本发明涉及电气工程，尤其涉及一种电缆故障检测系统。
背景技术：
1、随着现代社会对电力和通信需求的日益增长，电缆网络变得越来越庞大复杂。然而，电缆在长时间运行或受到外界因素影响时，容易发生各种故障，如绝缘破损、导体断裂等，这些故障若不能及时发现并处理，将对社会经济活动造成严重影响。传统的电缆故障检测方法多依赖人工巡检和简单的信号反射法，存在检测精度低、定位不准确、效率低下等问题。
2、中国专利公开号：cn105203923a公开了基于行波幅值测度的配电网电缆故障监测方法，应用于共有n条馈线的中性点非有效接地电网，具体步骤包括：(1)采集各条馈线的三相初始电流行波信号；(2)获取各条馈线的零模初始电流行波信号；(3)获取各条馈线的零模初始电流行波小波模极大值m(j)；(4)计算各条馈线的行波幅值测度c(j)；(5)根据步骤(4)计算的各条馈线的行波幅值测度c(j)输出小电流接地故障选线的结果：当c(j)＝1时，第j条馈线为故障馈线；当c(j)＝0时，第j条馈线为健全馈线。该发明能够减少干扰，有效地检测出小电流接地方式中存在的不正常运行状态，准确及时地确定故障所在线路，减少故障所带来的不良影响，具有较高的灵敏度；由此可见，该发明仅对电缆的电流波动信号进行分析，以确定电缆的故障点，未对电缆所处环境的影响和其他故障类型进行分析，存在对电缆故障判断不准确的问题。
技术实现思路
1、为此，本发明提供一种电缆故障检测系统，用以克服现有技术中对电缆故障判断不准确的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供一种电缆故障检测系统，包括，
3、检测数据获取模块，用以获取监测周期内各监测点的电缆运行参数和环境数据，还用以获取电缆参数信息；
4、模式分析模块，用以根据监测周期内各监测点的电缆运行参数对监测周期内电缆工作模式进行分析；
5、误差分析模块，用以根据各监测点的环境数据对各监测点的环境状态进行分析，并根据环境状态分析结果对电缆老化状态进行分析，还用以根据电缆老化状态分析结果和电缆工作模式对各监测点的监测数据误差值进行分析；
6、运行分析模块，用以根据监测周期内的电缆运行参数、电缆工作模式分析结果和各监测点的监测数据误差值分析结果对各监测点的电缆运行状态进行分析；
7、故障判断模块，用以根据监测周期内各监测点的电缆运行状态分析结果对电缆故障状态进行判断；
8、分析迭代模块，用以根据管理周期内各监测周期的电缆故障状态判断结果对下一管理周期电缆运行状态的分析过程进行迭代。
9、进一步地，所述误差分析模块设有环境分析单元，环境分析单元根据各监测点的环境数据对各监测点的环境状态进行分析；
10、所述环境分析单元根据各监测点的环境数据计算电缆环境系数β（i），设定电缆环境系数β（i）的计算公式如下：
11、β（i）=exp{ln（1+|c（i）-c|/c）+sin{[ph-ph（i）]/ph}}；
12、其中，c（i）是监测周期内第i个监测点的土壤温度，ph（i）是监测周期内第i个监测点的土壤酸碱度，c是电缆适宜工作温度，ph是电缆适宜工作酸碱度；
13、所述环境分析单元将电缆环境系数β（i）与预设环境系数b进行比对，并根据比对结果对环境状态进行分析，其中：
14、当β（i）＜b时，所述环境分析单元判定监测周期内该监测点的环境状态为正常；
15、当β（i）≥b时，所述环境分析单元判定监测周期内该监测点的环境状态为异常。
16、进一步地，所述误差分析模块还设有老化分析单元，所述老化分析单元根据电缆参数信息和监测周期内环境状态分析结果对电缆剩余工作寿命进行分析，其中：
17、当环境状态为正常时，所述老化分析单元计算第一电缆剩余寿命比例kuse1，设定kuse1=[sm-（ta+t）×β（i）]/sm;
18、当环境状态为异常时，所述老化分析单元计算第二电缆剩余寿命比例kuse2，设定kuse2=[sm-（ta+t）×β（i）2]/sm;
19、其中，sm是电缆工作寿命，ta是历史工作时长，t是监测周期的时长；
20、所述老化分析单元将各电缆剩余寿命比例kusej与预设剩余寿命比例k进行比对，并根据比对结果对各监测点的电缆老化状态进行分析，设定j=1,2，其中：
21、当kusej≥k时，所述老化分析单元判定监测周期内该监测点的电缆老化状态为正常；
22、当kusej＜k时，所述老化分析单元判定监测周期内该监测点的电缆老化状态为异常。
23、进一步地，所述误差分析模块还设有误差分析单元，所述误差分析单元根据监测周期内各监测点的电缆老化状态分析结果对各监测点的监测数据误差值进行分析，其中：
24、当电缆老化状态为正常时，若电缆工作模式为低负荷工作模式，所述误差分析单元将监测周期内的监测数据误差值设为w1（i），设定w1（i）=w×[1-sin（kusej）]；若电缆工作模式为正常负荷工作模式，所述误差分析单元将监测周期内的监测数据误差值设为w2（i），设定w2（i）=w；若电缆工作模式为高负荷工作模式，所述误差分析单元将监测周期内的监测数据误差值设为w3（i），设定w3（i）=w×[1+sin（kusej）]；
25、当电缆老化状态为异常时，若电缆工作模式为低负荷工作模式，所述误差分析单元将监测周期内的监测数据误差值设为w4（i），设定w4（i）=w×{1-arctan[（k-kusej）/k]}；若电缆工作模式为正常负荷工作模式，所述误差分析单元将监测周期内的监测数据误差值设为w5（i），设定w5（i）=w×{1-cos[（k-kusej）/k]}；若电缆工作模式为高负荷工作模式，所述误差分析单元将监测周期内的监测数据误差值设为w6（i），设定w6（i）=w×{1+arctan[（k-kusej）/k]}；
26、其中，w是预设监测数据误差值。
27、进一步地，所述运行分析模块设有电压监测单元，所述电压监测单元将监测周期内各监测点的平均电压u（i）与输入电压u进行比对，并根据比对结果和各监测点的监测数据误差值wz（i）对各监测点的电压异常性进行分析，设定z=1,2,3,4,5,6，其中：
28、当u-u×wz（i）≤u（i）＜u+u×wz（i）时，所述电压监测单元判定监测周期内该监测点的电压异常性为正常；
29、当u（i）＜u-u×wz（i）时，所述电压监测单元判定监测周期内该监测点的电压异常性为低压异常；
30、当u（i）≥u+u×wz（i）时，所述电压监测单元判定监测周期内该监测点的电压异常性为高压异常。
31、进一步地，所述运行分析模块还设有磁场优化单元，所述磁场优化单元将监测周期内各监测点的磁场强度d（i）与磁场强度阈值d进行比对，并根据比对结果对电压异常性的分析过程进行优化，其中：
32、当d（i）≤d时，所述磁场优化单元判定监测周期内该监测点的磁场强度正常，不进行优化；
33、当d（i）＞d时，所述磁场优化单元判定监测周期内该监测点的磁场强度异常，并将该监测点的平均电压优化为u（i）’，设定u（i）’=u（i）×{1+arctan{[d-d（i）]/d}}。
34、进一步地，所述运行分析模块还设有功率监测单元，所述功率监测单元将监测周期内各监测点的平均功率p（i）与输入功率p进行比对，并根据比对结果对各监测点的功率异常性进行分析，其中：
35、当p-p×wz（i）≤p（i）＜p+p×wz（i）时，所述功率监测单元判定监测周期内该监测点的功率异常性为正常；
36、当p（i）＜p-p×wz（i）时，所述功率监测单元判定监测周期内该监测点的功率异常性为功率异常。
37、进一步地，所述运行分析模块还设有运行异常分析单元，所述运行异常分析单元根据各监测点的电缆运行状态分析结果和功率异常性分析结果对各监测点的电缆运行状态进行分析，其中：
38、当电缆运行状态为正常且功率异常性为正常时，所述运行异常分析单元判定该监测点的电缆运行状态为正常；
39、当电缆运行状态为正常且功率异常性为异常时，所述运行异常分析单元判定该监测点的电缆运行状态为电阻异常；
40、当电缆运行状态为高压异常且功率异常性为正常时，所述运行异常分析单元判定该监测点的电缆运行状态为电容异常；
41、当电缆运行状态为高压异常且功率异常性为异常时，所述运行异常分析单元判定该监测点的电缆运行状态为电容电阻异常；
42、当电缆运行状态为低压异常且功率异常性为正常时，所述运行异常分析单元判定该监测点的电缆运行状态为电阻异常；
43、当电缆运行状态为低压异常且功率异常性为异常时，所述运行异常分析单元判定该监测点的电缆运行状态为电阻异常。
44、进一步地，所述故障判断模块设有故障判断单元，所述故障判断单元根据监测周期内各监测点的电缆运行状态分析结果对电缆故障状态进行分析，其中：
45、当电缆运行状态为正常时，所述故障判断单元判定监测周期内电缆从起点至该监测点的电缆故障状态为非故障；
46、当电缆运行状态为电阻异常时，若此监测点的上一监测点的电缆运行状态为正常且u（i）=0时，所述故障判断单元判定监测周期内该监测点的电缆故障状态为断路；若此监测点的上一监测点的电缆运行状态为正常且u（i）≠0时，所述故障判断单元判定监测周期内该监测点的电缆故障状态为线路工作异常；若此监测点的上一监测点的电缆运行状态为电阻异常，所述故障判断单元判定监测周期内该监测点的电缆故障状态与上一监测点的电缆故障状态相同；若此监测点的上一监测点的电缆运行状态为电容异常且u（i）＜u×50%时，所述故障判断单元判定监测周期内该监测点的电缆故障状态为短路；若此监测点的上一监测点的电缆运行状态为电容异常且u（i）≥u×50%时，所述故障判断单元判定监测周期内该监测点的电缆故障状态为线路工作异常；
47、当电缆运行状态为电容异常时，若此监测点的上一监测点的电缆运行状态为正常，所述故障判断单元判定监测周期内该监测点的电缆故障状态为环境异常；若此监测点的上一监测点的电缆运行状态为电阻异常且u（i）=0，所述故障判断单元判定监测周期内该监测点的电缆故障状态为断路；若此监测点的上一监测点的电缆运行状态为电阻异常且u（i）≠0，所述故障判断单元判定监测周期内该监测点的电缆故障状态为环境异常；若此监测点的上一监测点的电缆运行状态为电容异常，所述故障判断单元判定监测周期内该监测点的电缆故障状态与上一监测点的电缆故障状态相同；
48、当电缆运行状态为电阻电容异常时，所述故障判断单元判定监测周期内该监测点高温电阻异常；
49、所述故障判断模块还设有输出单元，所述输出单元用以将各监测点的故障判断结果和其监测点的编号向用户进行输出。
50、进一步地，所述分析迭代模块，所述分析迭代模块根据管理周期内各监测周期的电缆故障状态判断结果对下一管理周期电缆运行状态的分析过程进行调迭代，其中：
51、当管理周期内不存在短路和断路时，所述分析迭代模块统计管理周期内电缆故障状态为环境异常和线路工作异常的监测周期数量n，并计算异常比例μ，设定μ=n/n，所述分析迭代模块根据异常比例对下一管理周期电缆运行状态的分析过程进行调整，将下一管理周期优化后的各监测点平均电压u（i）’调整为u（i）”，设定u（i）”=u（i）’×exp{arctan（μ）}；
52、当管理周期内存在短路和断路时，所述分析迭代模块不进行迭代。
53、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，所述检测数据获取模块通过对本系统所需信息的获取提高了数据获取的完整性和准确性，提高了对电缆工作模式分析的准确性，进而提高了对各监测点的监测数据误差值分析的准确性，从而提高了对电缆运行状态分析的准确性，最终提高了对电缆故障判断的准确性，所述误差分析模块通过根据监测周期内各监测点的电缆老化状态分析结果对各监测点的监测数据误差值进行分析，提高了对各监测点的监测数据误差值分析的准确性，从而提高了对电缆运行状态分析的准确性，最终提高了对电缆故障判断的准确性，所述运行分析模块通过根据各监测点的电缆运行状态分析结果和功率异常性分析结果对各监测点的电缆运行状态进行分析，提高了对监测周期内各监测点的电缆运行状态分析的准确性，从而提高了对电缆故障状态分析的准确性，最终提高了对电缆故障判断的准确性，所述故障判断模块通过根据监测周期内各监测点的电缆运行状态分析结果对电缆故障状态进行分析，提高了对监测周期内各监测点的电缆运行状态分析的准确性，从而提高了对电缆故障状态分析的准确性，最终提高了对电缆故障判断的准确性，所述分析迭代模块通过根据管理周期内各监测周期的电缆故障状态判断结果对下一管理周期电缆运行状态的分析过程进行迭代，提高了对管理周期内各监测周期各监测点的电缆运行状态分析的准确性，从而提高了对电缆故障状态分析的准确性，最终提高了对电缆故障判断的准确性。
1.一种电缆故障检测系统，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的一种电缆故障检测系统，其特征在于，所述误差分析模块设有环境分析单元，环境分析单元根据各监测点的环境数据对各监测点的环境状态进行分析；
3.根据权利要求2所述的一种电缆故障检测系统，其特征在于，所述误差分析模块还设有老化分析单元，所述老化分析单元根据电缆参数信息和监测周期内环境状态分析结果对电缆剩余工作寿命进行分析，其中：
4.根据权利要求3所述的一种电缆故障检测系统，其特征在于，所述误差分析模块还设有误差分析单元，所述误差分析单元根据监测周期内各监测点的电缆老化状态分析结果对各监测点的监测数据误差值进行分析，其中：
5.根据权利要求4所述的一种电缆故障检测系统，其特征在于，所述运行分析模块设有电压监测单元，所述电压监测单元将监测周期内各监测点的平均电压u（i）与输入电压u进行比对，并根据比对结果和各监测点的监测数据误差值wz（i）对各监测点的电压异常性进行分析，设定z=1,2,3,4,5,6，其中：
6.根据权利要求5所述的一种电缆故障检测系统，其特征在于，所述运行分析模块还设有磁场优化单元，所述磁场优化单元将监测周期内各监测点的磁场强度d（i）与磁场强度阈值d进行比对，并根据比对结果对电压异常性的分析过程进行优化，其中：
7.根据权利要求4所述的一种电缆故障检测系统，其特征在于，所述运行分析模块还设有功率监测单元，所述功率监测单元将监测周期内各监测点的平均功率p（i）与输入功率p进行比对，并根据比对结果对各监测点的功率异常性进行分析，其中：
8.根据权利要求7所述的一种电缆故障检测系统，其特征在于，所述运行分析模块还设有运行异常分析单元，所述运行异常分析单元根据各监测点的电缆运行状态分析结果和功率异常性分析结果对各监测点的电缆运行状态进行分析，其中：
9.根据权利要求8所述的一种电缆故障检测系统，其特征在于，所述故障判断模块设有故障判断单元，所述故障判断单元根据监测周期内各监测点的电缆运行状态分析结果对电缆故障状态进行分析，其中：
10.根据权利要求9所述的一种电缆故障检测系统，其特征在于，所述分析迭代模块，所述分析迭代模块根据管理周期内各监测周期的电缆故障状态判断结果对下一管理周期电缆运行状态的分析过程进行调迭代，其中：
