[发明专利]一种基于卡尔曼算法的电缆缆芯温度预测方法

说明书

本发明公开了一种基于卡尔曼算法的电缆接头表面温度预测方法，预测电缆接头表面下一时刻温度，并对电缆接头工作状态进行预警的算法。首先通过温度传感器测量得到电缆接头表面温度数据，分别采用三段式固定门限检测算法和温度变化率检测算法对其进行运算处理；然后通过卡尔曼算法预估下一时刻电缆接头表面温度，用来弥补电缆接头处缆芯温度传导到电缆接头表面的时间差，为电缆故障的抢修赢取时间。

技术领域

本发明属于电缆接头表面温度预测，具体涉及一种基于卡尔曼算法的电缆缆芯温度预测方法。

背景技术

随着国家对电力行业投入的进一步加大和城网改造工作的进一步深入，电力电缆得到了越来越广泛的应用。近年来，随着经济飞速发展，电网建设持续推进，高压电缆网络已经慢慢取代架空线成为政府、交通枢纽、商业区及各大居民小区主要供电方式。

但是，随着电缆使用量的增加，电缆在通道内过于密集，在夏冬两季用电高峰期，散发的热量无法迅速向外界传导，长时间在高温环境下运行，会使电缆事故发生率升高，同时也会影响电缆使用寿命。严重时会导致电缆的短路爆炸以及大面积停电事故，损害老百姓的权益。

确保设备的及时维护和电缆附件的安全运行，避免电缆接头过热引起火灾事故和大面积停电，已经被作为一个非常重要的课题项目来研究。所以用科学的方法来研究电缆接头温度的实时监测和温度预警对于现实生活有很重要的意义。

但由于温度传感器只能安装在电缆接头表面，而高温区在电缆缆芯，温度由电缆接头缆芯传导至电缆接头表面需要时间，导致电缆接头表面测量得到的温度变化滞后于电缆接头缆芯温度，不能及时对电缆故障做出判断。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种基于卡尔曼算法的电缆缆芯温度预测方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于卡尔曼算法的电缆缆芯温度预测方法，其包括以下步骤：

1)、首先，通过温度传感器实时采集电缆接头表面温度数据；

2)、分别利用三段式固定门限检测算法和温度变化率检测算法对步骤1)的实时电缆接头表面温度数据进行运算处理；达到预设条件时则跳转步骤3)，否则系统显示电缆接头工作状态“安全”；

3)、达到预设条件时利用卡尔曼算法进行温度预估，提前估计电缆接头温度的大致走势，弥补了电缆接头缆芯温度传到电缆接头表面的时间差。

进一步的，所述步骤1)通过温度传感器实时采集电缆接头表面温度数据具体包括；采用八个传感器为一组，沿径向均匀地分布在电缆接头表面上。

进一步的，所述步骤2)固定门限检测算法将测量得到的数据与设置的标准门限值进行比较，考虑到时延因素的影响，采用三段式判断法，s₀至s₁之间为温度差很小的裕度。

其中，x_i(t)为监测点传感器i的温度输入数据，T_i[x_i(t)]为监测点传感器i信号处理数据，D_i[y_i(t)]为监测点i状态表现值，X为前一状态过渡保留值，i＝1,2,…, 7,8代表8个传感器，s₀和s₁为温度节点值。设n₁记为D_i[y_i(t)]等于1的传感器的个数，n₀记为D_i[y_i(t)]等于0的传感器的个数。当n₁大于等于2时代表故障，应预警；当n₁小于2时代表正常，不预警。变化率检测算法则是计算某时刻的数据与上一时刻数据之间的差值，差值越大，说明变化的速率越快，考虑到时延因素的影响，采用三段式判断法；