CN114088573A - 一种高压电缆绝缘破损检测方法、系统及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压电缆绝缘破损检测方法、系统及介质，本发明高压电缆绝缘破损检测方法包括在往被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入气体并保持该空腔处于密封状态后，定时检测密封的空腔中的气体压力，若气体压力检测值低于第一预设阈值，则判定被检测高压电缆的发生绝缘破损。本发明利用高压电缆的空腔的气体压力检测可准确了解高压电缆绝缘破损状态，从而可实现高压电缆绝缘破损监测，人力消耗少，适用于电缆沟或通廊以及直埋下不可见的高压电缆，而且检测准确度高，不容易发生漏检。

Description

一种高压电缆绝缘破损检测方法、系统及介质
技术领域
本发明涉及高压电缆检测技术，具体涉及一种高压电缆绝缘破损检测方法、系统及介质。
背景技术
电力电缆是城市供电的核心电力设备。目前，高压电缆一般为采用以电缆沟或通廊敷设为主，也有部分是直埋的。高压电缆在敷设时，由于施工不当等，容易导致绝缘破损。此外，高压电缆与架空输电线路不同，由于敷设在地下，容易发生被盗，偷盗电缆者会将高压电缆割开外皮，导致绝缘破损。高压电缆绝缘破损会影响高压电缆的可靠性，容易导致发生输电事故以及安全事故。而传统对于高压电缆绝缘破损的检测，主要以人工巡检为主，但是人工巡检会存在下述问题：其一，人工巡检效率低下；其二，人工巡检对于电缆沟或通廊以及直埋下不可见的高压电缆的绝缘破损难以发现。其三，人工巡检的可靠性不好，容易发生漏检。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种高压电缆绝缘破损检测方法、系统及介质，本发明利用高压电缆的空腔的气体压力检测可准确了解高压电缆绝缘破损状态，从而可实现高压电缆绝缘破损监测，人力消耗少，适用于电缆沟或通廊以及直埋下不可见的高压电缆，而且检测准确度高，不容易发生漏检。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种高压电缆绝缘破损检测方法，包括：在往被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入气体并保持该空腔处于密封状态后，定时检测密封的空腔中的气体压力，若气体压力检测值低于第一预设阈值，则判定被检测高压电缆的发生绝缘破损。
可选地，所述定时检测密封的空腔中的气体压力时，还包括在气体压力检测值低于第二预设阈值时再次往空腔中注入气体的步骤，所述第二预设阈值大于第一预设阈值且小于空腔注入空气时的初始压力。
可选地，所述定时检测密封的空腔中的气体压力时，还包括在气体压力检测值大于第三预设阈值时将空腔中的气体排出的步骤，所述第三预设阈值大于空腔注入空气时的初始压力。
可选地，所述往被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入气体包括：针对被检测高压电缆两端的将缓冲层、金属护套之间的空腔与外部连通的通道，通过其中一个通道注入的气体、另一个通道排出空腔中原有的气体；在将空腔中原有的气体排尽后，将排出气体的通道密封，并持续注入气体，在空腔的压力等于预设的初始压力时将注入气体的通道密封。
可选地，所述往被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入气体时，注入的气体为阻燃气体。
可选地，所述阻燃气体是指氮气，所述将空腔中原有的气体排尽是指排出气体的通道处的氮气浓度大于或等于设定值，若排出气体的通道处的氮气浓度小于设定值且注入气体时间超过设定值，则判定气体注入发生故障，报错并退出。
可选地，所述判定被检测高压电缆的发生绝缘破损之后，还包括再次往空腔中注入气体，使得气体沿着被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔通过电缆绝缘破损处排出以对可能存在的导致电缆绝缘破损的火灾或者电缆绝缘破损导致的火灾灭火；且所述再次往空腔中注入气体，使得气体沿着被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔通过电缆绝缘破损处排出时，往空腔中注入气体的压力大于初始往被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入气体时的压力。
可选地，所述再次往空腔中注入气体时，还包括检测被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的两端的压力差以及注入气体的气流速度差，将压力差和气流速度差两者输入预先训练好的机器学习模型，从而获得被检测高压电缆的发生绝缘破损的位置与往空腔中注入阻燃气体的位置之间的距离，所述机器学习模型被预先训练建立了作为输入的压力差和气流速度差、作为输出的被检测高压电缆的发生绝缘破损的位置与高压电缆的整体长度之间的比例之间的映射关系。
此外，本发明还提供一种高压电缆绝缘破损检测系统，包括相互连接的微处理器和存储器，该微处理器被编程或配置以执行所述高压电缆绝缘破损检测方法的步骤。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行所述高压电缆绝缘破损检测方法的计算机程序。
和现有技术相比，本发明具有下述优点：本发明高压电缆绝缘破损检测方法包括在往被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入气体并保持该空腔处于密封状态后，定时检测密封的空腔中的气体压力，若气体压力检测值低于第一预设阈值，则判定被检测高压电缆的发生绝缘破损。本发明利用高压电缆的空腔的气体压力检测可准确了解高压电缆绝缘破损状态，从而可实现高压电缆绝缘破损监测，人力消耗少，适用于电缆沟或通廊以及直埋下不可见的高压电缆，而且检测准确度高，不容易发生漏检。
附图说明
图1为本发明实施例方法的基本流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例高压电缆绝缘破损检测方法包括：在往被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入气体并保持该空腔处于密封状态后，定时检测密封的空腔中的气体压力，若气体压力检测值低于第一预设阈值，则判定被检测高压电缆的发生绝缘破损。由于高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔为封闭结构，在高压电缆绝缘破损时，会导致其中的气体发生泄漏，从而通过定时检测密封的空腔中的气体压力，若气体压力检测值低于第一预设阈值则判定被检测高压电缆的发生绝缘破损，可准确了解高压电缆绝缘破损状态，从而可实现高压电缆绝缘破损监测，人力消耗少，适用于电缆沟或通廊以及直埋下不可见的高压电缆，而且检测准确度高，不容易发生漏检。
此外，考虑到高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔可能会存在微小的泄漏问题，为了提高在高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔存在微小泄漏的情况下对高压电缆绝缘破损状态检测的可靠性和准确性，本实施例中在定时检测密封的空腔中的气体压力时，还包括在气体压力检测值低于第二预设阈值时再次往空腔中注入气体的步骤，第二预设阈值大于第一预设阈值且小于空腔注入空气时的初始压力，以提高在高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔存在微小泄漏的情况下对高压电缆绝缘破损状态检测的可靠性和准确性。
此外，考虑到高压电缆内部结构在使用过程中可能会缓释出气体，该气体会进入高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔引起压力升高，压力升高一方面可能会影响高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔密封结构的可靠性，另一方面还会造成高压电缆的附件偏移。为了解决上述技术问题，本实施例中定时检测密封的空腔中的气体压力时，还包括在气体压力检测值大于第三预设阈值时将空腔中的气体排出的步骤，所述第三预设阈值大于空腔注入空气时的初始压力，通过及时排气，可防止高压电缆内部结构在使用过程中缓释出的气体引起空腔压力升高，确保空腔密封结构的可靠性，防止高压电缆的附件偏移。
由于高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔为不规则腔体结构，而且有效面积小，为了确保可在高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入气体，提升高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入气体的效率，本实施例往被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入气体包括：针对被检测高压电缆两端的将缓冲层、金属护套之间的空腔与外部连通的通道，通过其中一个通道注入的气体、另一个通道排出空腔中原有的气体；在将空腔中原有的气体排尽后，将排出气体的通道密封，并持续注入气体，在空腔的压力等于预设的初始压力时将注入气体的通道密封。通过一充一排，排完继续充，可确保空腔的压力等于预设的初始压力，满足基于压力检测高压电缆绝缘破损检测的要求。
考虑到高压电缆绝缘破损可能会引起放电进而引起火灾，以及火灾也会引起高压电缆绝缘破损，为了减少火灾引起的损失以及对高压电缆的进一步损坏，本实施例中，往被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入气体时，注入的气体为阻燃气体。
本实施例中，阻燃气体是指氮气，具有成本低廉、无毒环保的优点。
本实施例中，将空腔中原有的气体排尽是指排出气体的通道处的氮气浓度大于或等于设定值，若排出气体的通道处的氮气浓度小于设定值且注入气体时间超过设定值，则判定气体注入发生故障，报错并退出。通过氮气浓度、注入气体时间的双重结合，可提升在高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入气体的可靠性，可及时发现设备故障或密封故障。
考虑到高压电缆绝缘破损可能会引起放电进而引起火灾，以及火灾也会引起高压电缆绝缘破损，为了减少火灾引起的损失以及对高压电缆的进一步损坏，本实施例中，判定被检测高压电缆的发生绝缘破损之后，还包括再次往空腔中注入气体，使得气体沿着被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔通过电缆绝缘破损处排出以对可能存在的导致电缆绝缘破损的火灾或者电缆绝缘破损导致的火灾灭火；此外，考虑到缓冲层、金属护套之间的空腔有效面积较小的问题，为了提升灭火效果，在再次往空腔中注入气体，使得气体沿着被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔通过电缆绝缘破损处排出时，往空腔中注入气体的压力大于初始往被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入气体时的压力。此外，往空腔中注入气体的压力还应当考虑高压电缆的承受性能，以不损坏高压电缆、尽量不导致高压电缆的附件偏移为准。
此外，由于高压电缆长度较长，为了实现对高压电缆绝缘破损的位置定位，本实施例中再次往空腔中注入气体时，还包括检测被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的两端的压力差以及注入气体的气流速度差，将压力差和气流速度差两者输入预先训练好的机器学习模型，从而获得被检测高压电缆的发生绝缘破损的位置与往空腔中注入阻燃气体的位置之间的距离，所述机器学习模型被预先训练建立了作为输入的压力差和气流速度差、作为输出的被检测高压电缆的发生绝缘破损的位置与高压电缆的整体长度之间的比例之间的映射关系。经过试验发现，发生高压电缆绝缘破损时，不同高压电缆绝缘破损位置会对于两端的压力差以及注入气体的气流速度差之间存在内在关联。考虑到数学建模的复杂度，本实施例采用了机器学习模型来实现作为输入的压力差和气流速度差、作为输出的被检测高压电缆的发生绝缘破损的位置与高压电缆的整体长度之间的比例之间的映射，能够从工程的角度快速实现对高压电缆绝缘破损的位置定位。
本实施例中，机器学习模型具体采用三层结构的经典BP神经网络模型，分别包括输入层、隐含层和输出层，输入层为两个节点，分别用于输入压力差和气流速度差，输出层则直接输出被检测高压电缆的发生绝缘破损的位置与高压电缆的整体长度之间的比例。在训练时，需要通过实验获得输入、输出数据对作为训练集和测试集，通过训练集训练三层结构的经典BP神经网络模型的网络参数，在训练后使用测试集测试检测准确度，若准确度满足要求，则结束训练，否则继续通过训练集训练三层结构的经典BP神经网络模型的网络参数。
此外，本实施例还提供一种高压电缆绝缘破损检测系统，包括相互连接的微处理器和存储器，该微处理器被编程或配置以执行前述高压电缆绝缘破损检测方法的步骤。
此外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行前述高压电缆绝缘破损检测方法的计算机程序。
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读存储介质(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。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高压电缆绝缘破损检测方法，其特征在于包括：在往被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入气体并保持该空腔处于密封状态后，定时检测密封的空腔中的气体压力，若气体压力检测值低于第一预设阈值，则判定被检测高压电缆的发生绝缘破损。
2.根据权利要求1所述的高压电缆绝缘破损检测方法，其特征在于：所述定时检测密封的空腔中的气体压力时，还包括在气体压力检测值低于第二预设阈值时再次往空腔中注入气体的步骤，所述第二预设阈值大于第一预设阈值且小于空腔注入空气时的初始压力。
3.根据权利要求1所述的高压电缆绝缘破损检测方法，其特征在于：所述定时检测密封的空腔中的气体压力时，还包括在气体压力检测值大于第三预设阈值时将空腔中的气体排出的步骤，所述第三预设阈值大于空腔注入空气时的初始压力。
4.根据权利要求1所述的高压电缆绝缘破损检测方法，其特征在于：所述往被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入气体包括：针对被检测高压电缆两端的将缓冲层、金属护套之间的空腔与外部连通的通道，通过其中一个通道注入的气体、另一个通道排出空腔中原有的气体；在将空腔中原有的气体排尽后，将排出气体的通道密封，并持续注入气体，在空腔的压力等于预设的初始压力时将注入气体的通道密封。
5.根据权利要求4所述的高压电缆绝缘破损检测方法，其特征在于：所述往被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入气体时，注入的气体为阻燃气体。
6.根据权利要求5所述的高压电缆绝缘破损检测方法，其特征在于：所述阻燃气体是指氮气，所述将空腔中原有的气体排尽是指排出气体的通道处的氮气浓度大于或等于设定值，若排出气体的通道处的氮气浓度小于设定值且注入气体时间超过设定值，则判定气体注入发生故障，报错并退出。
7.根据权利要求6所述的高压电缆绝缘破损检测方法，其特征在于：所述判定被检测高压电缆的发生绝缘破损之后，还包括再次往空腔中注入气体，使得气体沿着被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔通过电缆绝缘破损处排出以对可能存在的导致电缆绝缘破损的火灾或者电缆绝缘破损导致的火灾灭火；且所述再次往空腔中注入气体，使得气体沿着被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔通过电缆绝缘破损处排出时，往空腔中注入气体的压力大于初始往被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的空腔中注入气体时的压力。
8.根据权利要求7所述的高压电缆绝缘破损检测方法，其特征在于：所述再次往空腔中注入气体时，还包括检测被检测高压电缆的缓冲层、金属护套之间的两端的压力差以及注入气体的气流速度差，将压力差和气流速度差两者输入预先训练好的机器学习模型，从而获得被检测高压电缆的发生绝缘破损的位置与往空腔中注入阻燃气体的位置之间的距离，所述机器学习模型被预先训练建立了作为输入的压力差和气流速度差、作为输出的被检测高压电缆的发生绝缘破损的位置与高压电缆的整体长度之间的比例之间的映射关系。
9.一种高压电缆绝缘破损检测系统，包括相互连接的微处理器和存储器，其特征在于，该微处理器被编程或配置以执行权利要求1～8中任意一项所述高压电缆绝缘破损检测方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行权利要求1～8中任意一项所述高压电缆绝缘破损检测方法的计算机程序。
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张潇;王彦文;赵永梅;侯丽楠;白树君;: "矿用高压电缆绝缘在线监测方法", 工矿自动化, no. 04, pages 64 - 67 *
徐林涛;左述鹏;: "高压电力电缆的故障及诊断处理分析", 科技创新与应用, no. 07, pages 189 - 190 *

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CN114088573B (zh) 2023-09-12

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