电力电缆温度在线监测数据的处理方法

摘要

本发明公开了一种电力电缆温度在线监测数据的处理方法，它是通过分析影响电缆表面温度的主要因数过滤掉干扰成份，得到排除了主要干扰因数的电缆表面的温度变化率曲线，以此温度变化率曲线捕捉电缆温度异常；本发明是一种新的处理电缆温度监测值的方法，它不建立电缆内、外部空间的“温度场”模型，数据采样模式响应快，采样后的数据精度高，波形不失真，无须明确电缆的结构、材质、所处环境、敷设方式等参数，对电缆表面温度值数据进行频域滤波消除昼夜温度变化的影响，依据波的叠加公式消除年度温度变化的影响，因而通用性较好，能够提高电缆温度在线监测系统判断电缆温度异常的准确性，有效预防因电缆头过热引起的停电及火灾事故的发生。

主权项

电力电缆温度在线监测数据的处理方法，其特征是：它是通过分析影响电缆表面温度的主要因数过滤掉干扰成份，得到排除了主要干扰因数的电缆表面的温度变化率曲线，以此温度变化率曲线捕捉电缆温度异常；步骤一是对从测温传感器处获取的温度数据进行均匀自然采样；步骤二是将采样后的离散温度数据进行快速傅立叶变换；步骤三是对快速傅立叶变换后的温度频谱数据进行滤波；步骤四是对滤波后的温度频谱数据进行还原，得到季节温度变化与电缆头内部导体温度变化重叠曲线波；步骤五是依据波的叠加公式，从重叠曲线波分解出电缆头内部导体温度变化“伪曲线”；步骤六是对“伪曲线”求导，计算出电缆头内部导体温度的变化率；具体计算步骤如下：（1）均匀自然采样：把某一时刻采集到的电缆头表面温度值作为一个时域采样信号值，采样周期为，设定每隔相等的时间采集一次电缆头的表面温度数据，采样频率为，采样后的离散温度信号函数是随变化而变化，采样过程通过矩形采样脉冲序列与实际电缆头表面温度连续函数相乘完成：；（2）快速傅立叶变换 (FFT) ：将采样后的离散温度信号函数进行快速傅立叶变换，得到离散温度信号的频谱函数，其转换关系如下，其中是采样函数的周期，是傅立叶级数的系数；；（3）带阻滤波器：经过上面的快速傅立叶变换，产生了由一系列频率各异的基波和谐波组成的离散温度信号频谱函数，这组波可以看成是昼夜温度变化、季节温度变化以及电缆头内部导体温度变化三种周期曲线波叠加而成的，就频率而言，昼夜温度变化曲线波的频率较大，而季节温度变化曲线频率较小；非故障情况下，电缆头内部导体温度变化频率与电缆的载流量变化频率相同，电缆载流量变化呈现以年度为周期的特征，所以季节温度变化曲线的频率与电缆头内部导体温度变化频率相当；这样让这组基波和谐波通过带阻滤波器，将昼夜温度变化的信号频率分量衰减到极小值，过滤昼夜温度变化曲线波，得到频率相当的季节温度变化以及电缆头内部导体温度变化的重叠信号频谱函数；（4）还原温度变化重叠信号：重叠信号的频谱函数经过快速傅立叶逆变换还原了频率相同的电缆季节温度变化以及电缆头内部导体温度变化重叠曲线函数，通过观察，发现该曲线具有周期正弦波的特点：；（5）重叠波分解：根据周期曲线波的特点，上述的重叠曲线函数可以表示成：，而通过季节温度变化的数据得到周期变化的曲线波函数；运用如下曲线叠加波公式，求解出形式上与电缆头内部导体温度变化相一致的曲线波：；（6）曲线函数求导：分解出的函数只是电缆头表面温度变化的“伪曲线”，其具体数值不是电缆头表面温度的真实数据，而是排除了主要干扰因数后的电缆表面温度值，但该数值的变化率与电缆头内部导体温度的变化率相同，故通过对求导，获得电缆头内部导体温度的变化率：；（7）捕捉电缆温度异常：设温度变化率的报警阈值为，当时，捕捉到温度异常。