CN117373807A - 一体化电流互感器和故障检测方法 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例公开了一体化电流互感器和故障检测方法。该一体化电流互感器的一具体实施方式包括：绝缘外壳、电流互感器模块、电缆线和航空插头，其中：绝缘外壳安装在电流互感器模块的外部；电流互感器模块与外部线路供电连接；电流互感器模块与航空插头通过电缆线电路连接；航空插头与外部有源设备供电连接，其中，航空插头用于将电流互感器模块采集的外部线路的电压采样信号和电能发送至外部有源设备。该实施方式提高了电流互感器的适用性。

Description

一体化电流互感器和故障检测方法

技术领域

本公开的实施例涉及变压器领域，具体涉及一体化电流互感器和故障检测方法。

背景技术

电流互感器，可以用于取一次线路的电压然后供给二次线路，并采集一次线路的电压信号以供进行故障检测。目前，在设计电流互感器时，通常采用的方式为：分离式设计，将取电电流互感器和采样电流互感器分别安装，或者将采样线圈与取电线圈缠绕在同一个磁环上。然后，外部有源设备可以通过故障树算法，对电流互感器采集的电压信号进行故障检测。

然而，发明人发现，当采用上述方式设计电流互感器时，经常会存在如下技术问题：

第一，分离式的设计，需要为取电电流互感器和采样电流互感器设计不同的连接电路，导致电流互感器的适用性降低；

第二，将采样线圈与取电线圈连接在同一个磁环上时，采样线圈与取电线圈的磁通量会互相抵消，导致采样线圈和取电线圈的精度降低，从而，导致电流互感器的精度降低；

第三，通过故障树算法进行故障检测时，仅能识别出预先设定的故障模式信息，难以识别出部分电路故障，导致故障检测的准确度降低。

该背景技术部分中所公开的以上信息仅用于增强对本发明构思的背景的理解，并因此，其可包含并不形成本国的本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本公开的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

本公开的一些实施例提出了一体化电流互感器和故障检测方法，来解决以上背景技术部分提到的技术问题中的一项或多项。

第一方面，本公开的一些实施例提供了一种一体化电流互感器，该一体化电流互感器包括：绝缘外壳、电流互感器模块、电缆线和航空插头，其中：上述绝缘外壳安装在上述电流互感器模块的外部；上述电流互感器模块与外部线路供电连接，其中，上述电流互感器模块用于采集上述外部线路的电压采样信号，以及从上述外部线路上采集电能；上述电流互感器模块与上述航空插头通过上述电缆线电路连接，其中，上述电缆线用于将上述电流互感器模块采集的电压采样信号和电能发送至上述航空插头；上述航空插头与外部有源设备供电连接，其中，上述航空插头用于将上述电流互感器模块采集的外部线路的电压采样信号和电能发送至上述外部有源设备，以为上述外部有源设备供电。

可选地，上述电流互感器模块包括：电流采样互感器和电流取电互感器，上述电流取电互感器包括：电流取电磁环和电流取电线圈，上述电流采样互感器包括：电流采样磁环和电流采样线圈，其中：上述电流互感器模块包括的电流采样互感器和电流取电互感器固定连接；上述电流互感器模块包括的电流取电互感器、通过上述电缆线和上述航空插头、与上述外部线路供电连接，其中，上述电流取电互感器用于从上述外部线路上采集电能，上述电流取电互感器包括的电流取电线圈用于将采集的电能输出至上述电缆线；上述电流互感器模块包括的电流采样互感器、通过上述电缆线和上述航空插头、与上述外部线路供电连接，其中，上述电流采样互感器用于采集上述外部线路的电压采样信号，上述电流采样互感器包括的电流采样线圈用于将采集的电压采样信号输出至上述电缆线。

可选地，上述电流取电互感器还包括：取电正极输出引脚和取电负极输出引脚，上述电缆线包括：取电正极信号线和取电负极信号线，其中：上述电流取电互感器包括的取电正极输出引脚与上述电缆线包括的取电正极信号线供电连接；上述电流取电互感器包括的取电负极输出引脚与上述电缆线包括的取电负极信号线供电连接，其中，上述电缆线包括的取电正极信号线和取电负极信号线、用于从上述电流取电互感器包括的、取电正极输出引脚和取电负极输出引脚上获取电能。

可选地，上述电流采样互感器还包括：采样正极输出引脚和采样负极输出引脚，上述电缆线还包括：采样正极信号线和采样负极信号线，其中：上述电流采样互感器包括的采样正极输出引脚与上述电缆线包括的采样正极信号线供电连接；上述电流采样互感器包括的采样负极输出引脚与上述电缆线包括的采样负极信号线供电连接，其中，上述电缆线包括的采样正极信号线和采样负极信号线、用于从上述电流采样互感器包括的、采样正极输出引脚和采样负极输出引脚上获取电压采样信号。

可选地，上述航空插头包括：取电正极引脚和取电负极引脚，其中：上述电缆线包括的取电正极信号线与上述航空插头包括的取电正极引脚供电连接；上述电缆线包括的取电负极信号线与上述航空插头包括的取电负极引脚供电连接，其中，上述航空插头包括的取电正极引脚和取电负极引脚、用于从上述电缆线包括的、取电正极信号线和取电负极信号线上获取上述电能。

可选地，上述航空插头还包括：采样正极引脚和采样负极引脚，其中：上述电缆线包括的采样正极信号线与上述航空插头包括的采样正极引脚供电连接；上述电缆线包括的采样负极信号线与上述航空插头包括的采样负极引脚供电连接，其中，上述航空插头包括的采样正极引脚和采样负极引脚、用于从上述电缆线包括的、采样正极信号线和采样负极信号线上获取上述电压采样信号。

可选地，上述航空插头还包括：自检测信号引脚，上述电缆线还包括：自检测信号线，上述外部有源设备包括：检测电路，其中：上述电缆线包括的自检测信号线与上述外部有源设备包括的检测电路通过上述航空插头包括的自检测信号引脚通信连接，其中，上述电缆线包括的自检测信号线用于从上述互感器模块采集检测信号。

第二方面，本公开的一些实施例提供了一种故障检测方法，该故障检测方法包括：响应于接收到检测信号，获取电能和电压采样信号；响应于接收到电能，对上述电压采样信号进行滤波处理，得到电压滤波信号；对上述电压滤波信号进行特征提取处理，得到电压故障特征信号；基于预设的样本故障特征信号，对上述电压故障特征信号进行检测处理，得到检测结果；响应于确定上述检测结果满足预设异常条件，执行报警操作。

本公开的上述各个实施例具有如下有益效果：通过本公开的一些实施例的一体化电流互感器，包括：绝缘外壳、电流互感器模块、电缆线和航空插头，其中：上述绝缘外壳安装在上述电流互感器模块的外部；上述电流互感器模块与外部线路供电连接，其中，上述电流互感器模块用于采集上述外部线路的电压采样信号，以及从上述外部线路上采集电能；上述电流互感器模块与上述航空插头通过上述电缆线电路连接，其中，上述电缆线用于将上述电流互感器模块采集的电压采样信号和电能发送至上述航空插头；上述航空插头与外部有源设备供电连接，其中，上述航空插头用于将上述电流互感器模块采集的外部线路的电压采样信号和电能发送至上述外部有源设备。因此，上述一体化电流互感器可以将电流采样互感器和电流取电互感器设置在同一个模块中，从而仅需通过同一电缆线，便可以将电能和电压采样信号发送至外部设备，进而，可以提高电流互感器的适用性。

附图说明

结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，元件和元素不一定按照比例绘制。

图1是根据本公开的一体化电流互感器的一些实施例的结构示意图；

图2是根据本公开的一体化电流互感器的电流互感器模块的结构示意图；

图3是根据本公开的一体化电流互感器的电流互感器模块的原理示意图；

图4是根据本公开的一体化电流互感器的另一些实施例的结构示意图；

图5是根据本公开的故障检测方法的一些实施例的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

首先，请参见图1，图1示出了根据本公开的一体化电流互感器的一些实施例的结构示意图。如图1所示，上述一体化电流互感器包括：绝缘外壳1、电流互感器模块2、电缆线3和航空插头4，其中：上述绝缘外壳1安装在上述电流互感器模块2的外部。上述外壳1可以用于隔绝上述电流互感器模块2与外部线路。上述航空插头4可以是旋钮式航空插头。

在一些实施例中，上述电流互感器模块2与外部线路5供电连接。其中，上述电流互感器模块2用于采集上述外部线路5的电压采样信号，以及从上述外部线路5上采集电能。其中，上述外部线路5可以是高压线路。上述电压采样信号可以表征上述外部线路5的电压状态。

作为示例，上述电压状态可以是但不限于以下至少一项：正常运行、电路短路或电路断路。

接下来结合图2和图1对上述电流互感器模块2进行说明。图2是根据本公开的一体化电流互感器的电流互感器模块的结构示意图。如图2所示，上述电流互感器模块2包括：电流采样互感器22和电流取电互感器21，上述电流取电互感器21包括：电流取电磁环211和电流取电线圈212，上述电流采样互感器22包括：电流采样磁环221和电流采样线圈222，其中：上述电流互感器模块2包括的电流采样互感器22和电流取电互感器21固定连接。上述电流互感器模块2包括的电流取电互感器21与上述外部线路5供电连接，其中，上述电流取电互感器21用于从上述外部线路5上采集电能，上述电流取电互感器21包括的电流取电线圈212用于将采集的电能输出至上述电缆线3。上述电流互感器模块2包括的电流采样互感器22与上述外部线路5供电连接，其中，上述电流采样互感器22用于采集上述外部线路5的电压采样信号，上述电流采样互感器22包括的电流采样线圈222用于将采集的电压采样信号输出至上述电缆线3。

作为示例，上述电流互感器模块2可以参考图3，图3是根据本公开的一体化电流互感器的电流互感器模块的原理示意图。如图3所示，上述电流采样磁环221可以是图3示出的采样磁环。上述电流采样磁环222可以是图3示出的采样线圈。上述电流取电磁环211可以是图3示出的取电磁环。上述电流取电线圈212可以是图3示出的取电线圈。上述电流采样互感器21和上述电流取电互感器22可以通过树脂灌封以固定连接。上述外部线路5可以穿过上述电流采样互感器21和上述电流取电互感器22，以与上述电流采样互感器21和上述电流取电互感器22供电连接。

上述电流互感器模块的相关设计作为本公开的实施例的一个发明点，解决了背景技术提出的技术问题二“电流互感器的精度降低”。导致电流互感器的精度降低的因素往往如下：将采样线圈与取电线圈连接在同一个磁环上时，采样线圈与取电线圈的磁通量会互相抵消，导致采样线圈和取电线圈的精度降低。如果解决了上述因素，就可以提高电流互感器的精度。为了达到这一效果，本公开可以设计两个磁环和线圈，分别实现采样功能和取电功能，然后，可以通过树脂灌封的方式，将采样线圈与取电线圈连接在一起。由此，可以采用独立的磁环，从而，可以降低取电线圈与采样线圈对彼此的磁通量的影响，进而，可以提高电流互感器的精度。

上述电流互感器模块2与上述航空插头4通过上述电缆线3电路连接。其中，上述电缆线3用于将上述电流互感器模块2采集的电压采样信号和电能发送至上述航空插头4。

上述航空插头4与外部有源设备6供电连接，其中，上述航空插头4用于将上述电流互感器模块2采集的外部线路5的电压采样信号和电能发送至上述外部有源设备6，以为上述外部有源设备6供电。

接下来结合图4和图1对上述一体化电流互感器进行进一步说明。图4是根据本公开的一体化电流互感器的另一些实施例的结构示意图。如图4所示，上述电流取电互感器21还包括：取电正极输出引脚2121和取电负极输出引脚2122，上述电缆线3包括：取电正极信号线31和取电负极信号线32。其中：上述电流取电互感器21包括的取电正极输出引脚2121与上述电缆线3包括的取电正极信号线31供电连接。上述电流取电互感器21包括的取电负极输出引脚2122与上述电缆线3包括的取电负极信号线32供电连接。其中，上述电缆线3包括的取电正极信号线31和取电负极信号线32、用于从上述电流取电互感器21包括的、取电正极输出引脚2121和取电负极输出引脚2122上获取电能。

可选地，上述电流采样互感器22还包括：采样正极输出引脚2221和采样负极输出引脚2222，上述电缆线3还包括：采样正极信号线33和采样负极信号线34。其中：上述电流采样互感器22包括的采样正极输出引脚2221与上述电缆线3包括的采样正极信号线33供电连接。上述电流采样互感器22包括的采样负极输出引脚2222与上述电缆线3包括的采样负极信号线34供电连接。其中，上述电缆线3包括的采样正极信号线33和采样负极信号线34、用于从上述电流采样互感器22包括的、采样正极输出引脚2221和采样负极输出引脚2222上获取电压采样信号。

可选地，上述航空插头4包括：取电正极引脚41和取电负极引脚42。其中：上述电缆线3包括的取电正极信号线31与上述航空插头4包括的取电正极引脚41供电连接。上述电缆线3包括的取电负极信号线32与上述航空插头4包括的取电负极引脚42供电连接。其中，上述航空插头4包括的取电正极引脚41和取电负极引脚42、用于从上述电缆线3包括的、取电正极信号线31和取电负极信号线32上获取上述电能。

可选地，上述航空插头4还包括：采样正极引脚43和采样负极引脚44。其中：上述电缆线3包括的采样正极信号线33与上述航空插头4包括的采样正极引脚43供电连接。上述电缆线3包括的采样负极信号线34与上述航空插头4包括的采样负极引脚44供电连接。其中，上述航空插头4包括的采样正极引脚43和采样负极引脚44、用于从上述电缆线3包括的、采样正极信号线33和采样负极信号线34上获取上述电压采样信号。

可选地，上述航空插头4还包括：自检测信号引脚45，上述电缆线3还包括：自检测信号线35，上述外部有源设备6包括：检测电路61。其中：上述电缆线3包括的自检测信号线35与上述外部有源设备6包括的检测电路61通过上述航空插头4包括的自检测信号引脚45通信连接。其中，上述电缆线3包括的自检测信号线35用于从上述互感器模块2采集检测信号。其中，上述检测信号可以表征上述外部设备6与上述一体化电流互感器成功连接。

作为示例，上述外部有源设备6可以是用于对上述一体化电流互感器执行电流采样的一次线路进行电路故障检测，然后进行报警的设备。

实践中，上述外部有源设备6可以被配置成执行以下步骤：

第一步，响应于接收到检测信号，获取电能和电压采样信号。其中，可以响应于从航空插头和电缆线接收到检测信号，通过上述航空插头和上述电缆线从电流互感器模块上获取电能和电压采样信号。其中，上述电能可以为上述外部有源设备供电。上述电压采样信号可以表征外部线路的电压状态。

作为示例，上述电压状态可以是但不限于以下至少一项：正常运行、电路短路或电路断路。

第二步，响应于接收到电能，对上述电压采样信号进行滤波处理，得到电压滤波信号。其中，可以通过预设的滤波算法，对上述电压采样信号进行滤波处理，得到电压滤波信号。

作为示例，上述预设的滤波算法可以是小波变换算法。

第三步，对上述电压滤波信号进行特征提取处理，得到电压故障特征信号。其中，可以通过预设的特征提取算法，对上述电压滤波信号进行特征提取处理，得到电压故障特征信号。

作为示例，上述预设的特征提取算法可以是Karenbauer(克伦布尔)变换算法。

第四步，基于预设的样本故障特征信号，对上述电压故障特征信号进行检测处理，得到检测结果。其中，可以通过预设的检测算法，对上述电压故障特征信号进行检测处理，得到检测结果。上述预设的样本故障特征信号可以表征出现故障的外部线路的电压信号的特征。

作为示例，上述预设的检测算法可以包括但不限于以下至少一项：CNN(Convolutional Neural Networks，卷积神经网络)模型算法和模糊匹配算法。

第五步，响应于确定上述检测结果满足预设异常条件，执行报警操作。其中，上述预设异常条件可以是上述检测结果为表征“出现故障”的信息。上述执行报警操作，可以是显示警示性的文字或发出提示音。

上述故障检测方法作为本公开的实施例的一个发明点，解决了背景技术提出的技术问题三“故障检测的准确度降低”。导致故障检测的准确度降低的因素往往如下：通过故障树算法进行故障检测时，仅能识别出预先设定的故障模式信息，难以识别出部分电路故障。如果解决了上述因素，就可以提高故障检测的准确度。为了达到这一效果，本公开包括的外部有源设备可以首先，响应于接收到检测信号，获取电能和电压采样信号。由此，上述外部有源设备可以开始运行并启动故障检测模式。其次，响应于接收到电能，对上述电压采样信号进行滤波处理，得到电压滤波信号。由此，可以去除电压采样信号中的噪声信号，以提高故障检测的准确度。然后，对上述电压滤波信号进行特征提取处理，得到电压故障特征信号。由此，可以得到可以表征外部线路电压特征状态的特征信号，以便进行故障检测。接着，基于预设的样本故障特征信号，对上述电压故障特征信号进行检测处理，得到检测结果。由此，可以通过对比采样的故障电路的电压信号与当前的电压信号，确定当前线路是否出现故障。最后，响应于确定上述检测结果满足预设异常条件，执行报警操作。由此，可以对出现故障的线路进行告警。因此，上述外部有源设备可以对各种故障信号进行特征提取，得到故障特征信息，然后通过比对当前采集的电压信号与故障信号，确定当前线路是否出现故障，从而，可以识别出部分电路故障，进而，可以提高故障检测的准确度。

本公开的上述各个实施例具有如下有益效果：通过本公开的一些实施例的一体化电流互感器，包括：绝缘外壳、电流互感器模块、电缆线和航空插头，其中：上述绝缘外壳安装在上述电流互感器模块的外部；上述电流互感器模块与外部线路供电连接，其中，上述电流互感器模块用于采集上述外部线路的电压采样信号，以及从上述外部线路上采集电能；上述电流互感器模块与上述航空插头通过上述电缆线电路连接，其中，上述电缆线用于将上述电流互感器模块采集的电压采样信号和电能发送至上述航空插头；上述航空插头与外部有源设备供电连接，其中，上述航空插头用于将上述电流互感器模块采集的外部线路的电压采样信号和电能发送至上述外部有源设备。因此，上述一体化电流互感器可以将电流采样互感器和电流取电互感器设置在同一个模块中，从而仅需通过同一电缆线，便可以将电能和电压采样信号发送至外部设备，进而，可以提高电流互感器的适用性。

接着参考图5，本公开还提供一种用于上述各实施例的一体化电流互感器的故障检测方法，如图5所示，其示出了本公开的故障检测方法的一些实施例的流程图500。该故障检测方法可以包括以下步骤：

步骤501，响应于接收到检测信号，获取电能和电压采样信号。

在一些实施例中，外部有源设备可以响应于从航空插头和电缆线接收到检测信号，通过上述航空插头和上述电缆线从电流互感器模块上获取电能和电压采样信号。其中，上述电能可以为上述外部有源设备供电。上述电压采样信号可以表征外部线路的电压状态。

作为示例，上述电压状态可以是但不限于以下至少一项：正常运行、电路短路或电路断路。

步骤502，响应于接收到电能，对电压采样信号进行滤波处理，得到电压滤波信号。

在一些实施例中，上述外部有源设备可以响应于接收到电能，对上述电压采样信号进行滤波处理，得到电压滤波信号。其中，可以通过预设的滤波算法，对上述电压采样信号进行滤波处理，得到电压滤波信号。

作为示例，上述预设的滤波算法可以是小波变换算法。

步骤503，对电压滤波信号进行特征提取处理，得到电压故障特征信号。

在一些实施例中，上述外部有源设备可以对上述电压滤波信号进行特征提取处理，得到电压故障特征信号。其中，可以通过预设的特征提取算法，对上述电压滤波信号进行特征提取处理，得到电压故障特征信号。

作为示例，上述预设的特征提取算法可以是Karenbauer(克伦布尔)变换算法。

步骤504，基于预设的样本故障特征信号，对电压故障特征信号进行检测处理，得到检测结果。

在一些实施例中，上述外部有源设备可以基于预设的样本故障特征信号，对上述电压故障特征信号进行检测处理，得到检测结果。

在一些实施例的一些可选的实现方式中，上述外部有源设备基于预设的样本故障特征信号，对上述电压故障特征信号进行检测处理，得到检测结果，可以包括以下步骤：

第一步，对预设的样本故障特征信号和上述电压故障特征信号分别进行归一化处理，得到样本故障归一信号和电压故障归一信号。其中，可以通过预设的归一化函数，对预设的样本故障特征信号和上述电压故障特征信号分别进行归一化处理，得到样本故障归一信号和电压故障归一信号。

作为示例，上述预设的归一化函数可以是sigmoid(归一)函数。

第二步，对上述样本故障归一信号和上述电压故障归一信号分别进行卷积处理，得到样本故障卷积信号和电压故障卷积信号。其中，可以通过预设的卷积算法，对上述样本故障归一信号和上述电压故障归一信号分别进行卷积处理，得到样本故障卷积信号和电压故障卷积信号。

作为示例，上述预设的卷积算法可以是CNN(Convolutional Neural Networks，卷积神经网络)模型算法。

第三步，确定上述样本故障卷积信号和上述电压故障卷积信号的故障相似系数值。其中，可以通过预设的距离相似度算法，确定上述样本故障卷积信号和上述电压故障卷积信号的故障相似系数值。

作为示例，上述预设的距离相似度算法可以是但不限于以下至少一项：欧几里得距离算法、马哈拉诺比斯距离算法或曼哈顿距离算法。

第四步，响应于确定上述故障相似系数值大于等于预设阈值，将第一预设检测信息确定为检测结果。

作为示例，上述预设阈值可以是0.8。上述第一预设检测信息可以是表征“出现故障”的信息。

可选地，上述外部有源设备还可以响应于确定上述故障相似系数值小于上述预设阈值，将第二预设检测信息确定为检测结果。

作为示例，上述第二预设检测信息可以是表征“未出现故障”的信息。

在一些实施例的一些可选的实现方式中，上述预设的样本故障特征信号，可以是通过以下步骤生成的：

第一步，获取样本电压故障信号集。其中，可以通过有线连接或无线连接的方式从终端设备上获取样本电压故障信号集。上述样本电压故障信号集中的每个样本电压故障信号可以是出现故障时的电路线路的电压信号。

第二步，对上述样本电压故障信号集中的每个样本电压故障信号进行特征提取处理以生成初始电压故障特征信号，得到初始电压故障特征信号集。其中，可以通过上述预设的特征提取算法，对上述样本电压故障信号集中的每个样本电压故障信号进行特征提取处理以生成初始电压故障特征信号，得到初始电压故障特征信号集。

第三步，对上述初始电压故障特征信号集进行聚类处理，得到初始故障特征信号簇集和初始故障特征簇中心值集。其中，上述初始故障特征信号簇集中的初始故障特征信号簇与上述初始故障特征簇中心值集中的初始故障特征簇中心值一一对应。可以通过预设的聚类算法，对上述初始电压故障特征信号集进行聚类处理，得到初始故障特征信号簇集和初始故障特征簇中心值集。

作为示例，上述预设的聚类算法可以是模糊聚类算法。

第四步，将上述初始故障特征簇中心值集中小于预设中心阈值的初始故障特征簇中心值确定为目标故障特征簇中心值，得到目标故障特征簇中心值集。其中，上述预设中心阈值可以是通过以下步骤确定的：首先，可以对上述初始故障特征簇中心值集中的各个初始故障特征簇中心值按照从小到大的顺序进行排序处理，得到初始故障特征簇中心值序列。然后，可以将上述初始故障特征簇中心值序列中初始故障特征簇中心值的数量与预设比率值的乘积，确定为初始选取数量。接着，可以对上述初始选取数量进行取整处理，得到目标选取数量。这里，可以通过预设的取整函数，对上述初始选取数量进行取整处理，得到目标选取数量。最后，可以将上述初始故障特征簇中心值序列中第目标选取数量个初始故障特征簇中心值确定为上述预设中心阈值。

作为示例，上述预设比率值可以是0.8。上述预设的取整函数可以是但不限于以下至少一项：ceil(天花板)函数、floor(地板)函数或round(约等)函数。

第五步，将上述初始故障特征信号簇集中、与上述目标故障特征簇中心值集中每个目标故障特征簇中心值对应的初始故障特征信号簇、从上述初始故障特征信号簇集中删除，得到目标初始故障特征信号簇集。

第六步，对上述目标初始故障特征信号簇集中的各个目标初始故障特征信号进行累积处理，得到上述样本故障特征信号。其中，可以通过预设的累积算法，对上述目标初始故障特征信号簇集中的各个目标初始故障特征信号进行累积处理，得到上述样本故障特征信号。

作为示例，上述预设的累积算法可以是cum(累积)函数算法。

由此，可以通过采集各个样本故障信号，然后在各个样本故障信号中提取出故障特征信号。然后，可以通过卷积操作，进一步提取故障特征信号和当前电压信号的特征信息，以提高故障检测的准确度。最后，可以通过对卷积后的故障特征信号和当前电压信号进行匹配，以得到检测结果。从而，可以提高故障特征信息的准确度，进而，可以提高故障检测的准确度。

步骤505，响应于确定检测结果满足预设异常条件，执行报警操作。

在一些实施例中，上述执行主体可以响应于确定上述检测结果满足预设异常条件，执行报警操作。其中，上述预设异常条件可以是上述检测结果为表征“出现故障”的信息。上述执行报警操作，可以是显示警示性的文字或发出提示音。

上述故障检测方法作为本公开的实施例的一个发明点，解决了背景技术提出的技术问题三“故障检测的准确度降低”。导致故障检测的准确度降低的因素往往如下：通过故障树算法进行故障检测时，仅能识别出预先设定的故障模式信息，难以识别出部分电路故障。如果解决了上述因素，就可以提高故障检测的准确度。为了达到这一效果，本公开包括的外部有源设备可以首先，响应于接收到检测信号，获取电能和电压采样信号。由此，上述外部有源设备可以开始运行并启动故障检测模式。其次，响应于接收到电能，对上述电压采样信号进行滤波处理，得到电压滤波信号。由此，可以去除电压采样信号中的噪声信号，以提高故障检测的准确度。然后，对上述电压滤波信号进行特征提取处理，得到电压故障特征信号。由此，可以得到可以表征外部线路电压特征状态的特征信号，以便进行故障检测。接着，基于预设的样本故障特征信号，对上述电压故障特征信号进行检测处理，得到检测结果。由此，可以通过对比采样的故障电路的电压信号与当前的电压信号，确定当前线路是否出现故障。最后，响应于确定上述检测结果满足预设异常条件，执行报警操作。由此，可以对出现故障的线路进行告警。因此，上述外部有源设备可以对各种故障信号进行特征提取，得到故障特征信息，然后通过比对当前采集的电压信号与故障信号，确定当前线路是否出现故障，从而，可以识别出部分电路故障，进而，可以提高故障检测的准确度。

以上描述仅为本公开的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种一体化电流互感器，包括：绝缘外壳、电流互感器模块、电缆线和航空插头，其中：

所述绝缘外壳安装在所述电流互感器模块的外部；

所述电流互感器模块与外部线路供电连接，其中，所述电流互感器模块用于采集所述外部线路的电压采样信号，以及从所述外部线路上采集电能；

所述电流互感器模块与所述航空插头通过所述电缆线电路连接，其中，所述电缆线用于将所述电流互感器模块采集的电压采样信号和电能发送至所述航空插头；

所述航空插头与外部有源设备供电连接，其中，所述航空插头用于将所述电流互感器模块采集的外部线路的电压采样信号和电能发送至所述外部有源设备。

2.根据权利要求1所述的一体化电流互感器，其特征在于，所述电流互感器模块包括：电流采样互感器和电流取电互感器，所述电流取电互感器包括：电流取电磁环和电流取电线圈，所述电流采样互感器包括：电流采样磁环和电流采样线圈，其中：

所述电流互感器模块包括的电流采样互感器和电流取电互感器固定连接；

所述电流互感器模块包括的电流取电互感器与所述外部线路供电连接，其中，所述电流取电互感器用于从所述外部线路上采集电能，所述电流取电互感器包括的电流取电线圈用于将采集的电能输出至所述电缆线；

所述电流互感器模块包括的电流采样互感器与所述外部线路供电连接，其中，所述电流采样互感器用于采集所述外部线路的电压采样信号，所述电流采样互感器包括的电流采样线圈用于将采集的电压采样信号输出至所述电缆线。

3.根据权利要求2所述的一体化电流互感器，其特征在于，所述电流取电互感器还包括：取电正极输出引脚和取电负极输出引脚，所述电缆线包括：取电正极信号线和取电负极信号线，其中：

所述电流取电互感器包括的取电正极输出引脚与所述电缆线包括的取电正极信号线供电连接；

所述电流取电互感器包括的取电负极输出引脚与所述电缆线包括的取电负极信号线供电连接，其中，所述电缆线包括的取电正极信号线和取电负极信号线、用于从所述电流取电互感器包括的、取电正极输出引脚和取电负极输出引脚上获取电能。

4.根据权利要求3所述的一体化电流互感器，其特征在于，所述电流采样互感器还包括：采样正极输出引脚和采样负极输出引脚，所述电缆线还包括：采样正极信号线和采样负极信号线，其中：

所述电流采样互感器包括的采样正极输出引脚与所述电缆线包括的采样正极信号线供电连接；

所述电流采样互感器包括的采样负极输出引脚与所述电缆线包括的采样负极信号线供电连接，其中，所述电缆线包括的采样正极信号线和采样负极信号线、用于从所述电流采样互感器包括的、采样正极输出引脚和采样负极输出引脚上获取电压采样信号。

5.根据权利要求4所述的一体化电流互感器，其特征在于，所述航空插头包括：取电正极引脚和取电负极引脚，其中：

所述电缆线包括的取电正极信号线与所述航空插头包括的取电正极引脚供电连接；

所述电缆线包括的取电负极信号线与所述航空插头包括的取电负极引脚供电连接，其中，所述航空插头包括的取电正极引脚和取电负极引脚、用于从所述电缆线包括的、取电正极信号线和取电负极信号线上获取所述电能。

6.根据权利要求5所述的一体化电流互感器，其特征在于，所述航空插头还包括：采样正极引脚和采样负极引脚，其中：

所述电缆线包括的采样正极信号线与所述航空插头包括的采样正极引脚供电连接；

所述电缆线包括的采样负极信号线与所述航空插头包括的采样负极引脚供电连接，其中，所述航空插头包括的采样正极引脚和采样负极引脚、用于从所述电缆线包括的、采样正极信号线和采样负极信号线上获取所述电压采样信号。

7.根据权利要求6所述的一体化电流互感器，其特征在于，所述航空插头还包括：自检测信号引脚，所述电缆线还包括：自检测信号线，所述外部有源设备包括：检测电路，其中：

所述电缆线包括的自检测信号线与所述外部有源设备包括的检测电路通过所述航空插头包括的自检测信号引脚通信连接，其中，所述电缆线包括的自检测信号线用于从所述互感器模块采集检测信号，以及将所述检测信号通过所述航空插头发送至所述外部有源设备包括的检测电路。

8.一种故障检测方法，应用于如权利要求1-7任一所述的一体化电流互感器，包括：

响应于接收到检测信号，获取电能和电压采样信号；

响应于接收到电能，对所述电压采样信号进行滤波处理，得到电压滤波信号；

对所述电压滤波信号进行特征提取处理，得到电压故障特征信号；

基于预设的样本故障特征信号，对所述电压故障特征信号进行检测处理，得到检测结果；

响应于确定所述检测结果满足预设异常条件，执行报警操作。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述基于预设的样本故障特征信号，对所述电压故障特征信号进行检测处理，得到检测结果，包括：

对所述预设的样本故障特征信号和所述电压故障特征信号分别进行归一化处理，得到样本故障归一信号和电压故障归一信号；

对所述样本故障归一信号和所述电压故障归一信号分别进行卷积处理，得到样本故障卷积信号和电压故障卷积信号；

确定所述样本故障卷积信号和所述电压故障卷积信号的故障相似系数值；

响应于确定所述故障相似系数值大于等于预设阈值，将第一预设检测信息确定为检测结果。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述方法还包括：

响应于确定所述故障相似系数值小于所述预设阈值，将第二预设检测信息确定为检测结果。