阅读说明：本技术 一种电缆故障定位平台 (A kind of cable fault locating platform ) 是由 曹以松 于 2019-08-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种电缆故障定位平台,包括：故障检测端,设置于电缆线路上；故障检测端,包括多个故障定位模块,获取电缆的检测信息,并向网络侧服务器传输；网络侧服务器,包括：控制模块,通过第一无线通信模块接收故障检测端传输的检测信息,并向故障分析诊断模块传输；故障分析诊断模块,对检测信息进行分析诊断,获取电缆的故障信息,并向控制模块和维修信息推荐模块传输；维修信息推荐模块,根据故障信息从维修信息推荐模块中获取与故障信息对应的维修信息,并将维修信息向控制模块传输；控制模块,通过第一无线通信模块将故障分析诊断模块获取的故障信息和维修信息推荐模块获取的维修信息向监测终端传输进行显示。(The present invention provides a kind of cable fault locating platforms, comprising: fault detection end is set on cable run；Fault detection end, including multiple fault location modules obtain the detection information of cable, and transmit to network side server；Network side server, comprising: control module receives the detection information of fault detection end transmission by the first wireless communication module, and to fault analysis and diagnosis module transfer；Fault analysis and diagnosis module carries out analyzing and diagnosing to detection information, obtains the fault message of cable, and transmit to control module and repair message recommending module；Repair message recommending module obtains repair message corresponding with fault message according to fault message from repair message recommending module, and repair message is transmitted to control module；Control module is shown the repair message that fault message and repair message recommending module that fault analysis and diagnosis module obtains obtain to monitoring terminal transmission by the first wireless communication module.)

一种电缆故障定位平台

技术领域

本发明涉及电缆监测技术领域，特别涉及一种电缆故障定位平台。

背景技术

电缆，包括：电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、矿用电缆、铝合金电缆等多种。它们都是由单股或多股导线和绝缘层组成，用来连接电路、电器等。

随着社会的不断发展，人们对于电能和信息等资源也越加依赖，从而使得对于传输电能、信息的电力电缆和数据电缆的监控更加必要。目前对于电缆的检测一般采用人工进行检测，不仅耗费大量的人力，同时也使得对于电缆的检测效率较低。

因此，提出一种电缆故障定位平台。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种电缆故障定位平台，用以实现对电缆的故障检测。

本发明实施例中提供了一种电缆故障定位平台，包括故障检测端、网络侧服务器和监测终端；其中，

所述故障检测端，设置于所述电缆线路上；所述故障检测端，包括多个故障定位模块，多个所述故障定位模块用于获取所述电缆的检测信息，并向所述网络侧服务器传输；

所述网络侧服务器，包括控制模块、第一无线通信模块、故障分析诊断模块和维修信息推荐模块；其中，

所述控制模块，用于通过所述第一无线通信模块接收所述故障检测端传输的所述检测信息，并向所述故障分析诊断模块传输；所述故障分析诊断模块，用于对所述检测信息进行分析诊断，获取所述电缆的故障信息，并向所述控制模块和维修信息推荐模块传输；所述维修信息推荐模块，用于根据所述故障信息从所述维修信息推荐模块中获取与所述故障信息对应的维修信息，并将所述维修信息向所述控制模块传输；所述控制模块，用于通过所述第一无线通信模块将所述故障分析诊断模块获取的所述故障信息和所述维修信息推荐模块获取的所述维修信息向所述监测终端传输；

所述监测终端，用于将所述网络侧服务器传输的所述故障信息和所述维修信息向工作人员显示。

在一个实施例中，所述故障检测端，还包括主控模块、温度检测模块、湿度检测模块、火焰传感器模块和第二无线通信模块传输；所述温度检测模块，用于获取所述电缆的温度信息，并向所述主控模块传输；所述湿度检测模块，用于获取所述电缆的湿度信息，并向所述主控模块传输；所述火焰传感器模块，用于获取所述电缆的火焰信息，并向所述主控模块传输；所述主控模块，用于将所述温度信息、湿度信息、火焰信息通过所述第二无线通信模块向所述网络侧服务器传输；

所述网络侧服务器的控制模块通过所述第一无线通信模块，接收所述故障检测端传输的所述温度信息、湿度信息、火焰信息，并将所述温度信息、湿度信息、火焰信息通过所述第一无线通信模块向所述监测终端传输进行显示。

在一个实施例中，所述网络侧服务器的控制模块，还用于将所述故障检测端传输的所述温度信息、湿度信息、火焰信息分别与所述控制模块内预设的温度阈值信息、湿度阈值信息、火焰阈值信息进行比对，当所述温度信息超过所述温度阈值信息时、或者所述湿度信息超过所述湿度阈值信息时、或者所述火焰信息超过所述火焰阈值信息时，所述控制模块通过所述第一无线通信模块向所述监测终端传输报警信息。

在一个实施例中，所述监测终端，还包括报警模块；

所述监测终端，用于接收到所述网络侧服务器传输的所述报警信息时，通过所述报警模块进行报警；

所述报警模块，包括声光报警器或者LED灯报警器。

在一个实施例中，所述第一无线通信模块或者第二无线通信模块，包括4G通信模块、NB-loT通信模块以及ZigBee通信模块中的一种或多种。

在一个实施例中，所述故障检测端，还包括视频监测模块；所述视频监测模块，用于获取所述电缆的视频信息；

所述监测终端，还包括指令传输模块和显示模块；所述指令传输模块，用于接收工作人员输入的视频获取指令，并将所述视频获取指令向所述网络侧服务器传输；所述网络侧服务器将所述监测终端传输的所述视频获取指令向所述故障检测端传输；所述故障检测端，用于接收到所述网络侧服务器传输的所述视频获取指令时，通过所述视频监测模块获取的所述电缆的视频信息，并将所述视频信息通过所述网络侧服务器向所述监测终端传输；

所述监测终端，用于将接收到的所述视频信息向所述显示模块传输显示。

在一个实施例中，所述网络侧服务器，还包括存储模块和时钟模块；

所述网络侧服务器的控制模块，用于将通过所述第一无线通信模块接收到检测信息向所述存储模块传输进行存储；具体步骤包括：

所述存储模块，用于接收到所述控制模块传输的所述检测信息时，向所述时钟模块传输时间获取指令；所述时钟模块，用于接收到所述存储模块传输的所述时间获取指令时，将获取的当前时间信息向所述存储模块传输；

所述存储模块，还用于根据所述检测信息的文件大小，创建与所述检测信息文件大小相同的文件存储区，并将所述检测信息存储于所述文件存储区内；

所述存储模块，还用于提取所述检测信息的摘要信息；并根据所述摘要信息和所述时钟模块传输的所述当前时间信息合并，生成所述文件存储区的文件名称信息进行保存；

所述存储模块，还用于对存储于所述文件存储区内的所述检测信息的文件类型进行识别，当识别到所述检测信息的文件类型为数值类型文件时，对所述检测信息采用第一加密算法进行加密存储；当识别到所述检测信息的文件类型为文本类型文件时，对所述检测信息采用第二加密算法进行加密存储；

所述第一加密算法或者第二加密算法，包括DES加密算法、等值加密算法、数字签名加密算法以及保存加密算法中的一种或多种。

在一个实施例中，所述监测终端，包括具有通信功能的智能手机、个人电脑或者掌上电脑中的一种或多种。

在一个实施例中，所述故障分析诊断模块对所述检测信息进行分析诊断的过程中，包含以下步骤：

步骤S1、针对每一个故障定位模块，将所述故障定位模块获取的所述电缆的检测信息带入公式(1)计算所述故障定位模块处电缆的损失电流；

其中，Is为得到的损失电流，k为旋转因子，表示旋转90°，γ为相对电介常数，R为电缆半径，为电缆绝缘厚度，U为电压，x为电流波动频率，单位为次/s；

步骤S2、获取所述故障定位模块当前的基础信息指标Q1个，且所述Q1个指标的值均为数值化后的值，形成基础信息向量C；

步骤S3、所述故障分析模块中存在一个故障数据库，所述故障数据库中存在N2条没有故障时的故障定位模块获取的电缆的环境信息数据，每条数据中均含有Q1个检测信息指标，所述Q1个检测信息指标与所述故障定位模块当前的基础信息的Q1个指标一一对应，将所述N2条数据的Q1个指标构建故障矩阵J，所述矩阵J含有N2行Q1列，所述N2行表示包含N2条没有故障时的故障定位模块获取的电缆的环境信息数据，Q1列表示每条环境信息数据对应的Q1个指标，所述任意位置的值表示所述位置的行对应的故障定位模块获取的电缆的环境信息数据在所述列对应的指标的数值化后的值，同时每条数据还标注该条数据对应的损失电流；

步骤S4、利用公式(2)对所述数据进行无差异处理；

其中，C1_j为向量C1的j个的值，也就是为对基础信息C_j无差异处理后的值，C_j为基础信息向量C的第j个指标的值，min()为取括号内最小值，max()为取括号内最大值，J1_i2,j为矩阵J1的第i2行j列的值，也就是为对矩阵J_i2,j无差异处理后的值后的值，J_i2,j为故障矩阵J的第i2个条环境信息数据的第j个指标的值，即为矩阵J的i2行j列的值，j＝1、2、3……Q1；i2＝1、2、3……N2；

步骤S4、利用公式(3)计算当前基础信息与故障数据库中每条数据的匹配度；

其中，d_i当前基础信息与故障数据库中第i条数据的匹配度，J1_i,j为矩阵J1的第i行j列的值，也就是为对矩阵J_i,j无差异处理后的值后的值、C1_j1为向量C1的j1个的值，也就是为对基础信息C_j1无差异处理后的值，J1_i,j1J1_i,j1为矩阵J1的第i行j1列的值，也就是为对矩阵J_i,j1无差异处理后的值后的值，其中，i＝1、2、3……N2，j1＝1、2、3……Q1；

步骤S5、选择匹配度最大的K个值所对应的K条故障数据，K为预设值，获取所述K条数据标注的该条数据对应的损失电流，判断所述公式(1)得到的损失电流是否大于获取的K条数据标注的该条数据对应的损失电流的最小值，并小于获取的K条数据标注的该条数据对应的损失电流的最大值，若满足，则所述该故障定位模块所对应的位置的电缆没有故障，否则该故障定位模块所对应的位置的电缆存在故障。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明所提供一种电缆故障定位平台的结构示意图；

图2为本发明所提供一种电缆故障定位平台的故障检测端的结构示意图；

图3为本发明所提供一种电缆故障定位平台的视频监测模块的结构示意图；

图4为本发明所提供一种电缆故障定位平台的存储模块的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种电缆故障定位平台，如图1所示，包括故障检测端11、网络侧服务器12和监测终端13；其中，

故障检测端11，设置于电缆线路上；故障检测端11，包括多个故障定位模块111，多个故障定位模块111用于获取电缆的检测信息，并向网络侧服务器12传输；

网络侧服务器12，包括控制模块121、第一无线通信模块122、故障分析诊断模块123和维修信息推荐模块124；其中，

控制模块121，用于通过第一无线通信模块122接收故障检测端11传输的检测信息，并向故障分析诊断模块123传输；故障分析诊断模块123，用于对检测信息进行分析诊断，获取电缆的故障信息，并向控制模块121和维修信息推荐模块124传输；维修信息推荐模块124，用于根据故障信息从维修信息推荐模块中获取与故障信息对应的维修信息，并将维修信息向控制模块121传输；控制模块121，用于通过第一无线通信模块122将故障分析诊断模块123获取的故障信息和维修信息推荐模块124获取的维修信息向监测终端13传输；

监测终端31，用于将网络侧服务器12传输的故障信息和维修信息向工作人员显示。

上述一种电缆故障定位平台的工作原理在于：电缆线路上的故障检测端11的多个故障定位模块111，将获取的电缆的检测信息向网络侧服务器12传输；网络侧服务器12的控制模块121通过第一无线通信模块122接收到故障检测端11传输的检测信息时，并向故障分析诊断模块123传输检测信息；故障分析诊断模块123对检测信息进行分析诊断，以获取电缆的故障信息，并向控制模块121和维修信息推荐模块124传输；维修信息推荐模块124根据故障信息从维修信息推荐模块中获取与故障信息对应的维修信息，并向控制模块121传输；控制模块121将故障分析诊断模块123获取的故障信息和维修信息推荐模块124获取的维修信息通过第一无线通信模块122向监测终端13传输进行显示。

上述一种电缆故障定位平台的有益效果在于：通过故障检测端，实现了对电缆线路的检测，并将所获取的检测信息向网络侧服务器传输；并且通过网络侧服务器的故障分析诊断模块和维修信息推荐模块，实现了根据检测信息对电缆的故障信息和维修推荐信息的获取，并将所获取的故障信息和维修推荐信息向监测终端处的工作人员传输进行显示；不仅实现了对电缆的故障检测，并且还将故障信息和维修推荐信息向工作人员传输的显示，进一步工作人员可根据电缆的故障信息和维修推荐信息对电缆线路进行检修维护；解决了传统技术中人为检测电缆的不便，从而也有效地提高了对电缆的检测效率以及维修处理效率。

在一个实施例中，故障检测端11，如图2所示，还包括主控模块21、温度检测模块22、湿度检测模块23、火焰传感器模块24和第二无线通信模块25传输；温度检测模块22，用于获取电缆的温度信息，并向主控模块21传输；湿度检测模块23，用于获取电缆的湿度信息，并向主控模块21传输；火焰传感器模块24，用于获取电缆的火焰信息，并向主控模块21传输；主控模块21，用于将温度信息、湿度信息、火焰信息通过第二无线通信模块25向网络侧服务器12传输；

网络侧服务器12的控制模块121通过第一无线通信模块122，接收故障检测端11传输的温度信息、湿度信息、火焰信息，并将温度信息、湿度信息、火焰信息通过第一无线通信模块122向监测终端13传输进行显示。上述技术方案中通过故障检测终端11的温度检测模块22、湿度检测模块23、火焰传感器模块24，实现了对电缆的温度信息、湿度信息、火焰信息的检测，并且通过故障检测端11的主控模块21和第二无线通信模块25，实现了向网络侧服务器12传输；网络侧服务器12的控制模块121通过第一无线通信模块122将温度信息、湿度信息、火焰信息向监测终端13传输进行显示，从而实现了监测终端13处的工作人员对电缆的温度信息、湿度信息、火焰信息的实时检测。

在一个实施例中，网络侧服务器12的控制模块121，还用于将故障检测端11传输的温度信息、湿度信息、火焰信息分别与控制模块121内预设的温度阈值信息、湿度阈值信息、火焰阈值信息进行比对，当温度信息超过温度阈值信息时、或者湿度信息超过湿度阈值信息时、或者火焰信息超过火焰阈值信息时，控制模块121通过第一无线通信模块122向监测终端13传输报警信息。上述技术方案中通过将故障检测端11传输的温度信息、湿度信息、火焰信息与控制模块121内预设的温度阈值信息、湿度阈值信息、火焰阈值信息的比对，实现了对电缆温度、湿度以及火焰信息的自动检测，并且当温度信息超过温度阈值信息时、或者湿度信息超过湿度阈值信息时、或者火焰信息超过火焰阈值信息时，通过控制模块121、第一无线通信模块122向监测终端13传输报警信息，从而实现了电缆故障定位平台的自动报警功能。

在一个实施例中，监测终端13，还包括报警模块131；

监测终端13，用于接收到网络侧服务器12传输的报警信息时，通过报警模块131进行报警；上述技术方案中在监测终端13接收到报警信息时，通过报警模块131向工作人员进行报警，以便及时提醒工作人员及时处理。

报警模块131，包括声光报警器或者LED灯报警器。上述技术方案中通过多种报警器件，实现了报警模块131的功能。

在一个实施例中，第一无线通信模块或者第二无线通信模块，包括4G通信模块、NB-loT通信模块以及ZigBee通信模块中的一种或多种。上述技术方案中通过多种通信方式实现了第一无线通信模块、第二无线通信模块的通信功能。

在一个实施例中，故障检测端11，如图3所示，还包括视频监测模块31；视频监测模块31，用于获取电缆的视频信息；

监测终端13，还包括指令传输模块32和显示模块33；指令传输模块32，用于接收工作人员输入的视频获取指令，并将视频获取指令向网络侧服务器12传输；网络侧服务器12将监测终端13传输的视频获取指令向故障检测端11传输；故障检测端11，用于接收到网络侧服务器12传输的视频获取指令时，通过视频监测模块获取的电缆的视频信息，并将视频信息通过网络侧服务器12向监测终端13传输；

监测终端13，用于将接收到的视频信息向显示模块32传输显示。上述技术方案中当监测终端13处的工作人员需要获取电缆的视频信息时，将视频获取指令向监测终端13的指令传输模块32传输，指令传输模块32将视频获取指令通过网络侧服务器12向故障检测端11传输，故障检测端11接收到传输的视频获取指令时，将视频监测模块32获取的电缆的视频信息通过网络侧服务器12向监测终端13传输，通过监测终端13的显示模块32向工作人员显示；从而实现了工作人员通过对监测终端13的操作，便可以实现对电缆的视频信息的获取。

在一个实施例中，网络侧服务器12，如图4所示，还包括存储模块41和时钟模块42；

网络侧服务器的控制模块121，用于将通过第一无线通信模块122接收到检测信息向存储模块41传输进行存储；具体步骤包括：

存储模块41，用于接收到控制模块121传输的检测信息时，向时钟模块42传输时间获取指令；时钟模块42，用于接收到存储模块41传输的时间获取指令时，将获取的当前时间信息向存储模块41传输；

存储模块41，还用于根据检测信息的文件大小，创建与检测信息文件大小相同的文件存储区，并将检测信息存储于文件存储区内；

存储模块41，还用于提取检测信息的摘要信息；并根据摘要信息和时钟模块传输的当前时间信息合并，生成文件存储区的文件名称信息进行保存；

存储模块41，还用于对存储于文件存储区内的检测信息的文件类型进行识别，当识别到检测信息的文件类型为数值类型文件时，对检测信息采用第一加密算法进行加密存储；当识别到检测信息的文件类型为文件类型文件时，对检测信息采用第二加密算法进行加密存储；

第一加密算法或者第二加密算法，包括DES加密算法、等值加密算法、数字签名加密算法以及保存加密算法中的一种或多种。上述技术方案中存储模块41根据控制模块121传输的检测信息的文件大小创建与检测信息文件大小相同的文件存储区，实现了将检测信息存储于该文件存储区内；并根据所存储的检测信息的摘要信息和通过时钟模块获取的当前时间信息，生成文件存储区的文件名称信息，从而实现了存储模块41对检测信息的存储；并且采用第一加密算法和第二加密算法对存储模块中不同文件类型的检测信息分别进行加密存储，从而提高了存储模块41对检测信息存储的安全性。

在一个实施例中，监测终端，包括具有通信功能的智能手机、个人电脑或者掌上电脑中的一种或多种。上述技术方案中通过多种电子设备实现了监测终端的功能。

在一个实施例中，故障分析诊断模块对检测信息进行分析诊断的过程，包含以下步骤：

步骤S1、针对每一个故障定位模块，将故障定位模块获取的电缆的检测信息带入公式(1)计算故障定位模块处电缆的损失电流；

其中，Is为得到的损失电流，k为旋转因子，表示旋转90°，γ为相对电介常数，R为电缆半径，为电缆绝缘厚度，U为电压，x为电流波动频率，单位为次/s；

步骤S2、获取故障定位模块当前的基础信息指标Q1个，且Q1个指标的值均为数值化后的值，形成基础信息向量C；

Q1个基础信息指标包含有：故障定位模块所处环境的温度、故障定位模块所处环境的湿度、故障定位模块所处电缆线路的部位、电缆的材质、电缆半径、电缆绝缘厚度等指标信息；

数值化，为将原本为数值的表示的指标的值不做改变，将原本不是数值的指标的值用数值表示，例如电缆材质可以为AVR、AVRB、AVRS等，则可以用1表示AVR、2表示AVRB、3表示AVRS；

步骤S3、故障分析模块中存在一个故障数据库，故障数据库中存在N2条没有故障时的故障定位模块获取的电缆的环境信息数据，每条数据中均含有Q1个检测信息指标，Q1个检测信息指标与故障定位模块当前的基础信息的Q1个指标一一对应，将N2条数据的Q1个指标构建故障矩阵J，述矩阵J含有N2行Q1列，N2行表示包含N2条没有故障时的故障定位模块获取的电缆的环境信息数据，Q1列表示每条环境信息数据对应的Q1个指标，任意位置的值表示位置的行对应的故障定位模块获取的电缆的环境信息数据在列对应的指标的数值化后的值，同时每条数据还标注该条数据对应的损失电流；

步骤S4、利用公式(2)对数据进行无差异处理；

其中，C1_j为向量C1的j个的值，也就是为对基础信息C_j无差异处理后的值，C_j为基础信息向量C的第j个指标的值，min()为取括号内最小值，max()为取括号内最大值，J1_i2,j为矩阵J1的第i2行j列的值，也就是为对矩阵J_i2,j无差异处理后的值后的值，J_i2,j为故障矩阵J的第i2个条环境信息数据的第j个指标的值，即为矩阵J的i2行j列的值，j＝1、2、3……Q1；i2＝1、2、3……N2；

利用公式(2)，可以避免各种指标因为单位不同，而导致数值的大小存在很大的差异，同时也不会因为每个指标的度量尺度不同出现差异，从而使得用于计算的数值具有可比性，得到的结果更科学。

步骤S4、利用公式(3)计算当前基础信息与故障数据库中每条数据的匹配度；

其中，d_i当前基础信息与故障数据库中第i条数据的匹配度，J1_i,j为矩阵J1的第i行j列的值，也就是为对矩阵J_i,j无差异处理后的值后的值、C1_j1为向量C1的j1个的值，也就是为对基础信息C_j1无差异处理后的值，J1_i,j1J1_i,j1为矩阵J1的第i行j1列的值，也就是为对矩阵J_i,j1无差异处理后的值后的值，其中，i＝1、2、3……N2，j1＝1、2、3……Q1；

步骤S5、选择匹配度最大的K个值所对应的K条故障数据，K为预设值，获取K条数据标注的该条数据对应的损失电流，判断公式(1)得到的损失电流是否大于获取的K条数据标注的该条数据对应的损失电流的最小值，并小于获取的K条数据标注的该条数据对应的损失电流的最大值，若满足，则该故障定位模块所对应的位置的电缆没有故障，否则该故障定位模块所对应的位置的电缆存在故障。

有益效果：(1)上述技术方案可以智能的判断出电缆出现故障的位置。

(2)利用上述技术可以根据故障定位模块获取的检测信息得到损失电流，从而根据损失电流来判断电缆是否出现故障。

(3)在判断过程中，不仅考虑了电缆的自身基本信息，还考虑了环境等因素，提高了所获取的结果的准确性。

(4)利用公式(2)，可以避免各种指标因为单位不同，而导致数值的大小存在很大的差异，同时也不会因为每个指标的度量尺度不同出现差异，从而使得用于计算的数值具有可比性，得到的结果更科学。

(5)在确定电缆是否存在故障时，并不是简单的匹配度最大的数据对应的损失电流为判断，而是根据最大的K个值做为判断标准，从而避免某条数据的误差导致结果不理想。

(6)上述技术方案中过程不需要人工干预，完全能够机器智能处理，大幅度减小工作量。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。