CN111754102A - 一种用于确定配电电缆设备运行质量的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于确定配电电缆设备运行质量的方法及系统，属于电缆线路移动巡检技术领域。本发明方法，包括：对配电电缆设备的基本信息进行测量，并确定基本信息的运行指标；根据运行指标，确定配电电缆设备的运行指数，并根据运行指数及运行性能权重确定配电电缆设备的运行性能指数；获取配电电缆设备的运行稳定性指数；根据运行性能指数和运行稳定性指数，确定配电电缆设备的运行质量指数，以预设的指数分级，对运行质量指数进行判断，确定配电电缆设备的运行质量。本发明主要解决了无法掌握设备整体老化与劣化特征规律，无法有效利用配电电缆线路的运行情况反馈设备质量的评估的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电缆线路移动巡检技术领域，并且更具体地，涉及一种用于确定配电电缆设备运行质量的方法及系统。
背景技术
由于配网电缆及附件制造工艺相对简单，新入网配网电缆及附件供应商数量快速增长，但部分供应商存在不按标准生产、设备不符合技术规范、存在家族性缺陷等突出问题。
现阶段多以型式试验及到货抽检为主，不仅缺乏对配网电缆及附件材料性能、结构机械性能的检测手段，亦无法在短暂的试验考核中检出配电电缆及附件在材料合格性、结构合理性以及质量稳定性等维度的潜伏性缺陷隐患，然而由于缺乏了系统的配网电缆设备运行模拟与性能评价手段，片面的研究单一材料老化特性或开展单一状态检测技术研究，无法掌握设备整体老化与劣化特征规律，无法有效利用配电电缆线路的运行情况反馈设备质量的评估。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种用于确定配电电缆设备运行质量的方法，包括：
对配电电缆设备的基本信息进行测量，并确定基本信息的运行指标；
根据运行指标，确定配电电缆设备的运行指数，并根据运行指数及运行性能权重确定配电电缆设备的运行性能指数；
获取配电电缆设备的运行稳定性指数；
根据运行性能指数和运行稳定性指数，确定配电电缆设备的运行质量指数，以预设的指数分级，对运行质量指数进行判断，确定配电电缆设备的运行质量。
可选的，基本信息，包括：
绝缘厚度、微孔杂质个数、半导电层电阻率、局部放电电压、介质损耗值、绝缘耐压强度、绝缘电阻、绝缘热延伸度、绝缘抗张强度和外部环境子因素；
外部环境子因素，包括：温度因素、湿度因素、机械损伤及变形因素和白蚁鼠害因素。
可选的，运行指数，包括：
绝缘层电性能指数、绝缘层物理性能指数、绝缘层物理性能指数、半导电层性能指数和外部因素指数。
可选的，运行稳定指数，根据对历史配电电缆设备的运行起始时间、异常时间和故障时间，进行数据拟合获取。
可选的，预设的指数分级，包括五个等级。
本发明还提出了一种用于确定配电电缆设备运行质量的系统，包括：
测量模块，对配电电缆设备的基本信息进行测量，并确定基本信息的运行指标；
计算模块，根据运行指标，确定配电电缆设备的运行指数，并根据运行指数及运行性能权重确定配电电缆设备的运行性能指数；
采集模块，获取配电电缆设备的运行稳定性指数；
分级模块，根据运行性能指数和运行稳定性指数，确定配电电缆设备的运行质量指数，以预设的指数分级，对运行质量指数进行判断，确定配电电缆设备的运行质量。
可选的，基本信息，包括：
绝缘厚度、微孔杂质个数、半导电层电阻率、局部放电电压、介质损耗值、绝缘耐压强度、绝缘电阻、绝缘热延伸度、绝缘抗张强度和外部环境子因素；
外部环境子因素，包括：温度因素、湿度因素、机械损伤及变形因素和白蚁鼠害因素。
可选的，运行指数，包括：
绝缘层电性能指数、绝缘层物理性能指数、绝缘层物理性能指数、半导电层性能指数和外部因素指数。
可选的，运行稳定指数，根据对历史配电电缆设备的运行起始时间、异常时间和故障时间，进行数据拟合获取。
可选的，预设的指数分级，包括五个等级。
本发明主要解决了现有技术中，片面的研究单一材料老化特性或开展单一状态检测技术研究，无法掌握设备整体老化与劣化特征规律，无法有效利用配电电缆线路的运行情况反馈设备质量的评估的问题。
附图说明
图1为本发明一种用于确定配电电缆设备运行质量的方法流程图；
图2为本发明一种用于确定配电电缆设备运行质量的系统结构图。
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。
本发明提出了一种用于确定配电电缆设备运行质量的方法，如图1所示，包括：
对配电电缆设备的基本信息进行测量，并确定基本信息的运行指标；
根据运行指标，确定配电电缆设备的运行指数，并根据运行指数及运行性能权重确定配电电缆设备的运行性能指数；
获取配电电缆设备的运行稳定性指数；
根据运行性能指数和运行稳定性指数，确定配电电缆设备的运行质量指数，以预设的指数分级，对运行质量指数进行判断，确定配电电缆设备的运行质量。
其中，基本信息，包括：
绝缘厚度、微孔杂质个数、半导电层电阻率、局部放电电压、介质损耗值、绝缘耐压强度、绝缘电阻、绝缘热延伸度、绝缘抗张强度和外部环境子因素；
外部环境子因素，包括：温度因素、湿度因素、机械损伤及变形因素和白蚁鼠害因素。
其中，运行指数，包括：
绝缘层电性能指数、绝缘层物理性能指数、绝缘层物理性能指数、半导电层性能指数和外部因素指数。
其中，运行稳定指数，根据对历史配电电缆设备的运行起始时间、异常时间和故障时间，进行数据拟合获取。
其中，预设的指数分级，包括五个等级。
下面结合实施例对本发明进行进一步说明：
对配电电缆设备的基本信息进行测量，并确定基本信息的运行指标；
绝缘厚度检测及其指标计算：
测量的电缆的标准绝缘厚度tmin，设所测得某样品电缆i绝缘厚度平均值为t，最大值为tmax，则绝缘厚度指标：
微孔杂质测定检测及其指标计算：
设测得的电缆i中大于76μm的微孔有a1个，大于51μm小于等于76μm的微孔数在每10个中有a2个；成品电缆绝缘中大于178μm的杂质及焦烧有b1个，大于51μm小于等于178μm的杂质及焦烧在每10中有b2个，则微孔杂质指标可计算为：
半导电层电阻率测量及其指标计算：
设所测得导体屏蔽层电阻率平均值为ρi，最小值为ρimin；绝缘屏蔽层电阻率平均值为ρo，最小值为ρomin，导体屏蔽电阻率ρimax＝1000Ω·m；绝缘屏蔽电阻率ρomax＝500Ω·m则屏蔽电阻率指标：
局部放电检测及其指标计算：
试验应在成盘电缆上进行试验电压上升到3U0后保持10s然后缓慢地降到2.5U0，在2.5U0电压下电缆的放电量应不大于10pC，否则电缆试样不通过试验，局部放电指标计算方法如下，其中q为检出的视在放电量：
介质损耗检测及其指标计算：
新电缆1.0U0下介损值偏差(TDTS)＜0.1×10-3、2.0U0与1.0U0超低频介损平均值的差值(DTD)＜0.8×10-3，1.0U0下介损平均值(TD)＜1.0×10-3，投入运行电缆1.0U0下介损值偏差(TDTS)＜0.5×10-3、0.5U0与1.5U0超低频介损平均值的差值(DTD)＜80×10-3、1.0U0下介损平均值(TD)＜50×10-3，指标计算
介质损耗指标计算方法如下：
绝缘耐压强度检测及其指标计算：
电缆运行性能的平均击穿场强判据：当电缆绝缘的平均击穿场强高于55kV/mm时，可以认为电缆绝缘未老化，当平均击穿场强低于45kV/mm时电缆已出现老化趋势；当平均击穿场强低于25kV/mm时电缆已处于严重老化阶段，设所测得某样本电缆i击穿电压值为u，击穿电压指标归一化值为U，则根据以上判据，建立击穿强度指标计算方法如下：
绝缘电阻测量及其指标计算：
查询被试XLPE电缆试样的出厂标准，得绝缘电阻标准值Rmax，设测得的某电缆试样i的绝缘电阻值平均值为R，最大值和最小值分别为Rmax和Rmin，则绝缘电阻指标计算为
绝缘热延伸检测及其指标计算：
设所测得某电缆试样i冷却后最大伸长率为a％，冷却后最大伸长率指标归一化值为A，则根据以上判据，建立冷却后最大伸长率指标计算方法如下：
绝缘抗张强度检测及其指标计算：
电缆绝缘的断裂伸长率判据为：
当断裂伸长率大于800％时可认为电缆未发生老化，当断裂伸长率小于780％时，电缆绝缘开始老化，当断裂伸长率小于700％时，电缆绝缘则明显老化，设所测得某样本电缆i断裂伸长率为e％，断裂伸长率指标归一化值为E，则根据以上判据，建立断裂伸长率指标计算方法如下：
外部环境子因素及其指标计算：
选取温度指数、湿度、机械损伤及变形和生物损伤状况作为影响XLPE电缆运行性能的外部环境因素的四个子参量，其各自的含义及评价理论如下：
(a)温度状况
电缆运行时正常输电产生的热量、辐射环境温度以及散热因素导致的温度升高对电缆绝缘产生影响，在夏季用电高峰期，对电缆最大负荷时段(如连续4小时)内的电缆表面温度进行测量，每半小时测量一次，计算每一测试电缆样本i(i＝0，1，2，。。。)的表面温度平均值ti，统计所测电缆表面温度中的最大、最小温度值tmax、tmin，温度指数赋值如表1所示：
表1
(b)湿度状况
电缆敷设环境的湿度情况用电缆所处地区的降水量进行评价，在试样电缆i(i＝0，1，2，。。。)所在地区降水最集中的时节，对连续降水的数日内的日(24小时)降水量进行记录，并计算日平均降水量ai，统计所有试样电缆对应日均降水量的最大值、最小值为amax、amin，湿度指数赋值如表2所示：
表2
(c)机械损伤及变形
对因外伤、冲击、挤压等导致的机械损伤、变形状况进行评价时，利用微孔杂质测定试验中的工具，对试样电缆绝缘i(i＝0，1，2，。。。)表面进行微观检测，测量计算得到所有发生机械损伤及变形受损面积和，得出机械损伤及变形受损面积占该电缆绝缘段表面积的比例si，并按表3进行指标赋值。统计所有试样电缆对应虫害面积比例的最大值、最小值为smax、smin。测量其因外伤、冲击、挤压等造成的损伤面积，测量绝缘表面下陷最大深度值赋予指标值：
表3
(d)白蚁鼠害
对因生物的吞食、成孔等造成的电缆损伤，如蚁害、虫害损伤进行评价时，利用微孔杂质测定试验中的工具，对试样电缆绝缘i(i＝0，1，2，。。。)表面进行微观检测，测量计算得到所有发生生物损害的电缆面积和，得出生物损害受损面积占该电缆绝缘表面积的比例si，并按表4进行指标赋值，统计所有试样电缆对应虫害面积比例的最大值、最小值为smax、smin；
表4
(2)配电电缆设备运行性能指数计算
绝缘层电性能指数＝0.2583×u11+0.1047×u12+0.8240×u13+0.6370×u14
绝缘层物理性能＝0.4444×u21+0.4444×u22+0.1112×u23
绝缘层物理性能＝0.5×u31+0.5×u32
半导电层性能指数＝0.125×(u41+u42)+0.375×(u43+u44)
外部因素指数＝0.4027×u51+0.4027×u52+0.1382×u53+0.0564×u54
运行性能指数U＝0.5416×u1+0.2016×u2+0.1272×u3+0.0790×u4+0.0506×u5；
权重系数如表5所示：
表5
其中u11根据公式7计算得出，u12根据公式4计算得出，u13根据公式5计算得出，u14根据公式6计算得出，u21、u22根据公式2计算得出，u23根据公式1计算得出，u31根据公式8计算得出，u32根据公式9计算，u41、u42根据公式3计算得出，u43根据式2计算得出，u44根据式1计算得出，u51、u52、u53、u54根据表1-4计算得出。
配电电缆运行稳定性指数计算，统计同类设备(同类型、同厂家或同型号或同批次，视分析需求而定)自投运起始自运行状态改编为关注、异常至故障的时间分别即为t1i、t2i、t3i，分别采用weibull分布模型对上述样本时间进行拟合，找到上述事件中位数分别极为t1、t2、t3。计算方法为：T1＝1+(t1i-t1)/t1；T2＝1+(t2i-t2)/t2；T3＝1+(t3i-t3)/t3；T＝T1*T2*T3。
配电电缆运行质量指数计算方法为，I＝U*T，判据可根据收集样本的相对排序进行计算，参考表6进行判断：
表6
本发明还提出了一种用于确定配电电缆设备运行质量的系统200，如图2所示，包括：
测量模块201，对配电电缆设备的基本信息进行测量，并确定基本信息的运行指标；
计算模块202，根据运行指标，确定配电电缆设备的运行指数，并根据运行指数及运行性能权重确定配电电缆设备的运行性能指数；
采集模块203，获取配电电缆设备的运行稳定性指数；
分级模块204，根据运行性能指数和运行稳定性指数，确定配电电缆设备的运行质量指数，以预设的指数分级，对运行质量指数进行判断，确定配电电缆设备的运行质量。
其中，基本信息，包括：
绝缘厚度、微孔杂质个数、半导电层电阻率、局部放电电压、介质损耗值、绝缘耐压强度、绝缘电阻、绝缘热延伸度、绝缘抗张强度和外部环境子因素；
外部环境子因素，包括：温度因素、湿度因素、机械损伤及变形因素和白蚁鼠害因素。
其中，运行指数，包括：
绝缘层电性能指数、绝缘层物理性能指数、绝缘层物理性能指数、半导电层性能指数和外部因素指数。
其中，运行稳定指数，根据对历史配电电缆设备的运行起始时间、异常时间和故障时间，进行数据拟合获取。
其中，预设的指数分级，包括五个等级。
本发明主要解决了现有技术中，片面的研究单一材料老化特性或开展单一状态检测技术研究，无法掌握设备整体老化与劣化特征规律，无法有效利用配电电缆线路的运行情况反馈设备质量的评估的问题。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种用于确定配电电缆设备运行质量的方法，所述方法包括：
对配电电缆设备的基本信息进行测量，并确定基本信息的运行指标；
根据运行指标，确定配电电缆设备的运行指数，并根据运行指数及运行性能权重确定配电电缆设备的运行性能指数；
获取配电电缆设备的运行稳定性指数；
根据运行性能指数和运行稳定性指数，确定配电电缆设备的运行质量指数，以预设的指数分级，对运行质量指数进行判断，确定配电电缆设备的运行质量。
2.根据权利要求1所述的方法，所述基本信息，包括：
绝缘厚度、微孔杂质个数、半导电层电阻率、局部放电电压、介质损耗值、绝缘耐压强度、绝缘电阻、绝缘热延伸度、绝缘抗张强度和外部环境子因素；
所述外部环境子因素，包括：温度因素、湿度因素、机械损伤及变形因素和白蚁鼠害因素。
3.根据权利要求1所述的方法，所述运行指数，包括：
绝缘层电性能指数、绝缘层物理性能指数、绝缘层物理性能指数、半导电层性能指数和外部因素指数。
4.根据权利要求1所述的方法，所述运行稳定指数，根据对历史配电电缆设备的运行起始时间、异常时间和故障时间，进行数据拟合获取。
5.根据权利要求1所述的方法，所述预设的指数分级，包括五个等级。
6.一种用于确定配电电缆设备运行质量的系统，所述系统包括：
测量模块，对配电电缆设备的基本信息进行测量，并确定基本信息的运行指标；
计算模块，根据运行指标，确定配电电缆设备的运行指数，并根据运行指数及运行性能权重确定配电电缆设备的运行性能指数；
采集模块，获取配电电缆设备的运行稳定性指数；
分级模块，根据运行性能指数和运行稳定性指数，确定配电电缆设备的运行质量指数，以预设的指数分级，对运行质量指数进行判断，确定配电电缆设备的运行质量。
7.根据权利要求6所述的系统，所述基本信息，包括：
绝缘厚度、微孔杂质个数、半导电层电阻率、局部放电电压、介质损耗值、绝缘耐压强度、绝缘电阻、绝缘热延伸度、绝缘抗张强度和外部环境子因素；
所述外部环境子因素，包括：温度因素、湿度因素、机械损伤及变形因素和白蚁鼠害因素。
8.根据权利要求6所述的系统，所述运行指数，包括：
绝缘层电性能指数、绝缘层物理性能指数、绝缘层物理性能指数、半导电层性能指数和外部因素指数。
9.根据权利要求6所述的系统，所述运行稳定指数，根据对历史配电电缆设备的运行起始时间、异常时间和故障时间，进行数据拟合获取。
10.根据权利要求6所述的系统，所述预设的指数分级，包括五个等级。
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|---|---|---|---|
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2020
- 2020-06-22 CN CN202010574257.3A patent/CN111754102A/zh active Pending
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