基于数据分析的母线槽供电安全预警监测系统的制作方法

1.本发明涉及母线槽技术领域，具体为基于数据分析的母线槽供电安全预警监测系统。


背景技术：

2.随着现代化工程设施和装备的涌现，各行各业的用电量迅增，尤其是众多的高层建筑和大型厂房车间的出现，作为输电导线的传统电缆在大电流输送系统中已不能满足要求，多路电缆的并联使用给现场安装施工连接带来了诸多不便，母线槽作为一种新型配电导线应运而生，母线槽是由铜、铝母线柱构成的一种封闭的金属装置，用来为分散系统各个元件分配较大功率，在户内低压的电力输送干线工程项目中已越来越多地代替了电线电缆，因此，实现对母线槽供电安全的高效的预警监测，则显得至关重要；但现有的对母线槽供电安全预警监测的方式，难以在早期阶段监测到母线槽温度的变化情况，无法对母线槽过热故障进行提前预警，也难以实现对母线槽供电安全的明确判定，故难以保证母线槽供电的安全性能，给供电系统带来了极大的隐患；为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。


技术实现要素：

3.本发明的目的就在于为了解决现有的对母线槽供电安全预警监测的方式，难以在早期阶段监测到母线槽温度的变化情况，无法对母线槽过热故障进行提前预警，也难以实现对母线槽供电安全的明确判定，故难以保证母线槽供电的安全性能，给供电系统带来了极大的隐患的问题，以数据分析的方式为基础，从不同层面对母线槽的供电安全状态进行明确的判定分析，并实现了对母线槽过热故障的预警反馈，从而避免了因为故障升温而导致母线槽供电等级降低的同时，也提高了母线槽供电安全性能，而提出基于数据分析的母线槽供电安全预警监测系统。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：基于数据分析的母线槽供电安全预警监测系统，包括云服务器，云服务器通信连接数据采集单元、表征性能监测单元、接线头过热监测单元、铜排过热监测单元、安全预警反馈单元和显示终端；所述数据采集单元用于采集母线槽的工作状态信息以及母线槽内母线接头的状态信息和母线槽内导电铜排的状态信息，并将其通过云服务器分别发送至表征性能监测单元、接线头过热监测单元与铜排过热监测单元；所述表征性能监测单元用于接收母线槽的工作状态信息，并进行母线槽性能判定分析处理，据此生成母线槽供电性能稳定信号与母线槽供电性能不稳定信号，并将其通过云服务器发送至安全预警反馈单元；所述接线头过热监测单元用于接收母线槽内母线接头的状态信息，并进行接线头温度过热故障分析处理，据此生成母线接头供电正常信号、母线接头温度轻微过热信号、母
线接头温度中度过热信号与母线接头温度重度过热信号，并将其通过云服务器发送至安全预警反馈单元；所述铜排过热监测单元用于接收母线槽内导电铜排的状态信息，并进行铜排温度过热故障分析处理，据此生成导电铜排温度正常信号、导电铜排中度温度过热故障信号与导电铜排重度温度过热故障信号，并将其通过云服务器发送至安全预警反馈单元；所述安全预警反馈单元用于接收各类型数据判定信号，并进行预警分析处理，并以文本字样描述的方式发送至显示终端进行预警显示。
5.进一步的，母线槽性能判定分析处理的具体操作步骤如下：实时获取母线槽的外观折损量值、曲折程度量值和绝缘量值，并将其分别标定为zs、qz和su，并将其进行公式化分析，依据公式，求得母线槽的性能系数，其中e1、e2和e3分别为外观折损量值、曲折程度量值和绝缘量值的权重因子系数，且e2＞e1＞e3＞0，e1 e2 e3=6.3；设置母线槽的性能系数的比对参照阈值y1，当性能系数小于或等于预设的比对参照阈值y1时，则均生成母线槽供电性能不稳定信号，当性能系数大于预设的比对参照阈值y1时，则生成母线槽供电性能稳定信号。
6.进一步的，接线头温度过热故障分析处理的具体操作步骤如下：实时获取母线槽中各母线接头的电阻量值与螺栓紧固量值，并将其分别标定为dz和sg，并将其进行公式化分析，依据公式，求得供电系数，其中，f1和f2分别为电阻量值与螺栓紧固量值的修正因子系数，且f1和f2均为大于0的自然数；设置供电系数的梯度参照区间q1和q2，并将供电系数代入预设的梯度参照区间q1和q2内进行比较分析，其中，梯度参照区间q1和q2是呈梯度递减的；当供电系数代入预设的梯度参照区间q1之内时，则生成母线接头供电正常信号，当供电系数代入预设的梯度参照区间q2之内时，则生成母线接头供电异常信号；依据母线接头供电异常信号，实时获取母线槽中各母线接头的温度量值进行数据梯度比较分析，据此生成母线接头温度轻微过热信号、母线接头温度中度过热信号与母线接头温度重度过热信号。
7.进一步的，数据梯度比较分析的具体操作步骤如下：将各母线接头的温度量值与设定的梯度温度参照限值x1、x2进行比较分析，其中，梯度温度参照限值x1、x2是呈梯度增加的；当母线接头的温度量值小于等于梯度温度参照限值x1时，则生成母线接头温度轻微过热信号，当母线接头的温度量值大于梯度温度参照限值x1且小于梯度温度参照限值x2时，则生成母线接头温度中度过热信号，当母线接头的温度量值大于梯度温度参照限值x2时，则生成母线接头温度重度过热信号。
8.进一步的，铜排温度过热故障分析处理的具体操作步骤如下：实时获取母线槽内各导电铜排的温度量值，设置各导电铜排的温度量值的温度上限参照阈值x3，并将各导电铜排的温度量值与温度上限参照阈值x3进行比较分析；当导电铜排的温度量值大于等于温度上限参照阈值x3时，则生成导电铜排温度异
常信号，反之，当导电铜排的温度量值小于温度上限参照阈值x3时，则生成导电铜排温度正常信号；依据导电铜排温度异常信号，将母线槽内部区域等量划分为n个体积空间，并获取各体积空间的受潮量值进行均值分析，将各体积空间的受潮量值标定为scn，依据公式，求得均值受潮系数；实时获取母线槽内部区域的受潮量值和母线槽内各导电铜排的电流量值，并将其标定为dli，并将其进行均值分析，依据公式，求得均值电流系数，其中，i={1，2，3
……
m}；捕捉同一单位时间段的均值受潮系数与均值电流系数，并进行数据模型判定分析处理，据此生成导电铜排中度温度过热故障信号与导电铜排重度温度过热故障信号。
9.进一步的，数据模型判定分析处理的具体操作步骤如下：以时间为横坐标，以均值受潮系数与均值电流系数为纵坐标，并以此建立二维动态直角坐标系；将单位时间段内的各均值受潮系数与各均值电流系数分别通过描点曲线的方式绘制在二维动态直角坐标系上，并将两条曲线分别命名为受潮曲线与电流曲线；分析单位时间段内二维动态直角坐标系上受潮曲线与电流曲线之间的走向趋势，当电流曲线随着受潮曲线的上升而上升时，则生成导电铜排重度温度过热故障信号，当电流曲线随着受潮曲线的下降而下降时，则生成导电铜排中度温度过热故障信号。
10.进一步的，预警分析处理的具体操作步骤如下：当接收到母线槽供电性能稳定信号或母线接头供电正常信号或导电铜排温度正常信号时，则均不生成任何预警信号；当接收到母线槽供电性能不稳定信号，并以“母线槽的安全供电性能等级较低，亟需进行安全检修处理”的文本描述字样发送至显示终端进行显示说明；当接收到母线接头温度轻微过热信号时，并以“母线槽内母线接头存在轻微温度过热现象，需要跟进供电监测”的文本描述字样发送至显示终端进行显示说明；当接收到母线接头温度中度过热信号时，并以“母线槽内母线接头存在较明显的温度过热现象，需要进行安全检修处理”的文本描述字样发送至显示终端进行显示说明；当接收到母线接头温度重度过热信号，并以“母线槽内母线接头存在较严重的温度过热现象，亟需进行安全检修处理”的文本描述字样发送至显示终端进行显示说明；当接收到导电铜排中度温度过热故障信号时，并以“母线槽内导电铜排存在轻微温度过热现象，需要跟进供电监测”的文本描述字样发送至显示终端进行显示说明；当接收到导电铜排重度温度过热故障信号时，并以“母线槽内导电铜排存在严重温度过热现象，亟需进行安全检修处理”的文本描述字样发送至显示终端进行显示说明。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明，利用符号化的标定、公式化的分析和阈值的设定比对的方式，从而在实现了对母线槽整体性能运行等级的评判分析的同时，也为明确母线槽供电安全判定分析
奠定了基础；（2）本发明，利用数据逐层分析以及信号化输出的方式，从而在明确了母线接头的过热故障的同时，也进一步实现了对母线槽内母线接头供电状态的预警分析，促进了母线槽供电安全的把控；（3）本发明，利用数据分析以及模型图像分析的方式，进而实现了对母线槽的导电铜排的过热故障状态进行了准确的预警分析，以数据分析的方式为基础，从不同层面对母线槽的供电安全状态进行明确的判定分析，并通过文本字样描述的方式进行了实时预警，从而在实现了母线槽故障升温的预警的同时，也避免了因为故障升温而导致母线槽供电等级降低的问题，提高了母线槽供电安全性能。
附图说明
12.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；图1为本发明的系统总框图。
具体实施方式
13.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
14.如图1所示，基于数据分析的母线槽供电安全预警监测系统，包括云服务器，云服务器通信连接数据采集单元、表征性能监测单元、接线头过热监测单元、铜排过热监测单元、安全预警反馈单元和显示终端；数据采集单元用于采集母线槽的工作状态信息以及母线槽内母线接头的状态信息和母线槽内导电铜排的状态信息，并将其通过云服务器分别发送至表征性能监测单元、接线头过热监测单元与铜排过热监测单元；当表征性能监测单元接收到母线槽的工作状态信息时，并据此进行母线槽性能判定分析处理，具体的操作过程如下：实时获取母线槽的外观折损量值、曲折程度量值和绝缘量值，并将其分别标定为zs、qz和su，并将其进行公式化分析，依据公式，求得母线槽的性能系数，其中e1、e2和e3分别为外观折损量值、曲折程度量值和绝缘量值的权重因子系数，且e2＞e1＞e3＞0，e1 e2 e3=6.3，权重因子系数用于均衡各项数据在公式计算中的占比权重，从而促进计算结果的准确性；需要说明的是，外观折损量值用于表示母线槽整体外观破损程度大小的数据量值，当外观折损量值的表现数值越大时，则越说明母线槽整体外观破损程度越严重，反之，当外观折损量值的表现数值越小时，则越说明母线槽整体外观破损程度越小；当大的故障电流通过母线槽时，会产生电动力和弧光，而在电动力和弧光的作用效果下会导致母线槽产生曲折，故曲折程度量值指的是在母线槽产生的曲折程度大小的数据量值，当曲折程度量值的表现数值越大时，则越说明母线槽产生的曲折程度越大，故更进
一步说明母线槽的供电稳定安全性能越低；绝缘量值指的是母线槽内绝缘隔板的绝缘能力大小的数据量值，当绝缘量值的表现数值越大时，则越说明母线槽内绝缘隔板的绝缘能力越强，故更进一步说明母线槽的供电稳定安全性能越高；还要说明的是，当外观折损量值和曲折程度量值的表现数值越小时，且绝缘量值的表现数值越大时，此时，母线槽的性能系数的表现数值就越大，故进一步说明母线槽呈现的供电性能等级越安全；设置母线槽的性能系数的比对参照阈值y1，当性能系数小于或等于预设的比对参照阈值y1时，则均生成母线槽供电性能不稳定信号，当性能系数大于预设的比对参照阈值y1时，则生成母线槽供电性能稳定信号；将生成的母线槽供电性能稳定信号与母线槽供电性能不稳定信号通过云服务器发送至安全预警反馈单元进行预警分析处理，具体的操作过程如下：当接收到母线槽供电性能稳定信号时，则不生成任何预警信号；当接收到母线槽供电性能不稳定信号时，并以“母线槽的安全供电性能等级较低，亟需进行安全检修处理”的文本描述字样发送至显示终端进行显示说明；当接线头过热监测单元接收到母线槽内母线接头的状态信息时，并据此进行接线头温度过热故障分析处理，具体的操作过程如下：实时获取母线槽中各母线接头的电阻量值与螺栓紧固量值，并将其分别标定为dz和sg，并将其进行公式化分析，依据公式，求得供电系数，其中，f1和f2分别为电阻量值与螺栓紧固量值的修正因子系数，且f1和f2均为大于0的自然数，修正因子系数用于修正各项参数在公式计算过程中出现的偏差，从而使得计算更加准确的参数数据；需要说明的是，母线槽内的各母线接头是通过连接螺栓锁紧，进而来保证母线接头的导电性，当连接螺栓没有锁紧时，会导致母线接头导通电阻变大，而当母线接头的导通电阻变大时，又会导致母线槽内大电流的产生，而大电流通过母线接头时会产生过热现象，进而烧毁母线接头导致母线槽供电故障；还需说明的是，电阻量值指的是母线接头的导通电阻，当电阻量值的表现数值越大时，则越说明母线接头的导通电阻越大，而螺栓紧固量值指的是连接螺栓的锁紧程度大小的数据量值，当螺栓紧固量值的表现数值越大时，则越说明连接螺栓的锁紧程度越高，进而越能保证母线接头的正常供电；设置供电系数的梯度参照区间q1和q2，并将供电系数代入预设的梯度参照区间q1和q2内进行比较分析，其中，梯度参照区间q1和q2是呈梯度递减的；当供电系数代入预设的梯度参照区间q1之内时，则生成母线接头供电正常信号，当供电系数代入预设的梯度参照区间q2之内时，则生成母线接头供电异常信号；依据母线接头供电异常信号，实时获取母线槽中各母线接头的温度量值进行数据梯度比较分析，具体的操作过程如下：将各母线接头的温度量值与设定的梯度温度参照限值x1、x2进行比较分析，其中，梯度温度参照限值x1、x2是呈梯度增加的；当母线接头的温度量值小于等于梯度温度参照限值x1时，则生成母线接头温度轻
微过热信号，当母线接头的温度量值大于梯度温度参照限值x1且小于梯度温度参照限值x2时，则生成母线接头温度中度过热信号，当母线接头的温度量值大于梯度温度参照限值x2时，则生成母线接头温度重度过热信号；将生成的母线接头供电正常信号、母线接头温度轻微过热信号、母线接头温度中度过热信号与母线接头温度重度过热信号通过云服务器发送至安全预警反馈单元进行预警分析处理，具体的操作过程如下：当接收到母线接头供电正常信号时，则不生成任何预警信号；当接收到母线接头温度轻微过热信号时，并以“母线槽内母线接头存在轻微温度过热现象，需要跟进供电监测”的文本描述字样发送至显示终端进行显示说明；当接收到母线接头温度中度过热信号时，并以“母线槽内母线接头存在较明显的温度过热现象，需要进行安全检修处理”的文本描述字样发送至显示终端进行显示说明；当接收到母线接头温度重度过热信号，并以“母线槽内母线接头存在较严重的温度过热现象，亟需进行安全检修处理”的文本描述字样发送至显示终端进行显示说明；当铜排过热监测单元接收到母线槽内导电铜排的状态信息时，并据此进行铜排温度过热故障分析处理，具体的操作过程如下：实时获取母线槽内各导电铜排的温度量值，设置各导电铜排的温度量值的温度上限参照阈值x3，并将各导电铜排的温度量值与温度上限参照阈值x3进行比较分析；当导电铜排的温度量值大于等于温度上限参照阈值x3时，则生成导电铜排温度异常信号，反之，当导电铜排的温度量值小于温度上限参照阈值x3时，则生成导电铜排温度正常信号；依据导电铜排温度异常信号，将母线槽内部区域等量划分为n个体积空间，并获取各体积空间的受潮量值进行均值分析，将各体积空间的受潮量值标定为scn，依据公式，求得均值受潮系数；实时获取母线槽内部区域的受潮量值和母线槽内各导电铜排的电流量值，并将其标定为dli，并将其进行均值分析，依据公式，求得均值电流系数，其中，i={1，2，3
……
m}，i表示各导电铜排，且m为大于等于1的正整数；捕捉同一单位时间段的均值受潮系数与均值电流系数，并进行数据模型判定分析处理，具体的操作过程如下：以时间为横坐标，以均值受潮系数与均值电流系数为纵坐标，并以此建立二维动态直角坐标系；将单位时间段内的各均值受潮系数与各均值电流系数分别通过描点曲线的方式绘制在二维动态直角坐标系上，并将两条曲线分别命名为受潮曲线与电流曲线；分析单位时间段内二维动态直角坐标系上受潮曲线与电流曲线之间的走向趋势，当电流曲线随着受潮曲线的上升而上升时，则生成重度温度过热故障信号，当电流曲线随着受潮曲线的下降而下降时，则生成轻微温度过热故障信号；需要说明的是，当母线槽内的潮湿程度大时，会导致导电铜排的电阻变小，而在电
压一定情况下，导电铜排的导电能力会增强，进而容易产生大电流故障，故当均值受潮系数的表现数值越大时，且均值电流系数越大时，越说明导电铜排的安全等级越低；将生成的导电铜排温度正常信号、导电铜排重度温度过热故障信号与导电铜排重度温度过热故障信号通过云服务器发送至安全预警反馈单元进行预警分析处理，具体的操作过程如下：当接收到导电铜排温度正常信号时，则不生成任何预警信号；当接收到导电铜排中度温度过热故障信号时，并以“母线槽内导电铜排存在轻微温度过热现象，需要跟进供电监测”的文本描述字样发送至显示终端进行显示说明；当接收到导电铜排重度温度过热故障信号时，并以“母线槽内导电铜排存在严重温度过热现象，亟需进行安全检修处理”的文本描述字样发送至显示终端进行显示说明。
15.上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如公式：；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的权重因子系数；将设定的权重因子系数和采集的样本数据代入公式，任意两个公式构成二元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到e1、e2和e3取值分别为2、3和1.3；系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的权重因子系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可。
16.本发明在使用时，通过获取母线槽的工作状态信息进行母线槽性能判定分析处理，利用符号化的标定、公式化的分析和阈值的设定比对的方式，从而在实现了对母线槽整体性能运行等级的评判分析的同时，也为明确母线槽供电安全判定分析奠定了基础；通过获取母线槽内母线接头的状态信息进行接线头温度过热故障分析处理，利用数据逐层分析以及信号化输出的方式，从而在明确了母线接头的过热故障的同时，也进一步实现了对母线槽内母线接头供电状态的预警分析，促进了母线槽供电安全的把控；通过捕捉母线槽内导电铜排的状态信息进行铜排温度过热故障分析处理，利用数据分析以及模型图像分析的方式，进而实现了对母线槽的导电铜排的过热故障状态进行了准确的预警分析，以数据分析的方式为基础，从不同层面对母线槽的供电安全状态进行明确的判定分析，并通过文本字样描述的方式进行了实时预警，从而在实现了母线槽故障升温的预警的同时，也避免了因为故障升温而导致母线槽供电等级降低的问题，提高了母线槽供电安全性能。
17.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。