CN106814269B - 单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统及处理方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统及其处理方法，单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统包括用于录入环境参数的环境参数录入模块(1)、用于预处理环境参数的环境参数预处理模块(2)、用于录入污秽参数的污秽参数录入模块(3)、用于预处理污秽参数的污秽参数预处理模块(4)、积污数据匹配模块(5)、积污数据处理模块(6)和积污数据输出模块(7)。

Description

单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统及处理方法

技术领域

本发明涉及一种输电技术领域，特别是一种单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统及其处理方法。

背景技术

输变电外绝缘问题自电力系统诞生以来就始终是威胁着电力系统安全的严重问题之一。随着人类社会的不断发展，生产生活对电力系统的依赖也越来越强，与此同时，电力系统电压等级不断提高，事故影响越发严重，污闪问题的危害也越来越大。

为了降低污闪的几率、减少污闪的影响，研究人员做了很多工作，目前针对绝缘子污秽闪络的产生和发展已经有了较为成熟的理论。采用人工涂污的方式，研究人员针对绝缘子的污闪特性也有较为深入的研究。

关于各种因素对绝缘子积污过程的影响目前并无太多深入的研究。现有的研究方式也是通过自然积污试验或人工积污试验进行大量试验后，对试验数据进行整理和分析而得到结论。但是由于影响因素众多，因而需要做多次试验，每次试验要测量大量数据。这些数据的整理和归档工作极其繁琐。另外，在分析单因素对绝缘子积污特性的影响时，也很难提取出合适的数据进行分析。

特别的，绝缘子自然积污试验中，绝缘子的积污环境参数的测量周期往往是以分钟或小时为单位，但是绝缘子的污秽参数测量往往是以月或年为单位的，这就要求数据分析前需要对环境参数进行一定的预处理，多个地点、多组试验时，环境参数的数据量较大，数据预处理工作量很大。

综上所述，绝缘子的积污试验的原始数据量庞大，后续数据处理与分析需要专业人员长时间的工作，效率低下，极大地影响了相关因素对绝缘子积污特性的影响的研究工作。

专利文献CN105716541 A公开的一种绝缘子防污参数测量方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立测量系统，测量系统由立体影像传感器、激光发射器、运动控制云台和计算机控制台组成，立体影像传感器和激光发射器安装在运动控制云台上；上述各组成通过电缆连接；(2)获取影像，通过立体影像传感器从远近不同摄站对室内或室外输变电设备外绝缘子获取不同方向的多幅影像；(3)模型重建，利用物体在立体影像传感器上的成像轮廓，结合物体的制造工艺，采用类似断面扫描的积分方法，在多幅影像上精确提取的轮廓位置作为约束，最小二乘迭代解算物体上一系列横断面的三维尺寸，实现输变电设备外绝缘子数字三维重建；(4)结构参数测量，根据重建的三维模型，精确量测与防污闪相关的结构参数；(5)防污参数计算，根据步骤(4)中量测得到的绝缘子的结构参数，计算出绝缘子的防污参数；(6)建立数据库，保存测量和计算数据并建立索引。该专利建立了外绝缘子结构参数和特定防污参数相结合的输变电设备外绝缘子数据库，但该专利无法实现环境参数和污秽参数的匹配以及处理形成积污数据以备查询、统计分析。

专利文献CN105911439 A公开的一种外绝缘综合诊断分析系统，该诊断分析系统由外绝缘数据库和专家诊断系统组成，所述的外绝缘数据库包括外绝缘污区分布图、外绝缘结构参数和外绝缘防污参数；所述的专家诊断系统包括管理系统、防污闪知识库、推理机构和反措系统；所述的管理系统用来对外绝缘数据库的外绝缘污区分布图、外绝缘结构参数和外绝缘防污参数进行调用，同时用来对防污闪知识库进行管理；所述的防污闪知识库是基于电力防污闪领域的人类专家知识与经验的知识库；所述的推理机构是指根据所述的防污闪知识库确定的防污闪规则，与外绝缘数据库的外绝缘防污参数进行比对并进行诊断，判定外绝缘数据库中外绝缘的防污状态；所述的反措系统是根据推理机构的诊断结果确定相应的处理措施。该专利提供了一种外绝缘综合诊断分析系统，但该专利无法实现环境参数和污秽参数的匹配以及处理形成积污数据以备查询、统计分析。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

鉴于上述问题，为了提高绝缘子积污试验的数据处理效率，同时降低数据分析难度，本发明的目的在于提供一种科学、简便、综合的单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统及其处理方法，该系统能够录入绝缘子积污试验的试验数据，将绝缘子积污试验的环境参数数据与污秽参数数据匹配，对环境参数进行必要的预处理，最后按照统一格式对试验数据进行保存。在查询时，能够根据环境参数、污秽参数等进行筛选，用户可根据需要从筛选结果中提取需要的数据。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

本发明的一个方面，一种单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统包括用于录入环境参数的环境参数录入模块、用于预处理环境参数的环境参数预处理模块、用于录入污秽参数的污秽参数录入模块、用于预处理污秽参数的污秽参数预处理模块、积污数据匹配模块、积污数据处理模块和积污数据输出模块，连接所述环境参数录入模块的环境参数预处理模块生成基于时间的环境参数数据，连接所述污秽参数录入模块的污秽参数预处理模块生成基于积污时间的污秽参数数据，连接所述环境参数预处理模块和污秽参数预处理模块的所述积污数据匹配模块基于时间匹配环境参数数据和污秽参数数据，连接所述积污数据匹配模块的积污数据处理模块接收匹配后的环境参数数据和污秽参数数据并生成积污数据，连接所述积污数据处理模块的积污数据输出模块输出所述积污数据。

优选地，所述环境参数包括测量时间、测量地点、污秽颗粒粒径及对应浓度、风速、温度和/或湿度，所述污秽参数包括积污时间、积污地点、绝缘子型号、绝缘子连接方式、电压种类、电压等级、污秽颗粒物粒径、污秽成分、污秽等值盐密和/或污秽等值灰密，所述环境参数数据包括基于时间的污秽颗粒粒径及对应浓度、风速、温度和/或湿度的数据或变化图像；所述污秽参数数据包括基于积污时间的绝缘子型号、绝缘子连接方式、电压种类、电压等级、污秽颗粒物粒径、污秽成分、污秽等值盐密和/或污秽等值灰密的数据，所述积污数据包括基于时间的污秽物颗粒粒径及对应浓度的加权平均数和标准差系数、风速的加权平均数和标准差系数、温度的加权平均数和标准差系数、湿度的加权平均数、标准差系数、绝缘子型号、绝缘子连接方式、电压种类、电压等级、污秽颗粒物粒径、污秽成分、污秽等值盐密和/或污秽等值灰密的数据。

优选地，所述环境参数录入模块和/或污秽参数录入模块接收xlsx格式信息，所述环境参数预处理模包括高斯滤波器，所述积污数据匹配模块包括数据查找单元，所述积污数据处理模块包括计算单元。

优选地，所述环境参数预处理模块、污秽参数预处理模块、积污数据匹配模块和/或积污数据处理模块是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路ASIC，现场可编程门阵列FPGA、模拟电路或数字电路。

优选地，所述环境参数预处理模块、污秽参数预处理模块、积污数据匹配模块和/或积污数据处理模块包括存储器，所述存储器包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。

优选地，单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统设有基于积污时间、积污地点、环境参数和/或污秽参数的查询积污数据的查询模块。

优选地，单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统设有用于修正、删除、复制、添加数据的维护模块。

优选地，单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统设有经由指纹认证和密码认证的保密模块，所述保密模块分级设置所述单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统的访问权限。

优选地，单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统包括测量环境参数的环境测量传感设备、测量污秽参数的测量设备和/或用于显示积污数据的显示界面。

优选地，单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统为云端服务器，包括单片绝缘子自然积污特性试验数据库。

本发明的另一个方面，一种利用所述的单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统的处理方法的步骤包括：

第一步骤中：环境参数录入模块录入包括测量时间、测量地点、污秽颗粒粒径及对应浓度、风速、温度和/或湿度的环境参数，用于预处理环境参数的环境参数预处理模块基于时间将环境参数生成包括污秽颗粒粒径及对应浓度、风速、温度和/或湿度的数据或变化图像的环境参数数据。

第二步骤中：污秽参数录入模块录入包括积污时间、积污地点、绝缘子型号、绝缘子连接方式、电压种类、电压等级、污秽颗粒物粒径、污秽成分、污秽等值盐密和/或污秽等值灰密的污秽参数，用于预处理污秽参数的污秽参数预处理模块基于积污时间将污秽参数生成包括绝缘子型号、绝缘子连接方式、电压种类、电压等级、污秽颗粒物粒径、污秽成分、污秽等值盐密和/或污秽等值灰密的污秽参数数据。

第三步骤中：所述积污数据匹配模块基于积污时间、积污地点和环境参数的测量时间、测量地点对环境参数数据和污秽参数数据进行匹配，匹配后输出的数据格式为污秽参数数据以及对应积污时间的积污地点的环境参数数据。

第四步骤中：连接所述积污数据匹配模块的积污数据处理模块接收匹配后的环境参数数据和污秽参数数据，以采样间隔为权重系数进行加权平均，计算数据的加权平均数和标准差系数得到积污数据，连接所述积污数据处理模块的积污数据输出模块(7)输出所述积污数据。

本发明能够录入绝缘子积污试验的试验数据，将绝缘子积污试验的环境参数数据与污秽参数数据匹配，对环境参数进行必要的预处理，最后按照统一格式对试验数据进行保存。在查询时，能够根据环境参数、污秽参数等进行筛选，用户可根据需要从筛选结果中提取需要的数据。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。

附图说明

通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。

在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统的结构示意图；

图2是根据本发明另一个实施例的单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统的结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的使用单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统的处理方法的步骤示意图。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。

为了更好地理解，图1是根据本发明一个实施例的单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统的结构示意图，如图1所示，一种单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统包括用于录入环境参数的环境参数录入模块1、用于预处理环境参数的环境参数预处理模块2、用于录入污秽参数的污秽参数录入模块3、用于预处理污秽参数的污秽参数预处理模块4、积污数据匹配模块5、积污数据处理模块6和积污数据输出模块7，连接所述环境参数录入模块1的环境参数预处理模块2生成基于时间的环境参数数据，连接所述污秽参数录入模块3的污秽参数预处理模块4生成基于积污时间的污秽参数数据，连接所述环境参数预处理模块2和污秽参数预处理模块4的所述积污数据匹配模块5基于时间匹配环境参数数据和污秽参数数据，连接所述积污数据匹配模块5的积污数据处理模块6接收匹配后的环境参数数据和污秽参数数据并生成积污数据，连接所述积污数据处理模块6的积污数据输出模块7输出所述积污数据。

在一个实施例中，所述环境参数包括测量时间、测量地点、污秽颗粒粒径及对应浓度、风速、温度和/或湿度，所述污秽参数包括积污时间、积污地点、绝缘子型号、绝缘子连接方式、电压种类、电压等级、污秽颗粒物粒径、污秽成分、污秽等值盐密和/或污秽等值灰密，所述环境参数数据包括基于时间的污秽颗粒粒径及对应浓度、风速、温度和/或湿度的数据或变化图像；所述污秽参数数据包括基于积污时间的绝缘子型号、绝缘子连接方式、电压种类、电压等级、污秽颗粒物粒径、污秽成分、污秽等值盐密和/或污秽等值灰密的数据，所述积污数据包括基于时间的污秽物颗粒粒径及对应浓度的加权平均数和标准差系数、风速的加权平均数和标准差系数、温度的加权平均数和标准差系数、湿度的加权平均数、标准差系数、绝缘子型号、绝缘子连接方式、电压种类、电压等级、污秽颗粒物粒径、污秽成分、污秽等值盐密和/或污秽等值灰密的数据。

图2是根据本发明一个实施例的单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统的结构示意图，如图2所示，一种单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统包括用于录入环境参数的环境参数录入模块1、用于预处理环境参数的环境参数预处理模块2、用于录入污秽参数的污秽参数录入模块3、用于预处理污秽参数的污秽参数预处理模块4、积污数据匹配模块5、积污数据处理模块6和积污数据输出模块7，连接所述环境参数录入模块1的环境参数预处理模块2生成基于时间的环境参数数据，连接所述污秽参数录入模块3的污秽参数预处理模块4生成基于积污时间的污秽参数数据，连接所述环境参数预处理模块2和污秽参数预处理模块4的所述积污数据匹配模块5基于时间匹配环境参数数据和污秽参数数据，连接所述积污数据匹配模块5的积污数据处理模块6接收匹配后的环境参数数据和污秽参数数据并生成积污数据，连接所述积污数据处理模块6的积污数据输出模块7输出所述积污数据，所述环境参数预处理模1包括高斯滤波器8，所述积污数据匹配模块5包括数据查找单元9，所述积污数据处理模块6包括计算单元10。

在一个实施例中，所述环境参数预处理模块2、污秽参数预处理模块4、积污数据匹配模块5和/或积污数据处理模块6是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路ASIC，现场可编程门阵列FPGA、模拟电路或数字电路。

在一个实施例中，所述环境参数预处理模块2、污秽参数预处理模块4、积污数据匹配模块5和/或积污数据处理模块6包括存储器，所述存储器包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。

在一个实施例中，所述环境参数录入模块1和/或污秽参数录入模块2接收xlsx格式信息。

在一个实施例中，单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统设有基于积污时间、积污地点、环境参数和/或污秽参数的查询积污数据的查询模块11。查询模块11设置积污持续时间、积污地点、环境参数、污秽参数四大类查询条件，环境参数条件可以设定污秽物颗粒粒径及对应浓度的加权平均数和标准差系数、风速的加权平均数和标准差系数、温度的加权平均数和标准差系数、湿度的加权平均数和标准差系数，污秽参数条件可以设定绝缘子型号、绝缘子连接方式、电压种类、电压等级、污秽颗粒物粒径、污秽成分、污秽等值盐密、污秽等值灰密，所有设定条件都要给出上下界，在用户选择查询条件后，对库内数据进行查询并给出查询结果。在用户完善查询条件后，对数据进行查询并给出查询结果；该查询结果在用户需要时允许以pdf格式导出供用户查看，用户权限通过后，允许以.xlsx格式导出；查询结果导出后，本模块将自动生成不可更改和删除的系统日志，该日志包含了查询条件、查询结果、查询时间、用户账号等信息。

在一个实施例中，单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统设有用于修正、删除、复制、添加数据的维护模块12。例如，维护模块12仅允许第二等级及以上用户进入，并且需要保密模块的二次认证，通过后，本系统对其开放文件以及图像资源文件夹。用户可以通过维护模块12对绝缘子积污试验数据的基本设置进行修改，还可对保密模块中除最高权限等级者外的用户权限进行修改和添加，更可以对库中原始环境参数、原始污秽参数及其备注文件进行修改、删除。出于保密要求，所有的维护结果都需要最高权限者在48小时内进行批准方算维护成功，否则该次维护失败，系统中数据恢复至本次维护前状态；维护成功后，本模块将自动生成不可更改和删除的系统日志，该日志包含了维护时间、维护对象、维护的具体操作步骤、执行用户、维护成功时间以及确认用户等信息。例如，维护模块12仅允许第二等级及以上用户进入，并且需要保密模块的二次认证，通过后，本模块将自动跳转到积污试验数据处理系统启动界面，进行环境参数数据、污秽参数数据的处理并入库；出于保密要求，所有的新入库数据及其备注文件都需要最高权限者在48小时内进行批准方算添加成功，否则该次添加失败，库中数据恢复至本次添加前状态；添加成功后，本模块将自动生成不可更改和删除的系统日志，该日志包含了添加时间、添加对象及其数量、执行用户、添加成功时间以及确认用户等信息。进一步，维护模块12仅允许最高权限等级用户进入，且需要保密模块的二次认证，认证方式必须为指纹，通过后，用户可以在文件、原始数据文件、输出数据、备注文件、系统日志等资源类型中单选或多选欲拷贝的文件，并将用户所选类型涉及到的相关文件打包保存至用户指定位置；该打包文件保存完毕后，本模块自动调用保密模块并要求用户对该打包文件进行新的用户权限设定；设定完毕，本模块将自动生成不可更改和删除的系统日志，该日志包含了复制时间、复制对象、执行用户等信息。

在一个实施例中，单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统设有经由指纹认证和密码认证的保密模块13，所述保密模块13分级设置所述单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统的访问权限。例如，保密模块13负责对用户权限的认证以及管理，用户权限设为三级，第一等级为现场用户，该等级用户可以采用密码或者指纹进行验证，验证通过，方可使用绝缘子积污试验数据处理系统中的查询模块11；第二等级为技术人员，该等级用户可以采用密码或者指纹进行验证，验证通过，不仅可使用绝缘子积污试验数据处理系统中的查询模块11，还可使用维护模块12；第三等级为绝缘子积污试验数据处理系统所有方，该等级用户为最高权限用户，必须且仅允许以指纹进行验证，通过后，绝缘子积污试验数据处理系统对其开放所有模块，并且可对保密模块中用户权限进行修改。

在一个实施例中，单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统包括测量环境参数的环境测量传感设备14、测量污秽参数的测量设备15和/或用于显示积污数据的显示界面16。

在一个实施例中，单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统可以是云端服务器。

图3为本发明的一个实施例的利用所述的单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统的处理方法的步骤示意图。

如图3所示，利用所述的单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统的处理方法包括：

第一步骤S1中：环境参数录入模块1录入包括测量时间、测量地点、污秽颗粒粒径及对应浓度、风速、温度和/或湿度的环境参数，用于预处理环境参数的环境参数预处理模块2基于时间将环境参数生成包括污秽颗粒粒径及对应浓度、风速、温度和/或湿度的数据或变化图像的环境参数数据。

第二步骤S2中：污秽参数录入模块3录入包括积污时间、积污地点、绝缘子型号、绝缘子连接方式、电压种类、电压等级、污秽颗粒物粒径、污秽成分、污秽等值盐密和/或污秽等值灰密的污秽参数，用于预处理污秽参数的污秽参数预处理模块4基于积污时间将污秽参数生成包括绝缘子型号、绝缘子连接方式、电压种类、电压等级、污秽颗粒物粒径、污秽成分、污秽等值盐密和/或污秽等值灰密的污秽参数数据。

第三步骤S3中：所述积污数据匹配模块5基于积污时间、积污地点和环境参数的测量时间、测量地点对环境参数数据和污秽参数数据进行匹配，匹配后输出的数据格式为污秽参数数据以及对应积污时间的积污地点的环境参数数据。

第四步骤S4中：连接所述积污数据匹配模块5的积污数据处理模块6接收匹配后的环境参数数据和污秽参数数据，以采样间隔为权重系数进行加权平均，计算数据的加权平均数和标准差系数得到积污数据，连接所述积污数据处理模块6的积污数据输出模块7输出所述积污数据。

为了进一步理解本发明，在一个实施例中，环境参数录入模块1，提供外部接口，可以接收.xlsx格式文件，也提供数据录入窗口。该模块主要是录入以下环境参数：测量时间、测量地点、污秽物颗粒粒径及对应浓度、风速、温度、湿度等。录入时要求格式统一，未测数据要标明。

环境参数预处理模块2，依据测量时间和测量地点对录入数据进行分类，画出污秽物颗粒粒径及对应浓度、风速、温度、湿度等参数随时间变化的图像，对图像进行高斯滤波处理，消除噪音影响。

污秽参数录入模块3，提供外部接口，可以接收.xlsx格式文件，也提供数据录入窗口。该模块主要是录入以下污秽参数：积污起止时间、积污地点、绝缘子型号、绝缘子连接方式、电压种类、电压等级、污秽颗粒物粒径、污秽成分、污秽等值盐密、污秽等值灰密等。录入时要求格式统一，未测数据要标明。

污秽参数预处理模块4，依据积污起止时间和积污地点对录入数据进行分类，计算出绝缘子积污持续时间，对污秽参数进行初步整理。

积污数据匹配模块5，根据积污起止时间、积污地点和环境参数测量时间、测量地点对环境参数数据和污秽参数进行匹配，匹配后输出的数据格式为污秽参数以及对应积污时间段内该地点的环境参数数据。

积污数据处理模块6，积污时间段内积污地点的环境参数此时是以时间为自变量的一组因变量，需要对这些数据进一步处理，以采样间隔为权重系数进行加权平均，分别计算数据的加权平均数和标准差系数。

积污数据输出模块7，对环境参数数据处理后，将积污数据的相关参数输出，这些参数包括：积污起止时间、积污持续时间、积污地点、污秽物颗粒粒径及对应浓度的加权平均数和标准差系数、风速的加权平均数和标准差系数、温度的加权平均数和标准差系数、湿度的加权平均数和标准差系数、绝缘子型号、绝缘子连接方式、电压种类、电压等级、污秽颗粒物粒径、污秽成分、污秽等值盐密、污秽等值灰密等。数据输出为.xlsx格式文件，可以将处理结果与原始数据保存至至用户自定义的保存位置或绝缘子积污试验数据库中。

该系统启动后，首先进入环境参数录入模块1，选择录入.xlsx格式文件或在数据录入窗口手动录入环境参数文件，按照给定格式录入测量时间、测量地点、污秽物颗粒粒径及对应浓度、风速、温度、湿度等环境参数。将原始数据保存后传输至环境参数预处理模块2。

环境参数预处理模块2，依据测量时间和测量地点对录入数据进行分类整理，画出污秽物颗粒粒径及对应浓度、风速、温度、湿度等参数随时间变化的图像，对图像进行高斯滤波处理，消除噪音影响。根据处理后的图像输出测量时间、测量地点、污秽物颗粒粒径及对应浓度、风速、温度、湿度等参数至积污数据匹配模块5。

污秽参数录入模块3，选择录入.xlsx格式文件或在数据录入窗口手动录入环境参数文件，按照给定格式录入积污起止时间、积污地点、绝缘子型号、绝缘子连接方式、电压种类、电压等级、污秽颗粒物粒径、污秽成分、污秽等值盐密、污秽等值灰密等污秽参数。将原始数据保存后传输至污秽参数预处理模块4。

污秽参数预处理模块4，依据积污起止时间和积污地点对录入数据进行分类整理，计算出绝缘子积污持续时间，对污秽参数进行初步整理，统一各参数的单位。将整理后的参数输入积污数据匹配模块5。

积污数据匹配模块5，接收模块2和模块4的输出数据后，根据积污起止时间、积污地点和环境参数测量时间、测量地点对环境参数数据和污秽参数进行匹配，匹配后输出的数据格式为污秽参数以及对应积污时间段内该地点的环境参数数据。将匹配后的数据输出至积污数据处理模块6。

积污数据处理模块6，积污时间段内积污地点的环境参数此时是以时间为自变量的一组因变量，以采样间隔为权重系数进行加权平均，分别计算数据的加权平均数和标准差系数。将处理后的环境参数数据与污秽参数数据输出至积污数据输出模块7。

积污数据输出模块7，对环境参数数据处理后，将积污数据的相关参数输出，这些参数包括：积污起止时间、积污持续时间、积污地点、污秽物颗粒粒径及对应浓度的加权平均数和标准差系数、风速的加权平均数和标准差系数、温度的加权平均数和标准差系数、湿度的加权平均数和标准差系数、绝缘子型号、绝缘子连接方式、电压种类、电压等级、污秽颗粒物粒径、污秽成分、污秽等值盐密、污秽等值灰密等。数据输出为.xlsx格式文件，可以将处理结果与原始数据保存至至用户自定义的保存位置或绝缘子积污试验数据库中。至此，积污试验数据处理系统运行结束。

本发明的优点主要有以下几点：可以快速完成大量绝缘子积污试验的环境参数数据和污秽参数数据处理，并且可以对处理后的数据进行整理；可以根据用户的需求，查询符合条件的绝缘子积污数据并导出，用户可以对导出数据进行分析和处理，为各因素对绝缘子积污特性影响的研究提供数据支持。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

尽管本文较多地使用了积污试验数据处理系统、环境参数录入模块、环境参数预处理模块、污秽参数录入模块、污秽参数预处理模块、积污数据匹配模块、积污数据处理模块、积污数据输出模块、保密模块、查询模块、维护模块、添加模块、复制模块等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (9)

1.一种单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统，其包括用于录入环境参数的环境参数录入模块(1)、用于预处理环境参数的环境参数预处理模块(2)、用于录入污秽参数的污秽参数录入模块(3)、用于预处理污秽参数的污秽参数预处理模块(4)、积污数据匹配模块(5)、积污数据处理模块(6)和积污数据输出模块(7)，其特征在于：连接所述环境参数录入模块(1)的环境参数预处理模块(2)生成基于时间的环境参数数据，连接所述污秽参数录入模块(3)的污秽参数预处理模块(4)生成基于积污时间的污秽参数数据，连接所述环境参数预处理模块(2)和污秽参数预处理模块(4)的所述积污数据匹配模块(5)基于时间匹配环境参数数据和污秽参数数据，连接所述积污数据匹配模块(5)的积污数据处理模块(6)接收匹配后的环境参数数据和污秽参数数据并生成积污数据，连接所述积污数据处理模块(6)的积污数据输出模块(7)输出所述积污数据，单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统设有基于积污时间、积污地点、环境参数和污秽参数的查询积污数据的查询模块(11)，环境参数条件设定污秽物颗粒粒径及对应浓度的加权平均数和标准差系数、风速的加权平均数和标准差系数、温度的加权平均数和标准差系数、湿度的加权平均数和标准差系数，污秽参数条件设定绝缘子型号、绝缘子连接方式、电压种类、电压等级、污秽颗粒物粒径、污秽成分、污秽等值盐密、污秽等值灰密，所有设定条件都要给出上下界，在用户选择查询条件后，对库内数据进行查询并给出查询结果。

2.根据权利要求1所述的单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统，其特征在于，所述环境参数包括测量时间、测量地点、污秽颗粒粒径及对应浓度、风速、温度和/或湿度，所述污秽参数包括积污时间、积污地点、绝缘子型号、绝缘子连接方式、电压种类、电压等级、污秽颗粒物粒径、污秽成分、污秽等值盐密和/或污秽等值灰密，所述环境参数数据包括基于时间的污秽颗粒粒径及对应浓度、风速、温度和/或湿度的数据或变化图像；所述污秽参数数据包括基于积污时间的绝缘子型号、绝缘子连接方式、电压种类、电压等级、污秽颗粒物粒径、污秽成分、污秽等值盐密和/或污秽等值灰密的数据，所述积污数据包括基于时间的污秽物颗粒粒径及对应浓度的加权平均数和标准差系数、风速的加权平均数和标准差系数、温度的加权平均数和标准差系数、湿度的加权平均数、标准差系数、绝缘子型号、绝缘子连接方式、电压种类、电压等级、污秽颗粒物粒径、污秽成分、污秽等值盐密和/或污秽等值灰密的数据。

3.根据权利要求1所述的单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统，其特征在于：所述环境参数录入模块(1)和/或污秽参数录入模块(2)接收xlsx格式信息，所述环境参数预处理模(1)包括高斯滤波器(8)，所述积污数据匹配模块(5)包括数据查找单元(9)，所述积污数据处理模块(6)包括计算单元(10)。

4.根据权利要求1所述的单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统，其特征在于：所述环境参数预处理模块(2)、污秽参数预处理模块(4)、积污数据匹配模块(5)和/或积污数据处理模块(6)是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路ASIC，现场可编程门阵列FPGA、模拟电路或数字电路。

5.根据权利要求1所述的单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统，其特征在于：所述环境参数预处理模块(2)、污秽参数预处理模块(4)、积污数据匹配模块(5)和/或积污数据处理模块(6)包括存储器，所述存储器包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。

6.根据权利要求1所述的单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统，其特征在于：单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统设有用于修正、删除、复制、添加数据的维护模块(12)。

7.根据权利要求1所述的单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统，其特征在于：单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统设有经由指纹认证和密码认证的保密模块(13)，所述保密模块(13)分级设置所述单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统的访问权限。

8.根据权利要求1所述的单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统，其特征在于：单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统包括测量环境参数的环境测量传感设备(14)、测量污秽参数的测量设备(15)和/或用于显示积污数据的显示界面(16)。

9.一种利用权利要求1-8中任一项所述的单片绝缘子自然积污特性试验数据处理系统的处理方法，其步骤包括：

第一步骤(S1)中：环境参数录入模块(1)录入包括测量时间、测量地点、污秽颗粒粒径及对应浓度、风速、温度和/或湿度的环境参数，用于预处理环境参数的环境参数预处理模块(2)基于时间将环境参数生成包括污秽颗粒粒径及对应浓度、风速、温度和/或湿度的数据或变化图像的环境参数数据；

第二步骤(S2)中：污秽参数录入模块(3)录入包括积污时间、积污地点、绝缘子型号、绝缘子连接方式、电压种类、电压等级、污秽颗粒物粒径、污秽成分、污秽等值盐密和/或污秽等值灰密的污秽参数，用于预处理污秽参数的污秽参数预处理模块(4)基于积污时间将污秽参数生成包括绝缘子型号、绝缘子连接方式、电压种类、电压等级、污秽颗粒物粒径、污秽成分、污秽等值盐密和/或污秽等值灰密的污秽参数数据；

第三步骤(S3)中：所述积污数据匹配模块(5)基于积污时间、积污地点和环境参数的测量时间、测量地点对环境参数数据和污秽参数数据进行匹配，匹配后输出的数据格式为污秽参数数据以及对应积污时间的积污地点的环境参数数据；

第四步骤(S4)中：连接所述积污数据匹配模块(5)的积污数据处理模块(6)接收匹配后的环境参数数据和污秽参数数据，以采样间隔为权重系数进行加权平均，计算数据的加权平均数和标准差系数得到积污数据，连接所述积污数据处理模块(6)的积污数据输出模块(7)输出所述积污数据。

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