一种基于电缆检测数据的增设分析方法及系统与流程

本发明涉及数据处理，特别涉及一种基于电缆检测数据的增设分析方法及系统。

背景技术：

1、随着电力负荷的不断增大，电缆增设管理需求不断增多。传统的电缆增设管理常依赖于人工经验判断，存在着电缆增设管理效率低、精度差、自动化水平不高等诸多问题。与此同时，电缆的运行环境向着多元化、复杂化的方向不断发展，电缆增设管理的难度越来越大。如何实现高质量地电缆增设管理，受到人们的广泛关注。

2、传统的电缆增设方式分为两种，一种是在连接处增设，就是在已铺设电缆的连接处增设一个分支电缆，由于电缆连接处的位置固定，无法移动，导致电缆增设时需要额外铺设一段距离，以方便电缆延伸到连接处(即从连接处牵引出一条电缆)，这种方式费时费力的同时还会浪费资源；另一种就是破线增设，就是在已铺设电缆距离待增设电缆最近的位置，直接连接一个电缆，即将已铺设电缆的绝缘皮切除，露出内部的铜线，之后将待增设电缆端部的铜线与露出的铜线连接，最后对连接处进行密封处理，此过程快捷，且该方式也是最常采用的电缆增设方式。

3、目前，现有专利申请号为：“cn202310193215.9”的中国专利中公开了一种基于电缆检测数据的增设分析方法及系统，涉及数据处理领域，其中，所述方法包括：预设通道电缆检测数据包括日电流负荷检测数据；根据日电流负荷检测数据进行峰值提取，获取日电流负荷峰值；根据敷设电缆排管分布信息进行日电流负荷最值分析，生成日电流负荷阈值；判断日电流负荷峰值是否满足日电流负荷阈值；若不满足，生成第一设计指令，基于备用排管分布信息进行电缆增设分析，生成电缆增设方案；根据电缆增设方案进行电缆增设管理。虽然能够一定程度上解决了现有技术中针对电缆的增设分析精准性不足的技术问题，但是由于该方案主要是针对已铺设管道的排布情况，来设定电缆的铺设方案，而同一通道内并非只有这一个电缆，地下排管中集群电缆运行时可等效为热源和磁场，相邻电缆间的热效应相互影响。因此，不能只局限于电缆如何铺设，而是需要综合考虑待铺设电缆对同一通道内其他电缆的影响。

4、但在上述技术方案实施的过程中，发现至少存在如下技术问题：

5、实施难度大，且无法综合考虑待增设电缆铺设时的干扰：在实际铺设过程中，需要先根据通道的孔洞剩余情况，规划电缆的增设路径，之后再根据实际考察情况对增设路径进行调整，这就需要花费大量的时间与精力，而现有的电缆增设分析系统，只是单一的考虑通道内是否可以铺设电缆，导致无法满足实际的需求，而且这种分析方法只能停留在设想阶段，无法真正的实施，其次，在电缆使用过程中会形成磁场、热场等，而相邻电缆间的热效应相互影响，产生不同分布程度的温度场，同理产生的磁场也是一样。而且受限于土壤热阻等客观条件，电缆通道内散热较为困难。长期处于较高温度值的环境内，绝缘性能逐渐劣化，电缆使用寿命随之缩短，因此，不能只局限于电缆如何铺设，而是需要综合考虑待铺设电缆对同一通道内其他电缆的影响，为此，我们提出一种基于电缆检测数据的增设分析方法及系统。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于电缆检测数据的增设分析方法及系统，基于现有的“导航系统”，通过向“导航系统”中输入待增设电缆的终点坐标和工作参数，对已铺设的电缆进行筛选，找到符合增设要求的电缆，之后再以可增设电缆所在的通道为起点坐标，在“导航系统”中生成电缆增设线路，同时可根据施工要求输入对应的筛选指令，使得生成的电缆增设线路根据更加的精准，方便进行实施，其次，通过调整电缆增设路径上各电缆的工作参数，模拟待增设电缆实际使用过程中对同一通道内的其他电缆受到的影响，从而提前预判通道内电缆状态评估值qpgtz，提高铺设路线选择的合理性和安全性，解决现有电缆增设分析系统在使用时，实施难度大，且无法综合考虑待增设电缆铺设时干扰因素的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、一种基于电缆检测数据的增设分析系统，该分析系统包括：

6、路径生成模块，设定待增设电缆的终点坐标和待增设电缆使用状态下的工作参数，对已铺设电缆进行筛选，以符合增设要求的已铺设电缆所在通道的坐标为起点坐标，生成电缆增设路径；

7、拟态模块，获取与可增设电缆对应的负荷冗余工作参数，搭建冗余量计算模型，计算可增设电缆的冗余值ar，并依据可增设电缆到终点坐标的距离l0，采用由小到大的顺序对与冗余值ar对应的已铺设电缆工作参数进行调整，记录增设路径所在通道内所有电缆在调整前后的工作参数，依据得到的工作参数生成对应通道内电缆状态评估值qpgtz；

8、其中，拟态模块包括负载单元、采集单元、传输单元和调压稳压单元；

9、在电缆处于非拟态检测条件下，触发采集单元和传输单元，采集单元采集增设路径所在通道内所有电缆使用状态下的工作参数，再由传输单元将采集到的电缆工作参数上传；

10、在电缆处于拟态检测条件下，触发负载单元和调压稳压单元，调整接入电缆线路的阻值以及电缆的输出电压；

11、承载评估模块，调取并量化电缆状态评估值qpgtz以及待增设电缆在使用状态下的工作参数，生成电缆承载评估值qcktq，并将得到的电缆承载评估值qcktq与预设的比较阈值范围进行比对；

12、若电缆承载评估值qcktq在比较阈值范围内或电缆承载评估值qcktq大于比较阈值范围时，则不作响应，并生成铺设方案；

13、若电缆承载评估值qcktq小于比较阈值范围时，则发出预警，并调取对应的负荷冗余值ar和待增设电缆在使用状态下的工作参数，生成矫正系数δx，将矫正系数δx代入冗余量计算模型，重新计算可增设电缆的冗余值ar；

14、铺设预估模块，根据生成的铺设方案在已铺设通道上选取施工点，获取施工点周围的环境参数，并结合电缆承载评估值qcktq，生成铺设方案在环境参数影响下的铺设难度预估值spidc。

15、进一步的，起点坐标包括已铺设通道的管口坐标和节点坐标，待增设电缆使用状态下的工作参数包括日负荷峰值qj、输出电压u0和输出电流量i0，电缆增设路径生成的具体过程为：

16、调取已铺设电缆的通道线路坐标以及对应线路的冗余负荷，并将对应线路的冗余负荷与待增设电缆使用状态下的日负荷峰值进行对比；

17、若线路的冗余负荷小于或等于待增设电缆使用状态下的日负荷峰值qj时，则不作响应；

18、若线路的冗余负荷大于待增设电缆使用状态下的日负荷峰值qj时，则发出合格信号，并将该线路记为可增设线路；

19、以可增设线路所在通道的坐标为起始坐标，生成待增设电缆的铺设线路；

20、获取电缆单位长度价格、地理环境以及已铺设电缆数量，对待增设电缆的铺设线路进行优化，得到电缆增设路径。

21、进一步的，负荷冗余工作参数获取时，以设定的终点坐标为圆心，计算可增设电缆与终点坐标的最短距离，采用由近到远的方式排序，再依次生成可增设电缆的冗余值ar，生成可增设电缆的冗余值ar所依据的公式如下：

22、

23、式中，qd为已铺设电缆的冗余负荷，us为已铺设电缆的冗余电压，lz为已铺设电缆的总长度，σ、τ分别为已铺设电缆负荷冗余量、已铺设电缆功率冗余比例的比重系数，且1≥σ＞0，1>τ>0；其中，ar＞0，当ar≤0时，则删除该冗余值ar所对应的电缆；

24、矫正系数δx的初始数值为0，根据电缆承载评估值qcktq与预设比较阈值范围的比对结果对矫正系数δx进行调整，且矫正系数δx始终＜1；在冗余值ar计算之前，根据土壤热阻系数调取对应的矫正系数，通过矫正系数对电缆使用状态下的电流量进行校正，得到数值记为输出电流量i0。

25、进一步的，根据可增设电缆与终点坐标之间的距离l0对已铺设电缆进行排序，并按照所排顺序依次调整已铺设电缆对应的工作参数，生成对应通道内电缆状态评估值qpgtz所依据的公式如下：

26、

27、式中，qj0为第n个已铺电缆调整前的日负荷峰值，qjz为第n个已铺电缆调整后的日负荷峰值，ar0为第n个已铺电缆调整前的冗余值，arz为第n个已铺电缆调整后的冗余值，tex、lpg分别为日负荷峰值变化量、冗余值变化量的权重系数，且

28、1>tex>0,1>lpg>0,lpg+tex＝1，n＝{1、2、...、k},k为正整数；

29、工作参数调整的具体过程为：

30、根据电缆增设路径上已铺设电缆的数量n，将待增设电缆使用状态下的日负荷峰值qj和输出电压u0分割成对应的数量，得到日负荷峰值调整值

31、和输出电压调整值

32、按照所排序，依次对已铺设电缆对应的工作参数进行调整，并记录每次调整前后的工作参数。

33、进一步的，在工作参数调整前，调取已铺设电缆的额定日负荷峰值和输出电压，计算已铺设电缆的额定日负荷峰值与实际日负荷峰值之间的差值以及额定输出电压和实际输出电压之间的差值；

34、当日负荷峰值差值≥且输出电压差值≥时，则不作响应；

35、当日负荷峰值差值＜且输出电压差值＜时，则以该电缆的额定日负荷峰值或额定输出电压为调整后的工作参数，并将参数调整的剩余量代入下一个已铺设电缆的工作参数中；

36、其中，当所有已铺设电缆调整后，仍存在参数调整的剩余量，则舍弃该剩余量，并标记为待测路段。

37、进一步的，生成电缆承载评估值qcktq所依据的公式如下：

38、

39、式中，u0s为待增设电缆的额定电压,g1为修正系数。

40、进一步的，矫正系数δx生成的具体过程为：在接收到预警时，调取对应电缆的负荷冗余工作参数和待增设电缆在使用状态下的工作参数，分别计算可增设电缆的冗余值ar和待增设电缆的使用状态值，并将两者进行比对；其中，当可增设电缆的冗余值ar＞待增设电缆的使用状态值，则矫正系数

41、反之，则矫正系数

42、

43、进一步的，环境参数包括人流量d、用电量q、环境温度w和施工范围m，通过环境分析公式

44、

45、设路线上的环境干扰值c环境，其中表示预设的环境干扰值的修正因子，dc、qc、wc、mc分别表示人流量、用电量、环境温度和施工范围的权值，且dc>0，qc>0，wc>0，mc>0,g2为修正系数；

46、生成铺设难度预估值spidc所依据的公式如下：

47、

48、式中，a1、a2分别为电缆状态评估值和环境干扰指数的预设比例系数，且

49、a2>a1>0。

50、进一步的，该分析系统还包括：

51、安装反馈模块，在待增设电缆安装完成后，获取电缆增设路径上所有电缆的工作参数，并与其额定的工作参数进行比对；

52、其中，当增设后的电缆工作参数在其额定的工作参数范围内时，则输出合格结果，并以2-3小时的间隔时间，将增设后的工作参数与其额定的工作参数进行比对一次，15天后停止检测；

53、当增设后的电缆工作参数不在其额定的工作参数范围内时，则发出矫正警报，派遣维修人员进行现场检测，并根据结果调整路径生成模块。

54、进一步的，一种基于电缆检测数据的增设分析方法，该分析方法包括：

55、设定待增设电缆的终点坐标和待增设电缆使用状态下的工作参数，对已铺设电缆进行筛选，以符合增设要求的已铺设电缆所在通道的坐标为起点坐标，生成电缆增设路径；

56、获取与可增设电缆对应的负荷冗余工作参数，搭建冗余量计算模型，计算可增设电缆的冗余值ar，并依据可增设电缆到终点坐标的距离l0，采用由小到大的顺序对与冗余值ar对应的已铺设电缆工作参数进行调整，记录增设路径所在通道内所有电缆在调整前后的工作参数，依据得到的工作参数生成对应通道内电缆状态评估值qpgtz；

57、其中，拟态模块包括负载单元、采集单元、传输单元和调压稳压单元；

58、在电缆处于非拟态检测条件下，触发采集单元和传输单元，采集单元采集增设路径所在通道内所有电缆使用状态下的工作参数，再由传输单元将采集到的电缆工作参数上传；

59、在电缆处于拟态检测条件下，触发负载单元和调压稳压单元，调整接入电缆线路的阻值以及电缆的输出电压；

60、调取并量化电缆状态评估值qogtz以及待增设电缆在使用状态下的工作参数，生成电缆承载评估值qcktq，并将得到的电缆承载评估值qcktq与预设的比较阈值范围进行比对；

61、若电缆承载评估值qcktq在比较阈值范围内或电缆承载评估值qcktq大于比较阈值范围时，则不作响应，并生成铺设方案；

62、若电缆承载评估值qcktq小于比较阈值范围时，则发出预警，并调取对应的冗余工作参数和待增设电缆在使用状态下的工作参数，生成矫正系数δx，将矫正系数δx代入冗余量计算模型，重新计算可增设电缆的冗余值ar；

63、根据生成的铺设方案在已铺设通道上选取施工点，获取施工点周围的环境参数，并结合电缆承载评估值qcktq，生成铺设方案在环境参数影响下的铺设难度预估值spidc，环境参数包括人流量d、用电量q、环境温度w和施工范围m。

64、(三)有益效果

65、本发明基于现有的“导航系统”，通过向“导航系统”中输入待增设电缆的终点坐标和工作参数，对已铺设的电缆进行筛选，找到符合增设要求的电缆，之后再以可增设电缆所在的通道为起点坐标，在“导航系统”中生成电缆增设线路，同时可根据施工要求输入对应的筛选指令，使得生成的电缆增设线路根据更加的精准，方便进行实施，其次，通过调整电缆增设路径上各电缆的工作参数，模拟待增设电缆实际使用过程中对同一通道内的其他电缆受到的影响，从而提前预判通道内电缆状态评估值qpgtz，提高铺设路线选择的合理性和安全性。

66、本发明通过将电缆状态评估值qpgtz和待增设电缆在使用状态下的工作参数结合，得到一个能够直观评价电缆承载能力的电缆承载评估值qcktq，从而直观的了解各个电缆铺设通道内所能承载电缆负荷的能力，方便精准的控制通道内各电缆的使用范围，由此提高电缆的使用寿命和运维的准确性；之后再根据电缆承载评估值qcktq与比较阈值的比对情况，获取可增设电缆的矫正系数δx，调整增设电缆的筛选标准，从而适应因电缆老化、损坏等因素带来的干扰，其次，再根据电缆铺设时所处的环境参数，例如，人流量、车流量、温度等，计算外部环境对实际施工的干扰值c环境和一个可比较的铺设难度预估值spidc，从而规划出最佳的施工策略，提高施工效率。