[发明专利]一种基于电缆沿线温度变化波形的电缆保护系统及其方法

权利要求书

1.一种基于电缆沿线温度变化波形的电缆保护系统，其特征在于，所述系统包括监控系统以及与所述监控系统电连接的多个测温光纤、告警器、保护装置、通知单元；

超导电缆为三相同轴超导电缆，所述三相同轴超导电缆由内之外依次设置电缆骨架、第一绝缘层、A相导体层、第二绝缘层、B相导体层、第三绝缘层、C相导体层、第四绝缘层、屏蔽层、恒温器，其中所述电缆骨架内部、所述恒温器与所述屏蔽层之间均设置有腔体，所述腔体用于供液氮流通以对超导电缆进行降温；所述多个测温光纤均匀布置；所述A相导体层、B相导体层、C相导体层分别由内至外依次包括第一层超导带材、碳纸层和第二层超导带材；所述多个测温光纤设置于所述B相导体层的第一层超导带材的带材之间的缝隙中；所述多个测温光纤的直径小于所述第一层超导带材的厚度，所述第一层超导带材的带材之间的缝隙内填充有聚酰亚胺树脂，所述聚酰亚胺树脂用于粘接固定所述多个测温光纤并增强所述多个测温光纤的机械强度；

所述多个测温光纤用于测量高温超导电缆的沿线温度，并将测得的沿线温度发送给监控系统；

所述监控系统包括数据接收单元、波形特征获取单元和指令生成单元，所述数据接收单元用于接收所述多个测温光纤所检测的所述沿线温度，并转发给所述波形特征获取单元；所述波形特征获取单元用于根据所述沿线温度获得高温超导电缆沿线的温度变化波形特征图，并输出给所述指令生成单元；其中，所述根据所述沿线温度获得高温超导电缆沿线的温度变化波形特征图包括：根据所述多个测温光纤所检测的沿线温度获得对应的多个温度变化波形特征图，并将该多个温度变化波形特征图的波形进行叠加得到高温超导电缆沿线的温度变化波形特征图，或者将该多个温度变化波形特征图的波形进行加权求和得到高温超导电缆沿线的温度变化波形特征图；所述指令生成单元用于根据所述温度变化波形特征图确定一个或多个局部失超区域的位置和宽度，并根据所述一个或多个局部失超区域的宽度确定是否生成切除指令或告警指令，并将所述切除指令下发给保护装置，或将所述告警指令下发给告警器；所述温度变化波形特征图中任意相邻的一个正窄峰和一个负窄峰之间区域为一个局部失超区域；当任一个局部失超区域的宽度满足d_ir_L时，生成告警指令；当任一个局部失超区域的宽度满足d_ir_H时，则生成切除指令；其中，d_i为第i个局部失超区域的宽度，r_L、r_H分别为预先设置的阈值；

所述告警器用于响应于接收到所述告警指令，进行高温超导电缆失超告警；

所述保护装置用于响应于接收到所述切除指令，切除所述高温超导电缆；

通知单元，用于响应于所述指令生成单元生成切除指令或告警指令，生成对应的通知信息，并将所述通知信息发送至预先设置的运维人员的手机上；其中所述通知信息包括一个或多个局部失超区域的位置信息，以及切除指令或告警指令信息。

2.根据权利要求1所述的基于电缆沿线温度变化波形的电缆保护系统，其特征在于，所述波形特征获取单元具体用于：根据所述沿线温度进行多分辨形态梯度变换得到所述温度变化波形特征图。

3.一种基于电缆沿线温度变化波形的电缆保护方法，其基于权利要求1-2中任一项所述的电缆保护系统实现，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

多个测温光纤测量所述高温超导电缆的沿线温度，并将测得的沿线温度发送给监控系统；

数据接收单元接收所述多个测温光纤所检测的所述沿线温度，并转发给波形特征获取单元；

波形特征获取单元响应于接收到所述沿线温度，根据所述沿线温度获得高温超导电缆沿线的温度变化波形特征图，并输出给指令生成单元；其中，所述根据所述沿线温度获得高温超导电缆沿线的温度变化波形特征图包括：根据所述多个测温光纤所检测的沿线温度获得对应的多个温度变化波形特征图，并将该多个温度变化波形特征图的波形进行叠加得到高温超导电缆沿线的温度变化波形特征图，或者将该多个温度变化波形特征图的波形进行加权求和得到高温超导电缆沿线的温度变化波形特征图；

指令生成单元响应于接收到所述温度变化波形特征图，根据所述温度变化波形特征图确定一个或多个局部失超区域的位置和宽度，并根据所述一个或多个局部失超区域的宽度确定是否生成切除指令或告警指令，并将所述切除指令下发给保护装置，或将所述告警指令下发给告警器；所述温度变化波形特征图中任意相邻的一个正窄峰和一个负窄峰之间区域为一个局部失超区域；当任一个局部失超区域的宽度满足d_ir_L时，生成告警指令；当任一个局部失超区域的宽度满足d_ir_H时，则生成切除指令；其中，d_i为第i个局部失超区域的宽度，r_L、r_H分别为预先设置的阈值；

告警器响应于接收到所述告警指令，进行高温超导电缆失超告警；

保护装置响应于接收到所述切除指令，切除所述高温超导电缆；

所述通知单元响应于所述指令生成单元生成切除指令或告警指令，生成对应的通知信息，并将所述通知信息发送至预先设置的运维人员的手机上；其中所述通知信息包括一个或多个局部失超区域的位置信息，以及切除指令或告警指令信息。