骤s500：若判断为是，则基于直流分量法监测的交流电压电缆绝缘程度，进行在线通讯传输。
[0061]
具体地，若判断为是，则以直流分量法监测的交流电压电缆绝缘程度，为了保证电缆的安全，此时判断电缆存在安全隐患，故生成故障信息，将故障信息发送至远程通讯接收设备。
[0062]
在一个实施例中，当主电塔至次电塔中交流电压电缆发出绝缘信息时；
[0063]
将所述绝缘信息进行信号处理，进一步将模拟信号转换成数字信号，发送至远程通讯接收设备；其中，主电塔和次电塔至少包含一组；所述主电塔将交流电压经电缆向次电塔传输，还包括：
[0064]
基于所述电缆绝缘信息判断发生在主电塔及次电塔的电缆故障，其中，所述次电塔收集不同路径的传输电压，比较电缆传输交流电压的参数变化，诊断故障电缆。
[0065]
在一个实施例中，如图3所示，进一步根据所述电缆绝缘信息进行在线通讯传输时，对交流电压组成的城市输电、配电网进行需求分析，所述需求分析具体如下：
[0066]
步骤s210：分散监测，对主电塔及次电塔的交流电压电缆数量进行独立的绝缘信息监测，收集故障电缆，评判主电塔及次电塔中其它电缆的绝缘信息；
[0067]
具体地，本步骤，根据所述电缆绝缘信息对城市配电网所需电压进行分析，通过分布式和分段式进行电缆的绝缘监测，其中，分布式是通过对整个电缆路径进行故障查询，而分段式则是通过主电塔与次电塔之间的电缆数，进行单一监测，从而精确到电缆的具体位置。
[0068]
步骤s220：收集分散监测信息，由主电塔及次电塔组成的电缆绝缘监测，对多组的主电塔及次电塔继续电缆故障信息收集，判断总电缆线路的故障点，进一步处理故障始点位置。
[0069]
具体地，本步骤，根据所述电缆绝缘信息对城市配电网所需电压进行分析，对不同分段式区内的故障点进行汇总，统一发送电缆故障点。
[0070]
在一个实施例中，所述直流分量法根据所述交流电压电缆老化放电现象，利用整流效应现象，并检测电缆接地的交流电含有的直流信息，便对电缆绝缘程度进行诊断，其次，将故障点发送至远程通讯接收设备。
[0071]
在一个实施例中，如图4所示，根据所述交流电压电缆老化放电现象，利用线性拟合方法对电缆的载荷幅值和均值进行分析，分析方式如下；
[0072][0073]
式中，x表示载荷均值；y表示幅值；e表示正太分布参数；exp表示数曲线；u表示韦伯分布形状参数；z表示韦伯分布位置；t表示韦伯分布位置。
[0074]
在一个实施例中，一种喷涂设备用电缆绝缘状态在线监测通讯系统，所述系统包括：
[0075]
绝缘信息检测单元，用于实时获取主电塔及次电塔的交流电压电缆绝缘信息，其中，电缆绝缘信息为主电塔至次电塔的绝缘信息；
[0076]
绝缘信息第一诊断单元，用于根据所述电缆绝缘信息对城市配电网所需电压进行分析；
[0077]
绝缘信息第二诊断单元，用于根据所述电压分析数据通过直流分量法对电缆的绝缘程度进行诊断；
[0078]
绝缘信息第一判断单元，用于根据所述直流分量法判断绝缘是否存在安全隐患及电量损耗；
[0079]
绝缘信息通信单元，用于若判断为是，则基于直流分量法监测的交流电压电缆绝
缘程度，进行在线通讯传输。
[0080]
在一个实施例中，如图4所示，所述绝缘信息检测单元还包括：
[0081]
温度信号调制单元，用于对所述电缆绝缘信息的实时监测，提示元器件的运行温度，进一步根据检测的温度信号，进行元器件的检测调整；具体包括：
[0082]
第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第一放大器和第四电阻，其中第一电阻一端分别与第二电阻一端、第三电阻一端连接；所述第一电阻另一端与输入端口in连接；所述第三电阻另一端分别与地线、第一电容一端连接；所述第一电容另一端分别与第二电阻另一端和第一放大器引脚1连接；所述第一放大器引脚2与第四电阻一端连接；所述第四电阻另一端分别与所述第一放大器引脚3和输出端口on连接。
[0083]
具体地，第一电阻和第三电阻组成分压电路，该分压电路能够识别范围内的模拟信号，达到信号调理作用，第二电阻再次降低传输电压，满足第一放大器的工作电压，电第一电容调整分压状态下的杂波信号，第一放大器为电压跟随器对输入的信号起隔离缓冲作用，第四电阻与第一放大器并联让输出信号不会因输入信号发生高频振荡及噪声干扰，使各元器件能独立运行，提高输出电压的稳定。
[0084]
在一个实施例中，如图5所示，所述绝缘信息第一判断单元还包括：
[0085]
接地电流调理滤波单元，用于对所述交流电压电缆运行中产生的高频干扰信号进行过滤，具体包括：
[0086]
第五电阻、第六电阻、第八电阻、第二电容、第七电阻、第三电容、第二放大器、第九电阻，所述第五电阻一端与输入端口in1连接；所述第五电阻另一端分别与第八电阻一端、第六电阻一端连接；所述第八电阻另一端分别与地线和第二电容一端连接；所述第二电容另一端分别与第七电阻一端和第二放大器引脚3连接；所述第七电阻另一端分别与第六电阻另一端、第三电容一端连接；所述第三电容另一端分别与第二放大器引脚6、输出端口on1、第九电阻一端连接；所述第九电阻另一端与第二放大器引脚2连接。
[0087]
具体地，第五电阻和第八电阻组成分压电路，该分压电路能够识别范围内的模拟信号，达到信号调理作用，第六电阻再次降低传输电压，满足第三电容的储能工作电压，第二电容调整分压状态下的杂波信号，第七电阻再次进行降压调整，满足第二放大器的工作电压，第二放大器同第一放大器是为电压跟随器对输入的信号起隔离缓冲作用，第九电阻与第一放大器并联让输出信号不会因输入信号发生高频振荡及噪声干扰，使各元器件能独立运行，提高输出电压的稳定，满足不同信号环境下的处理。
[0088]
在一个实施例中，一种交流电压电缆绝缘状态在线监测通讯设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述交流电压电缆绝缘状态在线监测通讯方法的步骤。
[0089]
在一个实施例中，如图6所示，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述交流电压电缆绝缘状态在线监测通讯方法的步骤
[0090]
在一个实施例中，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：实时获取主电塔及次电塔的交流电压电缆绝缘信息，其中，电缆绝缘信息为主电塔至次电塔的绝缘信息；根据所述电缆绝缘信息对城市配电网所需电压进行分析；根据所述电压分析数据通过直流分量法对电缆的绝缘程度进行诊断；根据所述直流分量法判断绝缘是否存在安全隐患及电
量损耗；若判断为是，则基于直流分量法监测的交流电压电缆绝缘程度，进行在线通讯传输。
[0091]
在一个实施例中，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：当主电塔至次电塔中交流电压电缆发出绝缘信息时；将所述绝缘信息进行信号处理，进一步将模拟信号转换成数字信号，发送至远程通讯接收设备；其中，主电塔和次电塔至少包含一组；所述主电塔将交流电压经电缆向次电塔传输，还包括：
[0092]
基于所述电缆绝缘信息判断发生在主电塔及次电塔的电缆故障，其中，所述次电塔收集不同路径的传输电压，比较电缆传输交流电压的参数变化，诊断故障电缆。
[0093]
在一个实施例中，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：进一步根据所述电缆绝缘信息进行在线通讯传输时，对交流电压组成的城市输电、配电网进行需求分析，所述需求分析具体如下：
[0094]
分散监测，对主电塔及次电塔的交流电压电缆数量进行独立的绝缘信息监测，收集故障电缆，评判主电塔及次电塔中其它电缆的绝缘信息；
[0095]
收集分散监测信息，由主电塔及次电塔组成的电缆绝缘监测，对多组的主电塔及次电塔继续电缆故障信息收集，判断总电缆线路的故障点，进一步处理故障始点位置。
[0096]
在一个实施例中，所述直流分量法根据所述交流电压电缆老化放电现象，利用整流效应现象，并检测电缆接地的交流电含有的直流信息，便对电缆绝缘程度进行诊断，其次，将故障点发送至远程通讯接收设备。
[0097]
在一个实施例中，如图4所示，所述第一电阻表示r1；第二电阻表示r2；第三电阻表示r3；第一电容表示c1；第一放大器表示u1；第四电阻表示r4；第一放大器型号为lm324、地线表示gnd。
[0098]
在一个实施例中，如图5所示，所述第五电阻表示r5；第六电阻表示r6；第八电阻表示r8；第二电容表示c1；第七电阻表示r7；第三电容表示c3；第二放大器表示u2；第九电阻表示r9；第二放大器型号为lm324。
[0099]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。
[0100]
其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。
[0101]
非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。
[0102]
易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0103]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0104]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。