本發(fā)明涉及電變量測量，具體涉及一種led路燈防雷裝置故障檢測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、led路燈的防雷裝置通常包括外部防雷系統(tǒng)與內(nèi)部防雷系統(tǒng)，外部防雷系統(tǒng)由避雷針、接地線以及地網(wǎng)構(gòu)成，通過避雷針引導(dǎo)雷擊通過接地線導(dǎo)入埋在地下的地網(wǎng)，使雷電安全分散，減少雷電對路燈電路的損壞。內(nèi)部防雷系統(tǒng)使用金屬氧化物壓敏電阻作為內(nèi)部電壓保護(hù)的元件，金屬氧化物壓敏電阻在電路電壓正常時(shí)表現(xiàn)為高阻抗不導(dǎo)通，在雷擊引發(fā)路燈電路出現(xiàn)浪涌電壓時(shí)，金屬氧化物壓敏電阻的電阻急劇下降并迅速導(dǎo)通，將led路燈電路中的浪涌電壓引到地，保護(hù)led電路中的其他元件不受雷電沖擊；

2、led路燈承受雷擊時(shí)會(huì)發(fā)生電壓波動(dòng)，而雷擊影響路燈附近的電網(wǎng)時(shí)也會(huì)造成路燈電路的大幅電壓波動(dòng)，僅通過路燈內(nèi)部電路的電壓波動(dòng)情況判斷l(xiāng)ed路燈是否承受雷擊而出現(xiàn)故障，可能造成誤判，導(dǎo)致獲得的故障檢測結(jié)果并不準(zhǔn)確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種led路燈防雷裝置故障檢測方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的僅通過路燈內(nèi)部電路的電壓波動(dòng)進(jìn)行防雷裝置故障檢測出現(xiàn)誤判，結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。

2、本發(fā)明的一種led路燈防雷裝置故障檢測方法及系統(tǒng)采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供了一種led路燈防雷裝置故障檢測方法，該方法包括以下步驟：

4、獲取所有時(shí)刻的電壓數(shù)據(jù)以及溫度數(shù)據(jù)，所有時(shí)刻的電壓數(shù)據(jù)構(gòu)成電壓曲線，所有時(shí)刻的溫度數(shù)據(jù)構(gòu)成溫度曲線；

5、對電壓曲線進(jìn)行周期劃分，獲取若干個(gè)電壓時(shí)段；將所有電壓時(shí)段中相同的每個(gè)時(shí)刻記為每個(gè)位點(diǎn)，根據(jù)每個(gè)位點(diǎn)的電壓的聚集性分布，獲取每個(gè)位點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)電壓；根據(jù)每個(gè)電壓時(shí)段中每個(gè)時(shí)刻的電壓與對應(yīng)位點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)電壓的差異，獲取每個(gè)電壓時(shí)段中每個(gè)時(shí)刻的電壓偏移幅度以及每個(gè)電壓時(shí)段的最大偏移時(shí)刻；根據(jù)每個(gè)電壓時(shí)段的最大偏移時(shí)刻在電壓曲線中的位置，以及同一電壓時(shí)段中所有時(shí)刻的電壓偏移幅度，獲取每個(gè)電壓時(shí)段的電壓突變程度；

6、根據(jù)溫度曲線的所有極值，獲取每個(gè)電壓時(shí)段對應(yīng)的升溫點(diǎn)以及溫度最高點(diǎn)；根據(jù)每個(gè)電壓時(shí)段對應(yīng)的升溫點(diǎn)以及溫度最高點(diǎn)的幅度變化情況，獲取每個(gè)電壓時(shí)段的溫度異常程度；結(jié)合每個(gè)電壓時(shí)段的電壓突變程度和溫度異常程度，以及電壓波動(dòng)與升溫的關(guān)聯(lián)性，獲取每個(gè)電壓時(shí)段的雷擊強(qiáng)度評價(jià)；根據(jù)雷擊強(qiáng)度評價(jià)，獲取所有雷擊時(shí)段；

7、根據(jù)所有雷擊時(shí)段的雷擊強(qiáng)度評價(jià)，獲取防雷裝置的裝置故障概率；根據(jù)防雷裝置的裝置故障概率，實(shí)現(xiàn)led路燈防雷裝置故障檢測。

8、進(jìn)一步地，所述獲取若干個(gè)電壓時(shí)段，包括：

9、對電壓曲線進(jìn)行快速傅里葉變換，得到電壓曲線的頻譜圖，將頻譜圖中幅值最大的頻率取倒數(shù)的結(jié)果記為電壓曲線的周期，以電壓曲線中第一個(gè)過零點(diǎn)為起點(diǎn)，以電壓曲線的周期對電壓曲線進(jìn)行劃分獲得若干個(gè)電壓時(shí)段。

10、進(jìn)一步地，所述獲取每個(gè)位點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)電壓，包括：

11、預(yù)設(shè)聚類條件，以聚類條件對第a個(gè)位點(diǎn)在所有電壓時(shí)段的電壓進(jìn)行dbscan密度聚類，獲得第a個(gè)位點(diǎn)的若干類簇，將第a個(gè)位點(diǎn)的所有類簇中最大的類簇內(nèi)所有電壓取平均值，記為第a個(gè)位點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)電壓。

12、進(jìn)一步地，所述獲取每個(gè)電壓時(shí)段中每個(gè)時(shí)刻的電壓偏移幅度以及每個(gè)電壓時(shí)段的最大偏移時(shí)刻，包括：

13、將每個(gè)電壓時(shí)段中每個(gè)時(shí)刻與對應(yīng)位點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)電壓之差的絕對值記為每個(gè)時(shí)刻的電壓偏移幅度，獲取每個(gè)電壓時(shí)段中每個(gè)時(shí)刻的電壓偏移幅度，將每個(gè)電壓時(shí)段中電壓偏移幅度取最大值的時(shí)刻，記為每個(gè)電壓時(shí)段的最大偏移時(shí)刻。

14、進(jìn)一步地，所述獲取每個(gè)電壓時(shí)段的電壓突變程度，包括：

15、第i個(gè)電壓時(shí)段的電壓突變程度fi的計(jì)算方法為：

16、

17、式中：ti表示第i個(gè)電壓時(shí)段的最大偏移時(shí)刻，t0表示與第i個(gè)電壓時(shí)段的最大偏移時(shí)刻距離最近的過零點(diǎn)時(shí)刻，t表示電壓曲線的周期，di表示第i個(gè)電壓時(shí)段的最大偏移時(shí)刻的電壓，表示第i個(gè)電壓時(shí)段的后波動(dòng)時(shí)段中所有時(shí)刻的電壓的平均值；||表示取絕對值函數(shù)。

18、進(jìn)一步地，所述獲取每個(gè)電壓時(shí)段對應(yīng)的升溫點(diǎn)以及溫度最高點(diǎn)，包括：

19、將溫度曲線中每個(gè)電壓時(shí)段的最大偏移時(shí)刻之后距離最大偏移時(shí)刻最近的溫度曲線極小值點(diǎn)，記為每個(gè)電壓時(shí)段對應(yīng)的升溫點(diǎn)，每個(gè)電壓時(shí)段的最大偏移時(shí)刻之后距離最大偏移時(shí)刻最近的溫度曲線極大值點(diǎn)，記為每個(gè)電壓時(shí)段對應(yīng)的溫度最高點(diǎn)。

20、進(jìn)一步地，所述獲取每個(gè)電壓時(shí)段的溫度異常程度，包括：

21、第i個(gè)電壓時(shí)段的溫度異常程度di的計(jì)算方法為：

22、

23、式中：ri表示第i個(gè)電壓時(shí)段對應(yīng)的溫度最高點(diǎn)的溫度，r'i表示第i個(gè)電壓時(shí)段對應(yīng)的升溫點(diǎn)的溫度，mi表示第i個(gè)電壓時(shí)段對應(yīng)的溫度最高點(diǎn)的時(shí)刻，m'i表示第i個(gè)電壓時(shí)段對應(yīng)的升溫點(diǎn)的時(shí)刻，m'i+1表示第i+1個(gè)電壓時(shí)段對應(yīng)的升溫點(diǎn)的時(shí)刻。

24、進(jìn)一步地，所述獲取每個(gè)電壓時(shí)段的雷擊強(qiáng)度評價(jià)，包括：

25、第i個(gè)電壓時(shí)段的雷擊強(qiáng)度評價(jià)hi的計(jì)算方法為：

26、hi＝sigmoid{exp[-(m′i-ti)]×fi×di}

27、式中：m'i表示第i個(gè)電壓時(shí)段對應(yīng)的升溫點(diǎn)的時(shí)刻，ti表示第i個(gè)電壓時(shí)段的最大偏移時(shí)刻，fi表示第i個(gè)電壓時(shí)段的電壓突變程度，di表示第i個(gè)電壓時(shí)段的溫度異常程度；sigmoid{}表示sigmoid函數(shù)；exp[]表示以自然常數(shù)為底的指數(shù)函數(shù)。

28、進(jìn)一步地，所述獲取防雷裝置的裝置故障概率，包括：

29、防雷裝置的裝置故障概率的計(jì)算方法為：

30、

31、公式解釋：表示所有雷擊時(shí)段的雷擊強(qiáng)度評價(jià)的均值，n表示所有雷擊時(shí)段的個(gè)數(shù)，hk表示第k個(gè)雷擊時(shí)段的雷擊強(qiáng)度評價(jià)；sigmoid[]表示sigmoid函數(shù)。

32、一種led路燈防雷裝置故障檢測系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如一種led路燈防雷裝置故障檢測方法的步驟。

33、本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果是：由于路燈電壓在正常工作的情況下具有一定的周期性，獲取路燈電壓的周期性對電壓曲線進(jìn)行分段，以不同時(shí)段的相同時(shí)刻的電壓作為正常值的參考，使對電壓波動(dòng)的計(jì)算更貼合路燈的實(shí)際工作情況，由于發(fā)生在不同時(shí)刻的浪涌電壓對電路的沖擊程度不同，根據(jù)每個(gè)時(shí)刻發(fā)生電壓突變的程度以及電壓突變的時(shí)刻與過零點(diǎn)的距離計(jì)算每個(gè)時(shí)段的電壓突變程度，更準(zhǔn)確地反映出每一次的電壓波動(dòng)對防雷裝置的損耗程度；通過升溫的速度區(qū)分路燈正常工作導(dǎo)致的升溫與遭受雷擊導(dǎo)致的升溫，通過升溫的幅度以及降溫所消耗的時(shí)間體現(xiàn)路燈遭受雷擊時(shí)承受的雷電能量沖擊的程度；結(jié)合電壓的突變情況以及溫度的異常情況準(zhǔn)確反映路燈遭受雷擊的強(qiáng)度，閾值篩選排除非雷擊導(dǎo)致的路燈電壓或溫度的波動(dòng)。根據(jù)歷史遭受雷擊的情況以及遭受雷擊的平均強(qiáng)度，計(jì)算故障概率，避免下一次遭受雷擊時(shí)防雷裝置無法承受雷擊能量直接損壞導(dǎo)致路燈內(nèi)元件因雷擊被燒壞。