[发明专利]一种高温超导电缆监控保护系统及其方法

权利要求书

1.一种高温超导电缆监控保护系统，其特征在于，所述系统包括监控系统以及与所述监控系统电连接的测温光纤、告警器、保护装置；

所述测温光纤用于测量所述高温超导电缆的沿线温度，并将测得的沿线温度发送给监控系统；所述沿线温度包括高温超导电缆沿线任一点温度以及平均温度；

所述监控系统包括数据接收单元、第一判断单元、第二判断单元、第三判断单元和指令生成单元；所述数据接收单元用于接收所述测温光纤所检测的所述沿线温度，并分别转发给第一判断单元、第二判断单元、第三判断单元；所述第一判断单元用于根据所述高温超导电缆沿线任一点温度与预设温度阈值的比较结果判断是否进行切除保护或告警；所述第二判断单元用于根据所述高温超导电缆沿线平均温度与预设温度阈值的比较结果判断是否进行切除保护或告警；所述第三判断单元用于根据所述高温超导电缆沿线任一点温度获得高温超导电缆沿线的温度变化波形特征图，并根据所述温度变化波形特征图判断是否进行切除保护或告警；所述指令生成单元用于响应于接收到所述第一判断单元、第二判断单元或第三判断单元的判断结果，根据所述判断结果生成对应的切除指令或告警指令，将所述切除指令下发给保护装置，或将所述告警指令下发给告警器；

所述告警器用于响应于接收到所述告警指令，进行高温超导电缆失超告警；

所述保护装置用于响应于接收到所述切除指令，切除所述高温超导电缆。

2.根据权利要求1所述的高温超导电缆监控保护系统，其特征在于，所述第一判断单元具体用于：

当高温超导电缆沿线任一点温度大于预先设定的第一温度值时，判断进行告警；

当高温超导电缆沿线任一点温度大于预先设定的第二温度值时，判断进行切除保护。

3.根据权利要求2所述的高温超导电缆监控保护系统，其特征在于，所述第二温度阈值为液氮不发生沸腾的最高温度、绝缘材料可承受的最高温度、引起超导体的性能发生根本性改变的最高温度、超导带材发生破坏性损害的最高温度中的最小值。

4.根据权利要求1所述的高温超导电缆监控保护系统，其特征在于，所述第二判断单元具体用于：

当高温超导电缆沿线平均温度大于预先设定的第三温度值时，判断进行告警；

当高温超导电缆沿线平均温度大于预先设定的第四温度值时，判断进行切除保护。

5.根据权利要求1所述的高温超导电缆监控保护系统，其特征在于，所述第三判断单元包括：

特征图生成单元，用于根据所述沿线温度进行多分辨形态梯度变换得到所述温度变化波形特征图；

失超区域确定单元，用于根据所述温度变化波形特征图确定一个或多个局部失超区域的位置和宽度；其中所述温度变化波形特征图中任意相邻的一个正窄峰和一个负窄峰之间区域为一个局部失超区域；

执行判断单元，用于根据所述一个或多个局部失超区域的宽度判断是否进行切除保护或告警。

6.根据权利要求5所述的高温超导电缆监控保护系统，其特征在于，所述执行判断单元具体用于：

当任一个局部失超区域的宽度满足d_ir_L，或多个局部失超区域的宽度满足时，判断进行告警；

当任一个局部失超区域的宽度满足d_ir_H，或多个局部失超区域的宽度满足时，判断进行切除保护；

其中，d_i为第i个局部失超区域的宽度，l为高温超导电缆长度，r_L，r_H，r_L-av，r_H-av分别为预先设置的阈值。