CN111505450B - 一种基于紫外光子数对起晕场强进行判定的方法及系统 - Google Patents

一种基于紫外光子数对起晕场强进行判定的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于紫外光子数对起晕场强进行判定的方法，所述方法包括：在不同电晕程度下进行导线的电晕放电紫外光子数实验，记录不同电晕程度下的紫外光子数；去除不同电晕程度下的紫外光子数中的异常数据；对去除异常数据的不同电晕程度下的紫外光子数进行统计，获取紫外光子数统计结果；基于不同电晕程度下的紫外光子数统计结果，对导线的起晕场强进行判定。本发明提供的利用最大梯度倒推法判定起晕场强时得到的结果更加客观准确。

Description

一种基于紫外光子数对起晕场强进行判定的方法及系统
技术领域
本发明涉及起晕场强判定技术领域，更具体地，涉及一种基于紫外光子数对起晕场强进行判定的方法及系统。
背景技术
根据现有情况，目前加快发展交直流特高压电网，是确保电力工业全面、协调、可持续健康发展的重大战略举措，有利于实现更大范围的资源优化配置，对满足未来社会与经济发展的用电需求，具有重大社会意义、经济意义和科技创新意义。
现有情况要求必须采用特高压输电，而特高压输电线路的电磁环境问题与输电线路的电晕特性直接相关。
在经济方面，输电线路通常设计成在正常运行电压下允许有一定程度的电晕放电。电晕放电产生的一系列问题，对环境和诸多方面会造成一定的影响。
电晕引起的这些问题是输电工程设计、建设和运行中必需考虑的重大技术问题。此外，随着经济的不断发展和民众环境意识的增强，其环境影响问题越来越受到人们的关注，受到环保的严格制约，成为决定输电线路结构，影响建设费用等的重要因素。因此，要加强特高压输电技术的研究，减小和避免电晕的发生以及电晕效应，必须分析导线的电晕特性及其带来的一系列问题。其中，直流线路电晕起始电压和电晕起始场强的准确判断是开展导线起晕电压系统研究之前需要首先解决的一个重要问题。特别是如果要发展的±800kV、±1100kV特高压直流输电，电晕起始电压和电晕起始场强目前还没有系统的研究成果。
现有技术特高压直流线路电磁环境预测还在延用当初4分裂小截面导线的起晕场强，直接应用于我国超/特高压多分裂、大截面导线设计时会有较大的误差。鉴于起晕场强在高压直流输电线路电磁环境控制中的重要作用，急需在电晕笼内开展高压直流线路的起晕场强判定方法和试验研究，以及超/特高压直流线路全系列导线的起晕场强预测公式研究，为工程上真型导线的电晕控制提供技术支撑。
因此，需要结合现在的实际情况，以实现对起晕场强进行判定。
发明内容
本发明技术方案提供一种基于紫外光子数对起晕场强进行判定的方法及系统，以解决如何对起晕场强进行判定的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于紫外光子数对起晕场强进行判定的方法，所述方法包括：
在不同电晕程度下进行导线的电晕放电紫外光子数实验，记录不同电晕程度下的紫外光子数；
去除不同电晕程度下的紫外光子数中的异常数据；
对去除异常数据的不同电晕程度下的紫外光子数进行统计，获取紫外光子数统计结果；
基于不同电晕程度下的紫外光子数统计结果，对导线的起晕场强进行判定。
优选地，所述去除不同电晕程度下的紫外光子数中的异常数据，包括：
通过肖维勒方法去除不同电晕程度下的紫外光子数中的异常数据。
优选地，所述对去除异常数据的不同电晕程度下的紫外光子数进行统计，获取紫外光子数统计结果包括：
记录每个电晕程度下的多个紫外光子数，获取每个电晕程度下的多个紫外光子数的平均数或多个紫外光子数的中间数，包括：
将每个电晕程度下的多个紫外光子数进行排序，当每个电晕程度下的多个紫外光子数为奇数时，排序中间的紫外光子数为每个电晕程度下的多个紫外光子数的中间数；或者
当每个电晕程度下的多个紫外光子数为偶数时，排序中间的两个紫外光子数的平均数为每个电晕程度下的多个紫外光子数的中间数。
优选地，所述基于所述统计结果，对导线的起晕场强进行判定，包括：
基于所述统计结果，利用最大梯度倒推法、切线法或双切线法中的一种方法对导线的起晕场强进行判定。
优选地，所述基于所述统计结果，利用最大梯度倒推法对导线的起晕场强进行判定，包括：
绘制导线表面场强为横坐标，紫外光子数统计结果为纵坐标的曲线图；
计算导线每个测量点的紫外光子数梯度，并在导线的所有测量点中找出梯度最大的测量点；
按照所有测量点的梯度从小至大对所有测量点进行排序，将所述梯度最大的测量点按照排序向前一个测量点倒推，直至测量点的梯度小于预设的阈值时停止倒推，将停止倒推时的测量点设置为临近起晕点附近测量点；
对所述曲线图上的临近起晕点附近测量点做切线，所述切线与所述曲线图横轴或环境干扰水平的交点即为起晕场强。
优选地，所述紫外光子数梯度为所述曲线图上测量点的切线斜率。
优选地，还包括：
对不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数取对数，获取不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数对数；
去除不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数对数中的异常数据；
对去除异常数据的不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数对数进行统计，获取紫外光子数对数统计结果；
基于不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数对数统计结果，利用最大梯度倒推法对导线的起晕场强进行判定。
基于本发明的另一方面，本发明提供一种基于紫外光子数对起晕场强进行判定的系统，所述系统包括：
获取单元，用于在不同电晕程度下进行导线的电晕放电紫外光子数实验，记录不同电晕程度下的紫外光子数；
第一优化单元，用于去除不同电晕程度下的紫外光子数中的异常数据；
第一统计单元，用于对去除异常数据的不同电晕程度下的紫外光子数进行统计，获取紫外光子数统计结果；
第一判断单元，用于基于不同电晕程度下的紫外光子数统计结果，对导线的起晕场强进行判定。
优选地，所述优化单元用于去除不同电晕程度下的紫外光子数中的异常数据，还用于：
通过肖维勒方法去除不同电晕程度下的紫外光子数中的异常数据。
优选地，所述对去除异常数据的不同电晕程度下的紫外光子数进行统计，获取紫外光子数统计结果，还用于：
记录每个电晕程度下的多个紫外光子数，获取每个电晕程度下的多个紫外光子数的平均数或多个紫外光子数的中间数，包括：
将每个电晕程度下的多个紫外光子数进行排序，当每个电晕程度下的多个紫外光子数为奇数时，排序中间的紫外光子数为每个电晕程度下的多个紫外光子数的中间数；或者
当每个电晕程度下的多个紫外光子数为偶数时，排序中间的两个紫外光子数的平均数为每个电晕程度下的多个紫外光子数的中间数。
优选地，所述判断单元用于基于所述统计结果，对导线的起晕场强进行判定，包括：
基于所述统计结果，利用最大梯度倒推法、切线法或双切线法中的一种方法对导线的起晕场强进行判定。
优选地，所述基于所述统计结果，利用最大梯度倒推法对导线的起晕场强进行判定，包括：
绘制导线表面场强为横坐标，紫外光子数统计结果为纵坐标的曲线图；
计算导线每个测量点的紫外光子数梯度，并在导线的所有测量点中找出梯度最大的测量点；
按照所有测量点的梯度从小至大对所有测量点进行排序，将所述梯度最大的测量点按照排序向前一个测量点倒推，直至测量点的梯度小于预设的阈值时停止倒推，将停止倒推时的测量点设置为临近起晕点附近测量点；
对所述曲线图上的临近起晕点附近测量点做切线，所述切线与所述曲线图横轴或环境干扰水平的交点即为起晕场强。
优选地，所述紫外光子数梯度为所述曲线图上测量点的切线斜率。
优选地，还包括：
转换单元，用于对不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数取对数，获取不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数对数；
第二优化单元，用于去除不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数对数中的异常数据；
第二统计单元，用于对去除异常数据的不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数对数进行统计，获取紫外光子数对数统计结果；
第二判断单元，用于基于不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数对数统计结果，利用最大梯度倒推法对导线的起晕场强进行判定。
本发明技术方案提供一种基于紫外光子数对起晕场强进行判定的方法及系统，其中方法包括：在不同电晕程度下进行导线的电晕放电紫外光子数实验，记录不同电晕程度下的紫外光子数；去除不同电晕程度下的紫外光子数中的异常数据；对去除异常数据的不同电晕程度下的紫外光子数进行统计，获取紫外光子数统计结果；基于不同电晕程度下的紫外光子数统计结果，对导线的起晕场强进行判定。本发明的技术方案获得的起晕场强比较稳定。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明优选实施方式的一种基于紫外光子数对起晕场强进行判定的方法流程图；
图2为根据本发明优选实施方式的最大梯度倒推法判定起晕场强的流程；
图3为根据本发明优选实施方式的正极4×300mm2导线在不同电晕下的紫外光子数对数与导线表面场强的关系；
图4为根据本发明优选实施方式的负极4×300mm2导线在不同电晕下的紫外光子数对数与表面场强的关系；
图5为根据本发明优选实施方式的正极6×720mm2导线在不同电晕下的紫外光子数对数与导线表面场强的关系；
图6为根据本发明优选实施方式的负极6×720mm2导线在不同电晕下的紫外光子数对数与导线表面场强的关系；以及
图7为根据本发明优选实施方式的一种基于紫外光子数对起晕场强进行判定的系统结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明优选实施方式的一种基于紫外光子数对起晕场强进行判定的方法流程图。为了满足在判定特高压直流输电线路的起晕场强方面的需要，本发明实施方式提供了一种基于紫外光子数的起晕场强判定方法。如图1所示，本发明提供了一种基于紫外光子数对起晕场强进行判定的方法，方法包括：
优选地，在步骤101：在不同电晕程度下进行导线的电晕放电紫外光子数实验，记录不同电晕程度下的紫外光子数。本发明在不同电晕程度下开展导线的紫外光子数测量试验。本发明架设试验导线，选择合适的角度和距离安装好紫外检测设备。在开展导线的电晕放电紫外光子数实验时，应在背景比较空旷且安全的区域，并且对紫外成像仪选择合适的增益。利用紫外成像仪对不同电晕程度下的线路进行实时监测和录像。选取稳定的观测点进行记录光子数数值。
优选地，在步骤102：去除不同电晕程度下的紫外光子数中的异常数据。优选地，去除不同电晕程度下的紫外光子数中的异常数据，包括：通过肖维勒方法去除不同电晕程度下的紫外光子数中的异常数据。本发明对每个状态下的紫外光子数测量值进行异常数据剔除。本发明对每个状态下的紫外光子数测量值进行异常数据剔除时可使用肖维勒方法。
优选地，在步骤103：对去除异常数据的不同电晕程度下的紫外光子数进行统计，获取紫外光子数统计结果。
优选地，对去除异常数据的不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数进行统计，获取紫外光子数统计结果包括：记录每个电晕程度下的多个紫外光子数，获取每个电晕程度下的多个紫外光子数的平均数或多个紫外光子数的中间数，包括：将每个电晕程度下的多个紫外光子数进行排序，当每个电晕程度下的多个紫外光子数为奇数时，排序中间的紫外光子数为每个电晕程度下的多个紫外光子数的中间数；或者当每个电晕程度下的多个紫外光子数为偶数时，排序中间的两个紫外光子数的平均数为每个电晕程度下的多个紫外光子数的中间数。
本发明对剔除后的每个状态下的一系列数据进行统计分析获得统计值。本发明对每种状态下的紫外光子数测量值进行统计分析获得统计值包括：在进行紫外光子数实验时，由于电晕放电的不确定性，所以我们在每一个状态下记录多个数值，然后取其50％值或平均值，然后画出以导线表面场强为横坐标，紫外光子数为纵坐标的曲线图。本发明所用的紫外成像仪，在测量光子数时需确定介质对光的吸收系数和紫外成像仪的接收面积。本发明方法中的50％值，首先对一组数据进行排序，如果数据的个数为奇数，中值即为中间的那个数据，如果数据的个数为偶数，那么中间的两个数据的平均值即为50％值。
优选地，在步骤104：基于不同电晕程度下的紫外光子数统计结果，对导线的起晕场强进行判定。
优选地，基于统计结果，对导线的起晕场强进行判定，包括：基于统计结果，利用最大梯度倒推法、切线法或双切线法中的一种方法对导线的起晕场强进行判定。优选地，基于统计结果，利用最大梯度倒推法对导线的起晕场强进行判定，包括：绘制导线表面场强为横坐标，紫外光子数统计结果为纵坐标的曲线图；计算导线每个测量点的紫外光子数梯度，并在导线的所有测量点中找出梯度最大的测量点；按照所有测量点的梯度从小至大对所有测量点进行排序，将梯度最大的测量点按照排序向前一个测量点倒推，直至测量点的梯度小于预设的阈值时停止倒推，将停止倒推时的测量点设置为临近起晕点附近测量点；对曲线图上的临近起晕点附近测量点做切线，切线与曲线图横轴或环境干扰水平的交点即为起晕场强。环境干扰水平是指当导线电压为0时仪器的测量值水平，即背景值。优选地，紫外光子数梯度为曲线图上测量点的切线斜率。
本发明基于紫外光子数的统计值进行导线起晕的判定。本发明的起晕场强判定方法，可采用最大梯度倒推法，也可采用切线法或双切线法。其中最大梯度倒推法包括：
计算每个测量点处的紫外光子数梯度，并在所有测量点中找出梯度最大的测量点。
由梯度最大的测量点处往前倒推，直到紫外光子数梯度达到某个足够小的值，此处即达到了起晕点Ed附近。
在找到的梯度最大的测量点处做切线，该切线与横轴或环境干扰水平的交点即为起晕场强。
或者另一选择是采用紫外光子数的梯度不变或减小的点作为起晕场强附近的测点。
本发明紫外光子数梯度是曲线图中以导线表面场强为横坐标，紫外光子数为纵坐标的测点的切线斜率。
本发明中所述的紫外光子数梯度的计算公式为：
Figure BDA0002423046060000091
其中N_i为第i个测量点的紫外光子数，E_i为第i个测量点的导线表面场强。
本发明中起晕场强的计算公式为：
Figure BDA0002423046060000092
优选地，方法还包括：对不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数取对数，获取不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数对数；去除不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数对数中的异常数据；对去除异常数据的不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数对数进行统计，获取紫外光子数对数统计结果；基于不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数对数统计结果，利用最大梯度倒推法对导线的起晕场强进行判定。
本申请对紫外光子数取对数，然后再使用最大梯度倒推法进行起晕场强的判定，得出的起晕场强比较稳定。
本发明提供的一种基于紫外光子数测试数据的起晕场强判定方法，利用最大梯度倒推法可以解决紫外光子数随导线表面场强的变化规律不是线性关系或很难转变为线性关系的难题。本发明提供的一种基于紫外光子数测试数据的起晕场强判定方法，最大梯度倒推法根据不同的电晕效应量，做出不同的修改，因此它可适用于多个基于电晕效应量的起晕场强判定。相比于使用人耳和肉眼观察判定起晕，本发明提供的利用最大梯度倒推法判定起晕场强时得到的结果更加客观准确。
本发明提供的一种基于紫外光子数的起晕场强判定方法，图1示出了其具体实施步骤。
在不同电晕程度下开展导线的紫外光子数测量试验。
本发明中开展导线的电晕放电紫外光子数实验的具体流程为：
(1)：架设试验导线，选择合适的角度和距离安装好紫外检测设备。
(2)：在开展导线的电晕放电紫外光子数实验时，应在背景比较空旷且安全的区域，并且对紫外成像仪选择合适的增益。
本发明中在电晕笼上进行紫外光子数测量时，应选择背景较为空旷且较为安全的区域，所选择的区域为电晕笼端部的杆塔下方，所用的紫外成像仪在测量光子数时需确定介质对光的吸收系数和紫外成像仪的接收面积。
本发明中涉及的介质均为大气层，因此需要确定大气对光的吸收系数，即大气衰减系数。本实例中所用的方法是经验值计算法，经验值计算法主要利用当地大气能见度，结合经验值来确定大气衰减系数。
本发明中使用的紫外仪是由Ofil公司研发的Superb型便携式紫外成像设备，其各项技术参数均官方可查，查得其镜头接收面积为19mm2，显示屏光子计数区域的面积为15mm2。因此，在计算导线电晕放电点的紫外光子数时，取ΔS＝15mm2。
本实例中在开展紫外光子数试验时所采用的增益为110，为使得测试图像较为清晰，且便于试验数据测试条件的统一性。
(3)：利用紫外成像仪对不同电晕程度下的线路进行实时监测和录像。
(4)：选取稳定的观测点进行记录光子数数值。
在发明的试验中，紫外成像仪主要用于对试验线段在不同电压等级下的电晕放电情况进行观测和记录。试验的主要观测对象是导线表面电晕放电点的紫外光子数，利用紫外成像仪的光子计数功能，可以方便地对放电点的紫外光子数进行实时监测。同时，利用紫外成像仪的摄像功能，可以在每一个电压等级下对导线的电晕放电情况进行录像，便于记录和保存。试验过程中，选取放电连续、稳定的点进行观测和记录。
对每个状态下的紫外光子数测量值进行异常数据剔除。
试验测量的数据中有时会发现个别数据与其他数据差异很大(过大或过小)，这是由于实验过程中出现某种差错或者环境条件突变造成的，我们一般称为异常数据。即使是设计良好的数据采样系统，由于受现场多种不可控偶发因素的影响，通常也会包含1％～5％的随机误差，极端严重的情况下误差可达到10％～20％。
如果将混有异常数据的实验数据进行实验结果计算，会加大实验误差，甚至是歪曲实验结果，因此要将这些异常数据剔除，以符合客观事实。但同时，也不能为了得到精度更高的结果，而任意地把一些误差较大、但符合测量值随机波动性而含有正常偏差的数据剔除。对结果会产生较大影响。
在本发明中对每个状态下的紫外光子数测量值进行异常数据剔除时可使用肖维勒方法。
肖维勒准则是建立在频率p＝m/n趋近于概率
Figure BDA0002423046060000111
的前提下的(其中m是绝对值大于Zcσ的误差出现次数，P是置信概率)。
设等精度且呈正态分布的测量值为Xi，若其残差vi≥Zcσ则Xi可视为含有粗大误差，此时把读数Xi应舍弃。把可疑值舍弃后再重新计算和继续使用判别依据判断，依此类推。
在n次测量中，取不可能发生的个数为0.5，那么对正态分布而言，误差不可能出现的概率为
Figure BDA0002423046060000112
利用肖维勒系数表和等式右端的已知值n可求出肖维勒系数ωn。
本发明对剔除后的每个状态下的一系列数据进行统计分析获得统计值。
本发明中对每种状态下的紫外光子数测量值进行统计分析获得统计值包括：在进行紫外光子数实验时，由于电晕放电的不确定性，所以我们在每一个状态下记录多个数值，然后取其50％值或平均值，然后画出以导线表面场强为横坐标，紫外光子数为纵坐标的曲线图。其中50％值是首先对一组数据进行排序，如果数据的个数为奇数，中值即为中间的那个数据，如果数据的个数为偶数，那么中间的两个数据的平均值。
基于紫外光子数的统计值进行导线起晕的判定。本发明中进行起晕判定时采用的是最大梯度倒推法，图2示出其具体的流程为：
(1)：计算每个测量点处的紫外光子数梯度，并在所有测量点中找出梯度最大的测量点。
本发明中紫外光子数梯度是曲线图中以导线表面场强为横坐标，紫外光子数为纵坐标的测点的切线斜率。它的计算公式为
Figure BDA0002423046060000121
其中Ni为第i个测量点的紫外光子数，Ei为第i个测量点的导线表面场强。
由梯度最大的测量点处往前倒推，直到紫外光子数梯度达到某个足够小的值，此处即达到了起晕点Ed附近。
本发明中足够小的值需要根据实际情况来定，一般小到最大梯度的1/10。
在找到的测量点处做切线，该切线与横轴或环境干扰水平的交点即为起晕场强。
本发明中起晕场强的计算公式为：
Figure BDA0002423046060000122
在本发明中为了将起晕附近的趋势放大，我们对紫外光子数取对数，然后再利用最大梯度倒推法进行起晕场强的判定，这样得到的起晕场强的结果比较稳定。
本发明以4×300mm2和6×720mm2两种分裂导线进行紫外光子数实验，分别用最大梯度倒推法判定起晕场强为例进行说明。
图3是正极4×300mm2分裂导线在不同电晕程度下的紫外光子数对数与导线表面场强的关系，为将起晕附近的增长趋势放大，我们进行适应性修改对50％值取对数，然后再继续使用最大梯度倒推法，得出的起晕场强为19.55kV/cm。从该图中可以看出，起晕后紫外光子数50％值的对数值随电晕程度增加的趋势非常明显。
图4是负极4×300mm2分裂导线在不同电晕程度下的紫外光子数对数与导线表面场强的关系，使用最大梯度倒推法可以很明显地判断出其起晕场强为-23.10kV/cm。
图5是在电晕笼内开展了6×720mm2导线在正极电晕下的紫外光子数测试结果，对紫外光子数取对数，使用最大梯度倒推法，得出的起晕场强为15.29kV/cm。从该图中可以看出，起晕后紫外光子数50％值的对数值随电晕程度增加的趋势非常明显。
图6是6×720mm2导线在不同电压负极电晕下的紫外光子数试验结果，对紫外光子数取对数，用最大梯度倒推法可以很明显地判断出其起晕场强为-18.35kV/cm。从该图中可以看出，起晕后紫外光子数50％值的对数值随电晕程度增加的趋势非常明显。
在电晕笼内开展了6×720mm2导线在不同电压正极电晕下的紫外光子数试验结果，对紫外光子数取对数，再使用最大梯度倒推法可以很明显地判断出其起晕场强为-18.35kV/cm。
本发明提供的最大梯度倒推法已经应用于很多特高压工程的电磁环境预测中，并取得了显著的效果。例如特高压直流输电线路电磁环境参数预测研究，特高压输电线分裂导线表面电场及电晕起晕分析，基于电晕笼的特高压导线可听噪声和无线电干扰实验研究等多个特高压工程。在电磁环境计算时，利用电晕笼和线段的实验，采用了本专利的方法判断出了起晕，应用到工程计算中，相比于人耳和肉眼观察判断起晕，得出的结果更客观准确。
图7为根据本发明优选实施方式的一种基于紫外光子数对起晕场强进行判定的系统结构图。如图7所示，本发明提供一种基于紫外光子数对起晕场强进行判定的系统，系统包括：
获取单元，用于在不同电晕程度下进行导线的电晕放电紫外光子数实验，记录不同电晕程度下的紫外光子数。本发明在不同电晕程度下开展导线的紫外光子数测量试验。本发明架设试验导线，选择合适的角度和距离安装好紫外检测设备。在开展导线的电晕放电紫外光子数实验时，应在背景比较空旷且安全的区域，并且对紫外成像仪选择合适的增益。利用紫外成像仪对不同电晕程度下的线路进行实时监测和录像。选取稳定的观测点进行记录光子数数值。
第一优化单元，用于去除不同电晕程度下的紫外光子数中的异常数据。优选地，优化单元用于去除不同电晕程度下的紫外光子数中的异常数据，还用于：通过肖维勒方法去除不同电晕程度下的紫外光子数中的异常数据。本发明对每个状态下的紫外光子数测量值进行异常数据剔除时可使用肖维勒方法。
第一统计单元，用于对去除异常数据的不同电晕程度下的紫外光子数进行统计，获取紫外光子数统计结果。优选地，对去除异常数据的不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数进行统计，获取紫外光子数统计结果，还用于：记录每个电晕程度下的多个紫外光子数，获取每个电晕程度下的多个紫外光子数的平均数或多个紫外光子数的中间数，包括：将每个电晕程度下的多个紫外光子数进行排序，当每个电晕程度下的多个紫外光子数为奇数时，排序中间的紫外光子数为每个电晕程度下的多个紫外光子数的中间数；或者当每个电晕程度下的多个紫外光子数为偶数时，排序中间的两个紫外光子数的平均数为每个电晕程度下的多个紫外光子数的中间数。
本发明对剔除后的每个状态下的一系列数据进行统计分析获得统计值。本发明对每种状态下的紫外光子数测量值进行统计分析获得统计值包括：在进行紫外光子数实验时，由于电晕放电的不确定性，所以我们在每一个状态下记录多个数值，然后取其50％值或平均值，然后画出以导线表面场强为横坐标，紫外光子数为纵坐标的曲线图。本发明所用的紫外成像仪，在测量光子数时需确定介质对光的吸收系数和紫外成像仪的接收面积。本发明方法中的50％值，首先对一组数据进行排序，如果数据的个数为奇数，中值即为中间的那个数据，如果数据的个数为偶数，那么中间的两个数据的平均值即为50％值。
第一判断单元，用于基于不同电晕程度下的紫外光子数统计结果，对导线的起晕场强进行判定。
优选地，判断单元用于基于统计结果，对导线的起晕场强进行判定，包括：基于统计结果，利用最大梯度倒推法、切线法或双切线法中的一种方法对导线的起晕场强进行判定。优选地，基于统计结果，利用最大梯度倒推法对导线的起晕场强进行判定，包括：绘制导线表面场强为横坐标，紫外光子数统计结果为纵坐标的曲线图；计算导线每个测量点的紫外光子数梯度，并在导线的所有测量点中找出梯度最大的测量点；按照所有测量点的梯度从小至大对所有测量点进行排序，将梯度最大的测量点按照排序向前一个测量点倒推，直至测量点的梯度小于预设的阈值时停止倒推，将停止倒推时的测量点设置为临近起晕点附近测量点；对曲线图上的临近起晕点附近测量点做切线，切线与曲线图横轴或环境干扰水平的交点即为起晕场强。环境干扰水平是指当导线电压为0时仪器的测量值水平，即背景值。优选地，紫外光子数梯度为曲线图上测量点的切线斜率。
本发明基于紫外光子数的统计值进行导线起晕的判定。本发明的起晕场强判定方法，可采用最大梯度倒推法，也可采用切线法或双切线法。其中最大梯度倒推法包括：
计算每个测量点处的紫外光子数梯度，并在所有测量点中找出梯度最大的测量点。
由梯度最大的测量点处往前倒推，直到紫外光子数梯度达到某个足够小的值，此处即达到了起晕点Ed附近。
在找到的梯度最大的测量点处做切线，该切线与横轴或环境干扰水平的交点即为起晕场强。
或者另一选择是采用紫外光子数的梯度不变或减小的点作为起晕场强附近的测点。
本发明紫外光子数梯度是曲线图中以导线表面场强为横坐标，紫外光子数为纵坐标的测点的切线斜率。
本发明中所述的紫外光子数梯度的计算公式为：
Figure BDA0002423046060000161
其中N_i为第i个测量点的紫外光子数，E_i为第i个测量点的导线表面场强。
本发明中起晕场强的计算公式为：
Figure BDA0002423046060000162
优选地，系统还包括：
转换单元，用于对不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数取对数，获取不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数对数；
第二优化单元，用于去除不同电晕程度下的紫外光子数对数中的异常数据；
第二统计单元，用于对去除异常数据的不同电晕程度下的紫外光子数对数进行统计，获取紫外光子数对数统计结果；
第二判断单元，用于基于不同电晕程度下的紫外光子数对数统计结果，利用最大梯度倒推法对导线的起晕场强进行判定。
本申请对紫外光子数取对数，然后再使用最大梯度倒推法进行起晕场强的判定，得出的起晕场强比较稳定。
本发明提供的一种基于紫外光子数测试数据的起晕场强判定方法，利用最大梯度倒推法可以解决紫外光子数随导线表面场强的变化规律不是线性关系或很难转变为线性关系的难题。本发明提供的一种基于紫外光子数测试数据的起晕场强判定方法，最大梯度倒推法根据不同的电晕效应量，做出不同的修改，因此它可适用于多个基于电晕效应量的起晕场强判定。相比于使用人耳和肉眼观察判定起晕，本发明提供的利用最大梯度倒推法判定起晕场强时得到的结果更加客观准确。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (12)

1.一种基于紫外光子数对起晕场强进行判定的方法，所述方法包括：
在不同电晕程度下进行导线的电晕放电紫外光子数实验，记录不同电晕程度下的紫外光子数；
去除不同电晕程度下的紫外光子数中的异常数据；
对去除异常数据的不同电晕程度下的紫外光子数进行统计，获取紫外光子数统计结果；
基于不同电晕程度下的紫外光子数统计结果，对导线的起晕场强进行判定；其中，采用最大梯度倒推法对导线的起晕场强进行判定，包括：绘制导线表面场强为横坐标，紫外光子数统计结果为纵坐标的曲线图；
计算导线每个测量点的紫外光子数梯度，并在导线的所有测量点中找出梯度最大的测量点；
按照所有测量点的梯度从小至大对所有测量点进行排序，将所述梯度最大的测量点按照排序向前一个测量点倒推，直至测量点的梯度小于预设的阈值时停止倒推，将停止倒推时的测量点设置为临近起晕点附近测量点；
对所述曲线图上的临近起晕点附近测量点做切线，所述切线与所述曲线图横轴或环境干扰水平的交点即为起晕场强。
2.根据权利要求1所述的方法，所述去除不同电晕程度下的紫外光子数中的异常数据，包括：
通过肖维勒方法去除不同电晕程度下的紫外光子数中的异常数据。
3.根据权利要求1所述的方法，所述对去除异常数据的不同电晕程度下的紫外光子数进行统计，获取紫外光子数统计结果包括：
记录每个电晕程度下的多个紫外光子数，获取每个电晕程度下的多个紫外光子数的平均数或多个紫外光子数的中间数，包括：
将每个电晕程度下的多个紫外光子数进行排序，当每个电晕程度下的多个紫外光子数为奇数时，排序中间的紫外光子数为每个电晕程度下的多个紫外光子数的中间数；或者
当每个电晕程度下的多个紫外光子数为偶数时，排序中间的两个紫外光子数的平均数为每个电晕程度下的多个紫外光子数的中间数。
4.根据权利要求1所述的方法，所述基于所述统计结果，对导线的起晕场强进行判定，包括：
基于所述统计结果，除最大梯度倒推法外，还采用切线法或双切线法对导线的起晕场强进行判定。
5.根据权利要求1所述的方法，所述紫外光子数梯度为所述曲线图上测量点的切线斜率。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
对不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数取对数，获取不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数对数；
去除不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数对数中的异常数据；
对去除异常数据的不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数对数进行统计，获取紫外光子数对数统计结果；
基于不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数对数统计结果，利用最大梯度倒推法对导线的起晕场强进行判定。
7.一种基于紫外光子数对起晕场强进行判定的系统，所述系统包括：
获取单元，用于在不同电晕程度下进行导线的电晕放电紫外光子数实验，记录不同电晕程度下的紫外光子数；
第一优化单元，用于去除不同电晕程度下的紫外光子数中的异常数据；
第一统计单元，用于对去除异常数据的不同电晕程度下的紫外光子数进行统计，获取紫外光子数统计结果；
第一判断单元，用于基于不同电晕程度下的紫外光子数统计结果，对导线的起晕场强进行判定；其中，采用最大梯度倒推法对导线的起晕场强进行判定，包括：绘制导线表面场强为横坐标，紫外光子数统计结果为纵坐标的曲线图；
计算导线每个测量点的紫外光子数梯度，并在导线的所有测量点中找出梯度最大的测量点；
按照所有测量点的梯度从小至大对所有测量点进行排序，将所述梯度最大的测量点按照排序向前一个测量点倒推，直至测量点的梯度小于预设的阈值时停止倒推，将停止倒推时的测量点设置为临近起晕点附近测量点；
对所述曲线图上的临近起晕点附近测量点做切线，所述切线与所述曲线图横轴或环境干扰水平的交点即为起晕场强。
8.根据权利要求7所述的系统，所述优化单元用于去除不同电晕程度下的紫外光子数中的异常数据，还用于：
通过肖维勒方法去除不同电晕程度下的紫外光子数中的异常数据。
9.根据权利要求7所述的系统，所述对去除异常数据的不同电晕程度下的紫外光子数进行统计，获取紫外光子数统计结果，还用于：
记录每个电晕程度下的多个紫外光子数，获取每个电晕程度下的多个紫外光子数的平均数或多个紫外光子数的中间数，包括：
将每个电晕程度下的多个紫外光子数进行排序，当每个电晕程度下的多个紫外光子数为奇数时，排序中间的紫外光子数为每个电晕程度下的多个紫外光子数的中间数；或者
当每个电晕程度下的多个紫外光子数为偶数时，排序中间的两个紫外光子数的平均数为每个电晕程度下的多个紫外光子数的中间数。
10.根据权利要求7所述的系统，所述判断单元用于基于所述统计结果，对导线的起晕场强进行判定，包括：
基于所述统计结果，除最大梯度倒推法外，还采用切线法或双切线法对导线的起晕场强进行判定。
11.根据权利要求7所述的系统，所述紫外光子数梯度为所述曲线图上测量点的切线斜率。
12.根据权利要求7所述的系统，还包括：
转换单元，用于对不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数取对数，获取不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数对数；
第二优化单元，用于去除不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数对数中的异常数据；
第二统计单元，用于对去除异常数据的不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数对数进行统计，获取紫外光子数对数统计结果；
第二判断单元，用于基于不同电晕程度下多个测量点的紫外光子数对数统计结果，利用最大梯度倒推法对导线的起晕场强进行判定。
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