[發明專利]一種基于電纜沿線溫度變化波形的電纜保護系統及其方法

有效

• 申請號: 202011386143.2
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112467692B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 吳小辰;李敏虹;胡子珩;謝宏;章彬;汪楨子;王琦;汪偉;黃福全;鞏俊強;余鵬
• 申請（專利權）人: 深圳供電局有限公司
• 主分類號: H02H7/00
• 分類號: H02H7/00
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙) 44238
• 代理人: 徐文城

1.一種基于電纜沿線溫度變化波形的電纜保護系統，其特征在于，所述系統包括監控系統以及與所述監控系統電連接的多個測溫光纖、告警器、保護裝置、通知單元；

超導電纜為三相同軸超導電纜，所述三相同軸超導電纜由內之外依次設置電纜骨架、第一絕緣層、A相導體層、第二絕緣層、B相導體層、第三絕緣層、C相導體層、第四絕緣層、屏蔽層、恒溫器，其中所述電纜骨架內部、所述恒溫器與所述屏蔽層之間均設置有腔體，所述腔體用于供液氮流通以對超導電纜進行降溫；所述多個測溫光纖均勻布置；所述A相導體層、B相導體層、C相導體層分別由內至外依次包括第一層超導帶材、碳紙層和第二層超導帶材；所述多個測溫光纖設置于所述B相導體層的第一層超導帶材的帶材之間的縫隙中；所述多個測溫光纖的直徑小于所述第一層超導帶材的厚度，所述第一層超導帶材的帶材之間的縫隙內填充有聚酰亞胺樹脂，所述聚酰亞胺樹脂用于粘接固定所述多個測溫光纖并增強所述多個測溫光纖的機械強度；

所述多個測溫光纖用于測量高溫超導電纜的沿線溫度，并將測得的沿線溫度發送給監控系統；

所述監控系統包括數據接收單元、波形特征獲取單元和指令生成單元，所述數據接收單元用于接收所述多個測溫光纖所檢測的所述沿線溫度，并轉發給所述波形特征獲取單元；所述波形特征獲取單元用于根據所述沿線溫度獲得高溫超導電纜沿線的溫度變化波形特征圖，并輸出給所述指令生成單元；其中，所述根據所述沿線溫度獲得高溫超導電纜沿線的溫度變化波形特征圖包括：根據所述多個測溫光纖所檢測的沿線溫度獲得對應的多個溫度變化波形特征圖，并將該多個溫度變化波形特征圖的波形進行疊加得到高溫超導電纜沿線的溫度變化波形特征圖，或者將該多個溫度變化波形特征圖的波形進行加權求和得到高溫超導電纜沿線的溫度變化波形特征圖；所述指令生成單元用于根據所述溫度變化波形特征圖確定一個或多個局部失超區域的位置和寬度，并根據所述一個或多個局部失超區域的寬度確定是否生成切除指令或告警指令，并將所述切除指令下發給保護裝置，或將所述告警指令下發給告警器；所述溫度變化波形特征圖中任意相鄰的一個正窄峰和一個負窄峰之間區域為一個局部失超區域；當任一個局部失超區域的寬度滿足d_ir_L時，生成告警指令；當任一個局部失超區域的寬度滿足d_ir_H時，則生成切除指令；其中，d_i為第i個局部失超區域的寬度，r_L、r_H分別為預先設置的閾值；

所述告警器用于響應于接收到所述告警指令，進行高溫超導電纜失超告警；

所述保護裝置用于響應于接收到所述切除指令，切除所述高溫超導電纜；

通知單元，用于響應于所述指令生成單元生成切除指令或告警指令，生成對應的通知信息，并將所述通知信息發送至預先設置的運維人員的手機上；其中所述通知信息包括一個或多個局部失超區域的位置信息，以及切除指令或告警指令信息。

2.根據權利要求1所述的基于電纜沿線溫度變化波形的電纜保護系統，其特征在于，所述波形特征獲取單元具體用于：根據所述沿線溫度進行多分辨形態梯度變換得到所述溫度變化波形特征圖。

3.一種基于電纜沿線溫度變化波形的電纜保護方法，其基于權利要求1-2中任一項所述的電纜保護系統實現，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

多個測溫光纖測量所述高溫超導電纜的沿線溫度，并將測得的沿線溫度發送給監控系統；

數據接收單元接收所述多個測溫光纖所檢測的所述沿線溫度，并轉發給波形特征獲取單元；

波形特征獲取單元響應于接收到所述沿線溫度，根據所述沿線溫度獲得高溫超導電纜沿線的溫度變化波形特征圖，并輸出給指令生成單元；其中，所述根據所述沿線溫度獲得高溫超導電纜沿線的溫度變化波形特征圖包括：根據所述多個測溫光纖所檢測的沿線溫度獲得對應的多個溫度變化波形特征圖，并將該多個溫度變化波形特征圖的波形進行疊加得到高溫超導電纜沿線的溫度變化波形特征圖，或者將該多個溫度變化波形特征圖的波形進行加權求和得到高溫超導電纜沿線的溫度變化波形特征圖；

指令生成單元響應于接收到所述溫度變化波形特征圖，根據所述溫度變化波形特征圖確定一個或多個局部失超區域的位置和寬度，并根據所述一個或多個局部失超區域的寬度確定是否生成切除指令或告警指令，并將所述切除指令下發給保護裝置，或將所述告警指令下發給告警器；所述溫度變化波形特征圖中任意相鄰的一個正窄峰和一個負窄峰之間區域為一個局部失超區域；當任一個局部失超區域的寬度滿足d_ir_L時，生成告警指令；當任一個局部失超區域的寬度滿足d_ir_H時，則生成切除指令；其中，d_i為第i個局部失超區域的寬度，r_L、r_H分別為預先設置的閾值；

告警器響應于接收到所述告警指令，進行高溫超導電纜失超告警；

保護裝置響應于接收到所述切除指令，切除所述高溫超導電纜；

所述通知單元響應于所述指令生成單元生成切除指令或告警指令，生成對應的通知信息，并將所述通知信息發送至預先設置的運維人員的手機上；其中所述通知信息包括一個或多個局部失超區域的位置信息，以及切除指令或告警指令信息。