一种电缆井运维数据管理系统及方法与流程

本发明涉及电力设备运维，具体是一种电缆井运维数据管理系统及方法。

背景技术：

1、在电缆井运维管理领域，随着技术的不断进步和智能化水平的提升，数据采集和监测的需求日益增长，电缆井作为重要的基础设施，其安全运行和高效管理直接影响到电力供应的稳定性，因此，开发一种能够高效管理和分析电缆井运维数据的系统显得尤为重要。

2、现有的电缆井运维管理技术在数据采集、异常监测、功耗管理和检修评价方面已有一定的应用，但仍面临诸多挑战，首先，数据来源的多样性和格式的异构性使得数据整合变得复杂，往往导致信息孤岛的形成，无法实现数据的有效共享与利用；其次，随着传感器数量的增加，数据传输频率的提升，数据的实时性和准确性变得更加关键，然而，现有系统中，数据在传输过程中可能遭遇丢失、损坏、延迟或传输中断问题，这些错误直接影响了电缆井的安全监测和决策支持；此外，当前的运维管理系统往往缺乏有效的自动化错误预警机制，导致在数据发生错误时，决策机构难以在短时间内察觉并进行有效响应，数据溯源的困难使得问题的追踪和解决变得繁琐，进一步影响了系统的运行效率和运维管理的科学性，因此，构建一个集成化的电缆井远程运维管理系统，具备实时数据监测、自动预警和高效决策支持功能，成为行业亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电缆井运维数据管理系统及方法，以解决现有技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电缆井运维数据管理方法，包括以下步骤：

3、s100、根据便携式可视化电缆井检测装置尾部上安装的传感器，实时监测电缆井的环境数据、电气参数、运行状态数据和图像数据，其中，环境数据包括电缆井内环境温度、相对湿度、气体浓度和电缆井内积水的水位高度，电气参数包括电缆的工作电流、电缆两端的电压和电缆护层的接地电流，运行状态数据包括电缆局部放电情况和电缆接头本体表面温度；

4、s200、依据采集的数据，提取环境数据特征、电气参数特征、运行状态数据特征，构建环境影响、电气稳定性和绝缘健康指数，并生成电缆健康状态函数；

5、s300、根据电缆健康状态函数和环境影响、电气稳定性和绝缘健康指数的变化趋势，计算平均斜率变化周期，确定便携式可视化电缆井检测装置的采集时间间隔t；

6、s400、根据时间间隔调整计算公式，对采集时间进行重新调整。

7、在步骤s100中，具体步骤包括：

8、步骤s101：安装在检测装置尾部的基于cmos图像传感器的网络高清摄像头通过布控箱控制云台，调节摄像头获取图像数据，使用h.264编码器处理并输出电缆井内数字图像数据，同时通过安装在伸缩杆尾端的传感器采集电缆井的环境数据、电气参数和运行状态数据，其中，电缆井内数字图像数据获取过程中根据电缆井内不同环境条件，调整摄像头前端光源的亮度，确保图像采集的清晰度；

9、步骤s102：通过集成dram、por、rtc、audiocodec、sensor电平转换和时钟输出的存储芯片，将获取到的图像数据进行存储；

10、步骤s103：通过rs485通信将采集到的数据实时传输至上位机，同时使用wifi无线通信将数据传输至移动端，实现远程在线监测。

11、在步骤s200中，具体步骤如下：

12、步骤s201、从环境数据中提取电缆井内环境温度、相对湿度、气体浓度和电缆井内积水的水位高度的变化率；从电气参数中提取电缆工作电流均值、电压极值和护层接地电流方差；从运行状态中提取电缆局部放电频率和表面温度变化；

13、步骤s202、基于电缆井内环境温度、相对湿度、气体浓度和电缆井内积水的水位高度的变化率，构建环境影响指数，计算公式如下所示：

14、；

15、其中，t表示电缆井内环境温度变化率，h表示电缆井内湿度变化率，c表示气体浓度变化率，w表示电缆井内积水的水位高度的变化率;

16、步骤s203、基于电缆工作电流i的均值、电压v的极值和护层接地电流g的方差，构建电气稳定性指数，计算公式如下所示：

17、；

18、其中，imean表示电缆工作电流i的均值，vmax表示电缆两端的电压v的极值，gvar表示电缆护层的接地电流的方差;

19、步骤s204、基于电缆局部放电频率和电缆接头的本体表面温度变化，构建绝缘健康指数，计算公式如下所示：

20、;

21、其中，pd表示电缆局部放电频率，ts表示电缆接头的本体表面温度变化；

22、步骤s205、根据步骤s202、步骤s203和步骤s204计算出的环境影响指数、电气稳定性指数和绝缘健康指数，生成电缆健康状态函数，计算公式如下所示：osi(t)=α1*eii(t)+β1*esi(t)+γ1*ihi(t)；其中，eii(t)表示环境影响指数；esi(t)表示电气稳定性指数；ihi(t)表示绝缘健康指数；α1、β1和γ1表示自适应权重。

23、在步骤s300中，具体步骤如下：

24、步骤s301、根据电缆健康状态函数osi(t)的值，按照一个时间周期进行数据采集，记录并绘制电缆健康状态函数osi(t)、环境影响指数eii(t)、电气稳定性指数esi(t)和绝缘健康指数ihi(t)的曲线图，形成电缆健康状态的整体趋势图；

25、步骤s302、分别计算电缆健康状态函数osi(t)、环境影响指数eii(t)、电气稳定性指数esi(t)和绝缘健康指数ihi(t)曲线的平均变化斜率，分别记为kosi、keii、kesi和kihi；

26、步骤s303、检测电缆健康状态函数osi(t)及各指数曲线的斜率变化，记录各曲线斜率变化次数及其发生的时间点，计算电缆健康状态函数和每个指数的平均斜率变化周期，分别记为tosi、teii、tesi和tihi，然后基于电缆健康状态函数和每个指数的平均斜率变化周期，计算便携式可视化电缆井检测装置采集时间间隔，公式如下：t=(tosi+teii+tesi+tihi)/4。

27、在步骤s400中，根据步骤s302计算得到的电缆健康状态函数osi(t)、环境影响指数eii(t)、电气稳定性指数esi(t)和绝缘健康指数ihi(t)曲线的平均变化斜率，分别记为kosi、keii、kesi和kihi，根据斜率变化趋势，动态调整采集时间间隔，计算得到新的采集时间间隔t’，时间间隔调整计算公式如下所示：

28、;

29、其中，kavg=(kosi+keii+kesi+kihi)/4，α2、β2表示自适应权重，并基于此时间间隔继续进行实时采集与监测。

30、一种电缆井运维数据管理系统，所述系统包括：图像显示模块、监测模块、运维数据分析模块、数据管理模块和用户模块，所述图像显示模块通过网络高清摄像头获取图像信息，所述监测模块通过传感器获取电缆井环境数据、电气参数、运行状态数据；所述运维数据分析模块对电缆井内的各类监测数据进行曲线分析，基于分析结果调整数据采集的时间间隔；所述数据管理模块用于存储并管理采集到的所有数据；所述用户模块通过用户界面实时展示电缆井状态信息，并提供报警提示。

31、所述图像显示模块包括图像获取单元和图像处理单元，所述图像获取单元用于通过基于cmos图像传感器的网络高清摄像头采集电缆井内图像，所述图像处理单元通过h.264编码器对图像进行压缩和编码图像处理，所述监测模块包括环境监测单元、电气参数监测单元、运行状态监测单元和通讯单元，所述环境监测单元通过温湿度传感器测量电缆井内的温度和相对湿度，通过两电极型电化学气体传感器监测电缆井内的有害气体浓度，通过雷达水位传感器监测电缆井内积水的水位高度，所述电气参数监测单元通过电流传感器监测电缆的工作电流和电缆护层的接地电流，通过电压传感器监测电缆电压，所述运行状态监测单元用于通过红外传感器监测电缆接头本体表面温度，所述通讯单元通过rs485通信将采集到的数据实时传输至上位机，同时使用wifi无线通信将采集到的数据传输至用户模块。

32、所述运维数据分析模块包括特征提取单元、气体浓度监测单元和曲线分析单元，所述特征提取单元用于从环境数据、电气参数和运行状态数据中提取特征数据，分别生成环境数据特征、电气参数特征和运行状态特征，并构建环境影响指数、电气稳定性指数和绝缘健康指数；所述气体浓度监测单元利用混合气体在线检测仪，实时监测电缆井内气体浓度，当气体浓度超过预设阈值时，通过上位机弹窗形式提示；所述曲线分析单元按照一个时间周期对电缆健康状态函数以及环境影响指数、电气稳定性指数、绝缘健康指数进行数据采集，绘制各指数曲线，形成电缆健康状态趋势图，并基于曲线的平均变化斜率和趋势变化，动态调整采集时间间隔。

33、所述用户模块包括云台控制单元、交互单元和可视化平台单元，所述云台控制单元用于控制摄像头操作，并根据井内环境亮度调节摄像头前端的光源，所述交互单元通过上位机展示视频名称设置界面、摄像头控制界面、设置操作说明界面和时间参数设置界面；所述可视化平台单元用于使用wifi无线通信将便携式可视化电缆井检测装置获取到的数据传输至移动端以展示。

34、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

35、1、通过可视化平台实现了电缆井运维数据的实时展示，用户能够通过移动端随时查看电缆井环境参数、电缆健康状态趋势图以及各项指数曲线，极大提升了运维的便捷性，同时，系统在监测到气体浓度超限异常情况时，能够自动向用户推送报警信息，实现远程监控的同时保障了电缆井内的安全性。

36、2、根据环境影响、电气稳定性和绝缘健康指数变化率，动态调整数据采集的时间间隔，与现有技术中固定时间采集的方式不同，本发明根据各指数变化趋势的实时监测结果自动优化采集频率。