[發明專利]一種用于煤礦高壓電纜在線絕緣監測的異構融合方法

在審

• 申請號: 202111353749.0
• 申請日: 2021-11-09
• 公開（公告）號: CN114076876A
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 李敬兆;肖旰
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于煤礦高壓電纜在線絕緣監測的異構融合方法，其特征在于，所述的一種用于煤礦高壓電纜在線絕緣監測的異構融合方法包括采集模塊，處理模塊，供電模塊和上位機監測中心和移動終端，采集模塊包括電流傳感器(1)電壓傳感器(2)溫度傳感器(3)處理模塊包括微處理器(4)、網絡通信模塊、(5)報警器、(6)供電模塊包括感應取電模塊和備用電源模塊，感應取電模塊包括取能互感器(7)和電源轉換模塊(8)，備用電源模塊包括蓄電池(9)；采集模塊采集數據的發送通過電流傳感器(1)、電壓傳感器(2)、溫度傳感器(3)和微處理器(4)的串口來完成；微處理器(4)將數據處理后通過網絡通信模塊(5)將數據發送到上位機監控中心。

2.根據權利要求1所述的一種用于煤礦高壓電纜在線絕緣監測的異構融合方法，其特征在于，電流傳感器(1)、電壓傳感器(2)、溫度傳感器(3)、網絡通信模塊(5)和報警器(6)、電源轉換模塊(8)和蓄電池(9)通過導線與微處理器(4)相應的I/O腳相連。

3.根據權利要求1所述的一種用于煤礦高壓電纜在線絕緣監測的異構融合方法，其特征在于，供電模塊包括感應取電模塊和備用電源模塊，感應取電模塊包含取能互感器(7)和電源轉換模塊(8)，取能互感器(7)從電纜的負荷電流產生的磁場中感應取電，取能互感器(7)通過導線與電源轉換模塊(8)相連，電源轉換模塊(8)將取能互感器(7)取得的電能量轉化為所需要的直流電壓，通過導線給電流傳感器(1)、電壓傳感器(2)、溫度傳感器(3)、微處理器(4)、網絡通信模塊(5)、報警器(6)和蓄電池(9)供電。

4.根據權利要求1所述的一種用于煤礦高壓電纜在線絕緣監測的異構融合方法，其特征在于，供電模塊包括感應取電模塊和備用電源模塊，備用電源模塊包含蓄電池(9)，蓄電池在電纜正常運行時不工作，當發生斷電故障時作為后備電源,以維持短時間內監測終端的供電,將故障發生后一段時間內的監測數據發送出來。

5.根據權利要求1所述的一種用于煤礦高壓電纜在線絕緣監測的異構融合方法，其特征在于，微處理器(4)上電初始化后，控制電流傳感器(1)、電壓傳感器(2)和溫度傳感器(3)開始實時采集電纜運行的電流，電壓信息以及運行環境的溫度，微處理器(4)中的AD轉換模塊將采集到的多源信息數據進行采樣、量化、編碼，將輸入多源信息模擬量信號轉化為數字量信號，微處理器(4)對數字量信號進行處理分析，提取出特征信息。

6.根據權利要求1所述的一種用于煤礦高壓電纜在線絕緣監測的異構融合方法，其特征在于，微處理器(4)將數字量信號通過網絡通信模塊(5)發送，上位機監測中心通過工業以太網接收這些數字量信號，并通過Wi-Fi無線網絡發送到移動終端，在上位機監測中心或移動終端將特征信息與管理人員設置的閾值進行比較分析，判斷設備的故障狀態。若判斷故障發生，上位機監測中心或移動終端立即發出報警信號，報警信號通過工業以太網發出(注：移動終端發出的報警信號經由Wi-Fi無線網絡到達上位機監測中心，進而通過工業以太網發出)，網絡通信模塊(5)接收到報警信號后，微處理器(4)立即控制報警器(6)報警。

7.根據權利要求1所述的一種用于煤礦高壓電纜在線絕緣監測的異構融合方法，其特征在于,判斷故障狀態時采用長短期記憶神經網絡(LSTM)，具體步驟如下：

步驟一：人工標注高壓電纜30組電流信號代表狀態的類別；

步驟二：輸入30組電流信號參數作為LSTM模型的輸入；

步驟三：使用LSTM模型進行訓練，輸入數據依次通過輸入門、遺忘門和輸出門，得到模型訓練后的結果；

步驟四：將訓練好的LSTM模型應用于新采集的電流信號上，進行分類。

8.根據權利要求1所述的一種用于煤礦高壓電纜在線絕緣監測的異構融合方法，其特征在于，對LSTM模型進行訓練時采用GA算法優化參數，得到更好的訓練效果，提高判斷的正確率。