本发明涉及船用电缆绝缘检测，具体涉及一种对船用电缆在线绝缘监控的自动检测系统。
背景技术：
1、电气设备在运行期间，始终处于各种外界因素作用的影响下，其性能也会不断地发生变化，这些外界因素主要包括外部电场、环境、高压、腐蚀度与机械等，电力设备在这些不利因素的影响下，较容易出现不可预知的故障，严重的还会导致电力运行中断，因此需要保证设备线缆、电缆的绝缘性，尤其对于轮船上的电缆来说，轮船在水面上航行其上线缆长时间处在高湿度的环境下，且更容易受到海水、河水等的腐蚀，因此尤其需要保证其上电缆的绝缘性能，以保证船上电气设备的运行安全。
2、公开号为cn117782957a的现有技术，公开了一种船用电缆老化性能的测试方法及系统，涉及数据处理技术领域，所述方法包括：使用振动测试设备对船用电缆进行振动测试，模拟电缆在船上的实际工作条件，记录振动频率、振幅和持续时间，并根据振动频率、振幅和持续时间计算动态因子；使用介质损耗角正切值测试仪对船用电缆进行无损检测，获取电缆绝缘材料的介质损耗角正切值；将介质损耗角正切值和动态因子一同代入热寿命方程中，计算得到船用电缆的老化性能评估结果。本发明能够模拟电缆在实际工作条件下的热老化和机械老化过程，从而更真实地反映电缆的老化性能。
3、然而轮船在河海上航行，其环境更为恶劣，更容易受到天气、海浪等因素的影响，不仅会因为恶劣的环境导致电缆被侵蚀使用寿命缩短，还可能因为大风、海浪等因素导致船体轻微形变，改变电缆受力增大电缆的机械损耗，从而降低电缆的使用寿命。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种对船用电缆在线绝缘监控的自动检测系统，以解决现有技术中的上述不足之处。
2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种对船用电缆在线绝缘监控的自动检测系统，包括船体模型模块、电缆模型模块、船体受力监测模块、船体形变监测模块、船体形变分析模块、电缆形变分析模块、环境监测模块、电缆硬度预测模块、电缆安全数据分析模块；
3、所述船体模型模块用于根据船体实际结构、材料建立船体装配模型，其中船体装配模型真实还原船体的各结构、零件、材料等；
4、所述电缆模型模块用于建立电缆模型，并按照电缆实际安装位置装配到所述船体装配模型中；
5、所述船体受力监测模块用于监测船体遭受的外力，得到船体受力数据，例如可通过将应变计贴在船体表面，通过测量材料的应变来推算受力大小；
6、所述船体形变监测模块用于监测船体设置位置的形变量，得到船体形变数据，例如可通过将应变计、光纤传感器、激光测距仪等安装到设置位置，来实现对设置位置的形变监测，如弯曲、伸长、位移等。
7、所述船体形变分析模块用于基于所述船体装配模型进行受力分析，得到船体受力分析模型，用于分析船体装配模型在各载荷下，各船体受力数据对应的船体装配模型各处的船体形变数据；
8、所述船体形变分析模块还用于基于船体受力数据和船体形变数据，对船体受力模型进行校正。
9、所述电缆形变分析模块用于从船体形变分析模块分析得到的船体形变数据中，提取电缆对应的船体位置的形变数据，得到电缆形变数据；
10、所述环境监测模块用于基于获取船体上的环境数据，所述环境数据包括温度、湿度；环境监测模块可采用温度传感器和湿度传感器等来分别对温度和湿度进行监测。
11、所述电缆硬度预测模块用于对电缆的硬度进行检测得到电缆硬度数据，还用于获取环境数据，绘制出环境数据变化曲线，基于环境数据变化曲线和电缆硬度数据，训练深度学习模型，得到电缆硬度预测模型，用于基于输入的环境数据变化曲线，输出对应的电缆硬度数据预测值；在训练过程中，以环境数据变化曲线和电缆硬度数据为样本，并环境数据变化曲线为输入，电缆硬度数据为输出。
12、所述电缆安全数据分析模块还用于测试各电缆硬度数据时，电缆对应的安全伸长量和绝缘强度，所述安全伸长量为保证电缆表面无损伤时的电缆最大伸长量，基于电缆硬度数据、安全伸长量和绝缘强度，分别进行回归分析，分别得到安全伸长量回归模型和绝缘强度回归模型，分别用于基于电缆硬度数据计算出对应的安全伸长量预测值和绝缘强度预测值；
13、所述电缆安全数据分析模块还用于判断所述电缆形变数据是否大于对应时间的安全伸长量预测值，若是则进行预警；同时判断绝缘强度预测值是否小于设置的绝缘强度标准值，若是则进行预警。
14、进一步的，所述电缆硬度预测模块还用于获取检测得到的电缆硬度数据，对电缆硬度预测模型进行训练更新，包括以下步骤：
15、a1、按设置周期对电缆进行硬度检测，得到电缆硬度数据保存到检测样本集中，检测时将船上的电缆均分为多段，每段取部分电缆作为检测样本，进行硬度检测；
16、a2、判断检测样本集中的电缆硬度数据的数量是否大于等于设置样本数量；
17、a3、若是，则利用检测样本集对电缆硬度预测模型进行训练更新，从而定期利用检测的电缆硬度数据对电缆硬度预测模型进行校正，保证电缆预测模型的预测精度。
18、进一步的，所述电缆安全数据分析模块得到安全伸长量回归模型，包括以下步骤：
19、b1、获取不同硬度数据的电缆；
20、b2、分别对各硬度数据的电缆进行拉伸测试，在进行所述拉伸测试时逐步增大拉伸的长度，同时对电缆进行超声波探伤，判断电缆表面是否存在机械损伤；
21、b3、若否，则返回b2，若是，则获取此时电缆的伸长量，得到对应硬度数据的电缆的安全伸长量，所述其中进行拉伸测试时，可对每个硬度数据的电缆进行多次拉伸测试，得到对应硬度数据下的多个安全伸长量，最终取多个安全伸长量的平均值作为电缆该硬度数据对应的安全伸长量；
22、b4、基于电缆的硬度数据和硬度数据对应的安全伸长量，进行回归分析，得到安全伸长量回归模型，用于基于输入的硬度数据，输出对应的安全伸长量预测值。
23、进一步的，所述电缆安全数据分析模块得到绝缘强度回归模型，包括以下步骤：
24、c1、获取不同硬度数据的电缆；
25、c2、分别对各硬度数据的电缆进行绝缘强度测试，得到电缆在各硬度数据情况下对应的绝缘强度数据；
26、c3、基于电缆的硬度数据和硬度数据对应的绝缘强度数据，进行回归分析，得到绝缘强度回归模型，用于基于输入的硬度数据，输出绝缘强度预测值。
27、进一步的，所述电缆安全数据分析模块还用于判断所述电缆形变数据是否大于对应时间的安全伸长量预测值，若是则进行预警，包括以下步骤：
28、获取船体受力监测模块的监测数据，得到所述船体的历史船体受力数据；
29、基于箱线图对所述历史船体受力数据进行分析，筛除异常的历史船体受力数据，得到所述船体的船体正常受力数据区间；
30、基于船体受力分析模型分析所述船体正常受力数据区间，得到船体正常形变数据区间，并提取出电缆对应的船体位置的形变数据，得到电缆正常形变数据区间；
31、向电缆硬度预测模型输入当前的环境数据变化曲线，得到当前电缆硬度数据预测值，向安全伸长量回归模型输入所述当前电缆硬度数据预测值，得到当前安全伸长量预测值；
32、判断所述当前安全伸长量预测值是否大于电缆正常形变数据区间，若否，则发出第一类预警。
33、进一步的，所述电缆安全数据分析模块还用于判断所述电缆形变数据是否大于对应时间的安全伸长量预测值，若是则进行预警，还包括以下步骤：
34、获取实时船体受力数据；
35、基于船体受力分析模型分析所述实时船体受力数据，得到船体实时形变数据，并提取出电缆对应的船体位置的形变数据，得到电缆实时形变数据；
36、判断所述电缆实时形变数据是否大于所述当前安全伸长量，若是，则发出第二类预警。
37、进一步的，所述判断绝缘强度预测值是否小于设置的绝缘强度标准值，若是则进行预警，包括以下步骤：
38、设置绝缘强度标准值，其中绝缘强度标准值可根据行业标准进行设置，例如轮船电缆的绝缘强度标准通常要求满足在1分钟内施加的测试电压为2500伏特时保证绝缘；
39、向电缆硬度预测模型输入当前的环境数据变化曲线，得到当前电缆硬度数据预测值，向绝缘强度回归模型输入所述当前电缆硬度数据预测值，得到当前绝缘强度预测值；
40、判断所述当前绝缘强度预测值是否大于等于所述绝缘强度标准值，若否，则发出第二类预警。
41、1、与现有技术相比，本发明提供的一种对船用电缆在线绝缘监控的自动检测系统，通过设置船体模型模块、电缆模型模块、船体受力监测模块、船体形变监测模块、船体形变分析模块、电缆形变分析模块，建立了船体的三维装配体模型，精确的反映了船体的结构和材质，便于进行受力分析，可根据监测到的船体接受的外力，模拟分析出船体各处的形变情况，从而得到船体电缆处的形变情况反映出的电缆形变情况，并可通过在部分区域设置的船体形变监测模块监测到的形变情况对模型分析的结果进行校正，提高船体形变分析和电缆形变分析的精度。
42、2、与现有技术相比，本发明提供的一种对船用电缆在线绝缘监控的自动检测系统，通过设置环境监测模块、电缆硬度预测模块，可通过对电缆硬度与环境数据如温度、湿度的变化情况的关系进行分析，得到电缆硬度预测模型，实现通过环境数据的变化曲线预测电缆的硬度，并通过定期对电缆进行硬度检测，利用检测得到的电缆硬度数据对电缆硬度模型进行更新，从而可通过环境数据的变化曲线预测电缆的硬度，实时得知电缆的硬度，降低电缆硬度的检测频率，以减小硬度检测时对电缆的损伤降低维护成本，并通过定期检测的电缆硬度数据更新电缆硬度预测模型，保证模型预测的精度。
43、3、与现有技术相比，本发明提供的一种对船用电缆在线绝缘监控的自动检测系统，通过设置体模型模块、电缆模型模块、船体受力监测模块、船体形变分析模块、电缆形变分析模块、电缆安全数据分析模块，测试电缆各硬度时的安全伸长量和绝缘强度，通过回归分析分别分析电缆硬度与安全伸长量和绝缘强度的关系，并通过获取船体航行过程中承受的外力范围，得到的电缆正常形变数据区间，将基于回归分析预测的安全伸长量与电缆正常形变数据区间对比，并将基于回归分析预测绝缘强度与设置的绝缘强度标准值对比，判断电缆是否异常并在异常时进行提醒对电缆进行更换维护，进一步提高电缆的安全性。
1.一种对船用电缆在线绝缘监控的自动检测系统，其特征在于：包括船体模型模块、电缆模型模块、船体受力监测模块、船体形变监测模块、船体形变分析模块、电缆形变分析模块、环境监测模块、电缆硬度预测模块、电缆安全数据分析模块；
2.根据权利要求1所述的一种对船用电缆在线绝缘监控的自动检测系统，其特征在于：所述电缆硬度预测模块还用于获取检测得到的电缆硬度数据，对电缆硬度预测模型进行训练更新，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种对船用电缆在线绝缘监控的自动检测系统，其特征在于：所述电缆安全数据分析模块得到安全伸长量回归模型，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种对船用电缆在线绝缘监控的自动检测系统，其特征在于：所述电缆安全数据分析模块得到绝缘强度回归模型，包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种对船用电缆在线绝缘监控的自动检测系统，其特征在于：所述电缆安全数据分析模块还用于判断所述电缆形变数据是否大于对应时间的安全伸长量预测值，若是则进行预警，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种对船用电缆在线绝缘监控的自动检测系统，其特征在于：所述电缆安全数据分析模块还用于判断所述电缆形变数据是否大于对应时间的安全伸长量预测值，若是则进行预警，还包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种对船用电缆在线绝缘监控的自动检测系统，其特征在于：所述判断绝缘强度预测值是否小于设置的绝缘强度标准值，若是则进行预警，包括以下步骤：
