(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211269402.2 (22)申请日 2022.10.18 (71)申请人 华能辛店发电有限公司 地址 255400 山东省淄博市临淄区齐 鲁化 学工业园 申请人 山东理工大 学 (72)发明人 夏文晖　吕保青　王衍会　王伟　 兰永胜　庞莉　边明心　崔新刚　 魏雨静　胡希同　安韵竹　胡元潮　 孙启龙　杨敦高　陈平　徐栋　 张焕臣　 (74)专利代理 机构 淄博市众朗知识产权代理事 务所(特殊普通 合伙) 37316 专利代理师 程强强(51)Int.Cl. H02J 13/00(2006.01) H02G 1/00(2006.01) H02G 1/02(2006.01) G01D 21/02(2006.01) G01R 31/08(2006.01) (54)发明名称 基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系 统及方法 (57)摘要 本发明公开了基于数据分析的电力电缆故 障诊断预警系统及方法， 属于电力领域， 用于解 决当下电力电缆统一式的诊断标准无法适用的 问题， 包括线路划分模块、 历史监测模块、 运行监 测模块、 诊断预警模块以及环境监测模块， 线路 划分模块用于将电力电缆进行线路划分为若干 组电力电缆段， 历史监测模块用于对若干组电力 电缆段的历史使用情况进行监测， 运行监测模块 用于对电力电缆段的实时运行情况进行监测， 环 境监测模块用于对电力电缆段所在地的实时环 境情况进行监测， 诊断预警模块用于对电力电缆 段的使用情况进行故障诊断预警； 本发明是基于 多重因素为电力电缆设定相 匹配的故障诊断预 警标准， 以实现电力电缆的故障精确诊断。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 115378141 A 2022.11.22 CN 115378141 A 1.基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统， 其特征在于， 包括线路划分模块、 历史 监测模块、 运行监测模块、 诊断预警模块、 环 境监测模块、 管理终端、 数据采集模块以及服务 器， 所述线路划分模块用于将电力电缆进行线路划分为若干组电力电缆段； 所述历史监测 模块连接有存储模块， 所述存储模块用于存储若干组电力电缆段的历史维护数据并发送至 历史监测模块； 所述历史监测模块用于对若干组电力电缆段的历史使用情况进行监测， 得 到电力电缆段的诊断预警等级反馈至服务器， 所述服务器用于 设定电力电缆段的故障诊断 预警时段， 并依据诊断预警等级在故障诊断预警时段内设定对应数量的采集时间点； 所述数据采集模块用于在故障诊断预警时段内采集若干组电力电缆段的实时运行数 据以及电力电缆段所在地的实时环境数据并发送至服务器； 所述服务器中还存储有电力电 缆段的标准运行数据和标准环境数据； 所述服务器将实时运行数据和标准运行数据发送至 运行监测模块， 所述 服务器将实时环境数据和标准环境数据发送至环境 监测模块； 所述运行监测模块用于对电力电缆段的实时运行情况进行监测， 得到电力电缆段的运 行异常值 发送至服务器； 所述环境监测模块用于对电力电缆段所在地的实时环境情况进 行 监测， 得到电力电缆段所在地的环境异常值反馈至服务器， 所述服务器将电力电缆段的运 行异常值和电力电缆段 所在地的环境异常值发送至诊断预警模块； 所述服务器还依据诊断预警等级设定电力电缆段的故障诊断预警值区间并发送至诊 断预警模块； 所述诊断预警模块用于对电力电缆段 的使用情况进行故障诊断预警， 工作生 成电力故障预警信号或电力运行正常信号。 2.根据权利要求1所述的基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统， 其特征在于， 电 力电缆段的故障次数以及对应的故障时间、 维护时长； 当电力电缆段为第一诊断预警等级时， 则故障诊断预警时段内采集时间点的数量为 Y1， 当电力电缆段为第二诊断预警等级时， 则故障诊断预警时段内采集时间点的数量为Y2， 当电力电缆段为第三诊断预警等级时， 则故障诊断预警时段内采集时间点的数量为Y3， Y1、 Y2和Y3均为固定数值的正整数， 且Y1＞Y2＞Y 3； 实时运行数据为电力电缆段的实时电压值和实时电流值， 实时环境数据为电力电缆段 所在地的实时风力值和实时温度值， 标准运行数据为电力电缆段的标准电压值范围和标准 电流值范围， 标准环境数据为电力电缆段 所在地的标准 风力值范围和标准温度值范围； 第一诊断预警等级对应的故障诊断预警值区间为 （N1， N2]， 第二诊断预警等级对应的 故障诊断预警值区间为 （N2， N3]， 第三诊断预警等级对应的故障诊断预警值区间为 （N3， N4]， N1、 N2、 N3和N 4均为固定数值的正整数， 且N1＜N2＜N3＜N 4。 3.根据权利要求1所述的基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统， 其特征在于， 所 述历史监测模块的监测过程具体如下： 获取电力电缆段的故障次数， 而后获取电力电缆段每次故障时的故障时间， 计算相邻 故障时间的时间差值得到若干组故障间隔时长， 若干组故障间隔时长相加求和取平均值得 到电力电缆段的故障间隔均时长； 获取电力电缆每次故障时的维护时长， 每次故障时的维护时长相加求和除以故障次数 得到电力电缆段的维护均时长； 计算电力电缆段的历史监测值； 历史监测值比对历史监测阈值， 判定电力电缆段的诊断预警等级为第三诊断预警等权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115378141 A 2级、 第二诊断预警等级或第一诊断预警等级。 4.根据权利要求3所述的基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统， 其特征在于， 历 史监测值与诊断预警等级成正比， 当历史监测值越 大， 则诊断预警等级越高， 第一诊断预警 等级的级别高于第二诊断预警等级的级别、 第二诊断预警等级的级别高于第三诊断预警等 级的级别。 5.根据权利要求1所述的基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统， 其特征在于， 所 述运行监测模块的监测过程具体如下： 获取电力电缆段在若干个采集时间点时的实时电压值和实时电流 值； 将若干个采集 时间点的实时电压值与 标准电压值范围进行比对， 将若干个采集时间点 的实时电流值与标准电流值范围进行比对， 将不处于标准电压值范围的采集时间点标定为 异压时间点， 将不处于标准电流 值范围的采集时间点标定为异流时间点； 统计异压时间点的数量和异流时间点的数量； 计算得到电力电缆段的运行异常值。 6.根据权利要求1所述的基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统， 其特征在于， 所 述环境监测模块的监测过程具体如下： 获取电力电缆段 所在地在若干个采集时间点时的实时风力值和实时温度值； 将若干个采集 时间点的实时风力值与 标准风力值范围进行比对， 将若干个采集时间点 的实时温度值与标准温度值范围进行比对， 将不处于标准风力值范围的采集时间点标定为 异风时间点， 将不处于标准温度值范围的采集时间点标定为异温时间点； 统计异风时间点的数量和异温时间点的数量； 计算电力电缆段 所在地的环境异常值。 7.根据权利要求1所述的基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统， 其特征在于， 所 述诊断预警模块的工作过程具体如下： 获取到电力电缆段的运行异常值和电力电缆段 所在地的环境异常值； 计算电力电缆段的故障诊断预警值； 获取电力电缆段的诊断预警等级， 依据诊断预警等级得到电力电缆段对应的故障诊断 预警值区间； 若故障诊断预警值处于电力电缆段对应的故障诊断预警值 区间， 则生成电力故障预警 信号； 若故障诊断预警值不处于电力电缆段对应的故障诊断预警值区间， 则生成电力运行正 常信号； 所述诊断预警模块将电力故障预警信号或电力运行正常信号反馈 至服务器。 8.根据权利要求7所述的基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统， 其特征在于， 若 服务器接收到电力运行正常信号， 则不进行任何操作； 若服务器接收到电力故障预警信号， 则将电力故障预警信号发送至电力电缆段对应的 管理终端， 所述管理终端接收到电力故障预警信号后安排管理人员对电力电缆段进行检修 维护。 9.基于数据分析的电力电缆故障诊断预警方法， 其特征在于， 基于权利要求1 ‑8任一项 所述的基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统， 预警方法具体如下：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115378141 A 3