电缆缆芯暂态温度的监测方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电缆缆芯暂态温度的监测方法和系统，该方法包括：获取电缆的历史数据，确定第一历史时刻所对应的环境温度和电流，并对电缆在监测初始时刻的温度信息进行反演计算，获得与第一历史时刻相对应的第一电缆温度信息；将第一电缆信息与第二历史时刻对应的第二电缆温度信息进行比较，判断第一电缆温度信息中的缆芯温度值与第二电缆温度信息中的缆芯温度值之差的绝对值是否小于设定值；若是，则以第一电缆温度信息为电缆温度初始信息，确定电缆的缆芯暂态温度。本发明专利技术利用历史数据作为计算条件，能够准确地获得电缆各层的初始温度，并以其作为初始条件，可以精确反演电缆缆芯暂态温度，从而实现电缆缆芯温度状态的实时监测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力
，特别是涉及一种电缆缆芯暂态温度的监测方法和系统。
技术介绍
电力电缆是电力传输的重要载体和保证电网运行的关键设备，在我国的使用范围越来越广泛。缆芯温度是决定电缆使用寿命的重要参数，当电缆缆芯的运行温度超过某一特定值时，将导致电缆老化加速，严重时可能导致电缆热击穿，从而引发触电、火灾等事故，这个特定值称为电缆绝缘材料的长期允许最高工作温度。但如果为了降低电缆缆芯的运行温度，采取使电缆始终处于低负荷运行的策略，则电缆的工作性能无法得到充分利用。因此，对电缆缆芯温度进行准确检测以使缆芯温度不超过长期允许最高工作温度，不仅能确保电缆安全、稳定地运行，而且能提高电缆的容量利用率。由于缆芯温度难以直接测量，传统技术主要采用基于暂态热路模型的算法根据环境温度反演计算缆芯温度，基于暂态热路模型的算法需要考虑电缆各层材料的热容，而热容的初始温度往往设定为环境温度，对于正在运行中的电缆而言，这一设定易造成初始温度的误差，从而将对缆芯的温度反演产生直接影响，使得缆芯温度监测误差较大。
技术实现思路
基于此，本专利技术实施例提供一种电缆缆芯暂态温度的监测方法，以降低监测误差。为实现上述目的，本专利技术实施例采用如下方案：一种电缆缆芯暂态温度的监测方法，包括如下步骤：获取电缆的历史数据，并根据所述历史数据确定第一历史时刻所对应的环境温度和电流；所述历史数据包括在监测初始时刻之前各历史时刻对应的所述电缆的电流以及所述电缆所处环境的环境温度；根据第一历史时刻对应的环境温度和电流，对所述电缆在所述监测初始时刻的温度信息进行反演计算，获得与第一历史时刻相对应的第一电缆温度信息；所述第一电缆温度信息包括所述电缆各层的温度值；将所述第一电缆信息与通过第二历史时刻对应的环境温度和电流计算出的第二电缆温度信息进行比较，判断所述第一电缆温度信息中的缆芯温度值与所述第二电缆温度信息中的缆芯温度值之差的绝对值是否小于设定值；所述第一历史时刻在所述第二历史时刻之前，且与所述第二历史时刻相差一个时间单位值；若是，则以所述第一电缆温度信息为电缆温度初始信息，确定所述电缆的缆芯暂态温度。。一种电缆缆芯暂态温度的监测系统，包括：历史数据获取模块，用于获取电缆的历史数据，并根据所述历史数据确定第一历史时刻所对应的环境温度和电流；所述历史数据包括在所述监测初始时刻之前各历史时刻对应的所述电缆的电流以及所述电缆所处环境的环境温度；反演计算模块，用于根据第一历史时刻对应的环境温度和电流，对所述电缆在所述监测初始时刻的温度信息进行反演计算，获得与第一历史时刻相对应的第一电缆温度信息；所述第一电缆温度信息包括所述电缆各层的温度值；判断模块，用于将所述第一电缆信息与通过第二历史时刻对应的环境温度和电流计算出的第二电缆温度信息进行比较，判断所述第一电缆温度信息中的缆芯温度值与所述第二电缆温度信息中的缆芯温度值之差的绝对值是否小于设定值；所述第一历史时刻在所述第二历史时刻之前，且与所述第二历史时刻相差一个时间单位值；确定模块，用于在所述第一电缆温度信息中的缆芯温度值与所述第二电缆温度信息中的缆芯温度值之差的绝对值小于设定值时，以所述第一电缆温度信息为电缆温度初始信息，确定所述电缆的缆芯暂态温度。本专利技术利用监测初始时刻之前的历史数据作为计算条件，通过计算前后缆芯温度值之差进行不断修正，能够准确地获得电缆各层的初始温度，并以电缆各层初始温度作为初始条件，可以精确反演电缆缆芯暂态温度，从而实现电缆缆芯温度状态的实时监测，为电缆绝缘状态评估提供参考依据。附图说明图1是本专利技术的电缆缆芯暂态温度的监测方法在一个实施例中的流程示意图；图2为本专利技术实施例中时间轴的示意图；图3为本专利技术实施例中对电缆在监测初始时刻的温度信息进行反演计算的流程示意图；图4为本专利技术实施例中电缆各层和土壤各层的结构参数、材料参数的示意图；图5为本专利技术实施例中电缆各层和土壤各层的集总参数示意图；图6为本专利技术实施例中电缆的一维暂态热路模型；图7为本专利技术实施例中多阶跃负荷电流函数的示意图；图8为各种电缆缆芯暂态温度监测方法的监测结果对比图；图9是本专利技术的电缆缆芯暂态温度的监测系统在一个实施例中的结构示意图。具体实施方式下面将结合较佳实施例及附图对本专利技术的内容作进一步详细描述。显然，下文所描述的实施例仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应当理解的是，尽管在下文中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本专利技术范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。图1是本专利技术的电缆缆芯暂态温度的监测方法在一个实施例中的流程示意图，如图1所示，本实施例中的电缆缆芯暂态温度的监测方法包括以下步骤：步骤S110，获取电缆的历史数据，并根据所述历史数据确定第一历史时刻所对应的环境温度和电流；所述历史数据包括在监测初始时刻之前各历史时刻对应的所述电缆的电流以及所述电缆所处环境的环境温度；电缆由内至外分为多层，依次是缆芯、绝缘层、半导电阻水带、内护套以及外护套。参照图2所示的时间轴，假设监测初始时刻为t0，对电缆的缆芯暂态温度进行监测时，传统技术是将监测初始时刻t0时电缆各层的温度值视为环境温度，这样在对缆芯暂态温度进行反演计算时误差较大，而在本实施例中，采用电缆的历史数据来修正监测初始时刻t0时电缆各层的温度值，以减小监测误差。其中，历史数据包括在监测初始时刻t0之前各历史时刻(即图2中的t1、t2、…、tn-1、tn、tn+1)对应的电缆的电流I(t)以及电缆所处环境的环境温度Th(t)。针对于第一历史时刻tn，确定其所对应的环境温度Th(tn)和电流I(tn)。步骤S120，根据第一历史时刻对应的环境温度和电流，对所述电缆在所述监测初始时刻的温度信息进行反演计算，获得与第一历史时刻相对应的第一电缆温度信息；在本实施例中，利用第一历史时刻tn所对应的环境温度Th(tn)和电流I(tn)，对电缆在监测初始时刻t0的温度信息进行反演计算，获得第一电缆温度信息其中，第一电缆温度信息包括电缆各层的温度值，例如包括缆芯温度值绝缘层温度值半导电阻水层温度值内护套温度值以及外护套温度值在一种可选的实施方式中，参照图3所示，步骤S120包括以下步骤S201至步骤S202：步骤S201，获取所述电缆的一维暂态热路模型；步骤S202，根据所述一维暂态热路模型、所述第一历史时刻对应的环境温度和电流进行反演计算，获得所述电缆在所述监测初始时刻的温度信息。一维暂态热路模型是采用电路形式来表示电缆各层和土壤各层的温度及热流情况，电缆各层及土壤各层的热阻分别用一个与结构参数和材料参数有关的集总热阻表示。具体的，基于电缆的一维暂态热路模型，视第一历史时刻tn至监测初始时刻t0这一时间段内的环境温度和电流不变，均为第一历史时刻tn所对应的环境温度Th(tn)和电流I(tn)，通过复频域变换和节点电压方程进行反演计算，即可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电缆缆芯暂态温度的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：获取电缆的历史数据，并根据所述历史数据确定第一历史时刻所对应的环境温度和电流；所述历史数据包括在监测初始时刻之前各历史时刻对应的所述电缆的电流以及所述电缆所处环境的环境温度；根据第一历史时刻对应的环境温度和电流，对所述电缆在所述监测初始时刻的温度信息进行反演计算，获得与第一历史时刻相对应的第一电缆温度信息；所述第一电缆温度信息包括所述电缆各层的温度值；将所述第一电缆信息与通过第二历史时刻对应的环境温度和电流计算出的第二电缆温度信息进行比较，判断所述第一电缆温度信息中的缆芯温度值与所述第二电缆温度信息中的缆芯温度值之差的绝对值是否小于设定值；所述第一历史时刻在所述第二历史时刻之前，且与所述第二历史时刻相差一个时间单位值；若是，则以所述第一电缆温度信息为电缆温度初始信息，确定所述电缆的缆芯暂态温度。

【技术特征摘要】
1.一种电缆缆芯暂态温度的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：获取电缆的历史数据，并根据所述历史数据确定第一历史时刻所对应的环境温度和电流；所述历史数据包括在监测初始时刻之前各历史时刻对应的所述电缆的电流以及所述电缆所处环境的环境温度；根据第一历史时刻对应的环境温度和电流，对所述电缆在所述监测初始时刻的温度信息进行反演计算，获得与第一历史时刻相对应的第一电缆温度信息；所述第一电缆温度信息包括所述电缆各层的温度值；将所述第一电缆信息与通过第二历史时刻对应的环境温度和电流计算出的第二电缆温度信息进行比较，判断所述第一电缆温度信息中的缆芯温度值与所述第二电缆温度信息中的缆芯温度值之差的绝对值是否小于设定值；所述第一历史时刻在所述第二历史时刻之前，且与所述第二历史时刻相差一个时间单位值；若是，则以所述第一电缆温度信息为电缆温度初始信息，确定所述电缆的缆芯暂态温度。2.根据权利要求1所述的电缆缆芯暂态温度的监测方法，其特征在于，若所述第二历史时刻为所述监测初始时刻，则所述第二电缆温度信息中电缆各层的温度值均为所述监测初始时刻所述电缆所处环境的环境温度。3.根据权利要求1或2所述的电缆缆芯暂态温度的监测方法，其特征在于，所述时间单位值为10分钟。4.根据权利要求1或2所述的电缆缆芯暂态温度的监测方法，其特征在于，所述根据第一历史时刻对应的环境温度和电流，对所述电缆在所述监测初始时刻的温度信息进行反演计算的过程包括如下步骤：获取所述电缆的一维暂态热路模型；根据所述一维暂态热路模型、所述第一历史时刻对应的环境温度和电流进行反演计算，获得所述电缆在所述监测初始时刻的温度信息。5.根据权利要求1或2所述的电缆缆芯暂态温度的监测方法，其特征在于，所述设定值为0.05℃。6.一种电缆缆芯暂态温度的监测系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹清华，欧晓妹，刘益军，陈道品，李国伟，曾永浩，陈邦发，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44