CN114252748A - 一种电缆中间接头绝缘状态评估方法、系统及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力设备监测技术领域，公开了一种电缆中间接头绝缘状态评估方法、系统及装置。本发明选取电缆中间接头的局部放电信号来提取特征向量，并作为评价指标，利用层次分析法确定各所述评价指标的常权重，并根据评价指标的劣化度对所述常权重进行修正，进而根据修正后的权重以及后续建立的隶属度函数，利用模糊综合评估方法得到所述电缆中间接头的绝缘状态评估结果；本发明提出了劣化度的衡量指标，该劣化度用于表征评价指标在接近对应故障值时对所述电缆中间接头绝缘状态的破坏程度，通过该劣化度对利用层次分析法得到的常权重进行修正，使得指标的权重更符合实际，提高了电缆中间接头绝缘状态评估的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备监测技术领域，尤其涉及一种电缆中间接头绝缘状态评估方法、系统及装置。
背景技术
电缆中间接头经过现场制造和敷设，施工质量难以保证，且其结构复杂，内部电场分布不均匀，这些因素容易造成电缆中间接头局部场强过高，从而产生局部放电，加速绝缘老化，引起接头击穿故障。
从时间上分析，电缆中间接头处发生的各类击穿故障是一个循序渐进的过程，且一般伴随有局部放电现象。局部放电现象刚发生时，对绝缘的破坏作用很微弱，但随着时间的积累和这种破坏的持续，使得电缆中间接头绝缘材料发生碳化，局部放电逐渐发展成电树枝，贯穿电缆中间接头内部，最终导致击穿。综上分析可见，局部放电与电缆中间接头的绝缘状况密切相关，局放量的变化预示着电缆中间接头绝缘劣化情况，因此对电缆中间接头局部放电参数加以测量、分析，是判断电缆中间接头绝缘状态变化最直观、理想、有效的方法。
现有技术中提供了一种城网电缆接头绝缘状态在线监测预警装置及方法(专利申请号为CN201610218568.X)，其基本思想是将电场强度信号、电缆接头贴面温度信号、局部放电脉冲电流峰值、脉冲频度和电容漏电流信号作为特征向量，并设置接头绝缘为四个等级，利用层次分析法确定各指标的权重，根据模糊隶属度函数确定各指标与绝缘等级之间的关系，最后采用加权平均算法完成绝缘状态综合评估。该方法采用层次分析法来得到各指标的权重，该权重为固定值，仅能反映各指标间的相对重要性，并没有考虑到决策变量发生变化时对决策结果的影响，例如电缆接头贴面温度指标所占权重不高，但电缆接头贴面温度严重超标时会给电缆中间接头绝缘带来巨大危害，如果使用常规权重进行评估，得到的评估结果可能是电缆中间接头绝缘状态处于正常状态，这与实际情况脱离。因此，现有电缆中间接头绝缘状态评估方法具有评估准确度不高的缺点。
发明内容
本发明提供了一种电缆中间接头绝缘状态评估方法、系统及装置，解决了现有电缆中间接头绝缘状态评估方法准确度不高的技术问题。
本发明第一方面提供一种电缆中间接头绝缘状态评估方法，包括：
根据电缆中间接头的局部放电监测数据构建表征局部放电的特征集；
将所述特征集中的特征向量作为评价指标，利用层次分析法确定各所述评价指标的常权重，根据评价指标的劣化度对所述常权重进行调整，得到各所述评价指标的标准权重，所述劣化度用于表征评价指标在接近对应故障值时对所述电缆中间接头绝缘状态的破坏程度；
构建隶属度函数；
根据所述标准权重和所述隶属度函数，利用模糊综合评估方法得到所述电缆中间接头的绝缘状态评估结果。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述根据电缆中间接头的局部放电监测数据构建表征局部放电的特征集，包括：
接收由高频电流传感器采集的局部放电监测数据；
对所述局部放电监测数据进行预处理，所述预处理包括滤波去噪、衰减放大及A/D转换；
对预处理后的局部放电监测数据进行特征提取，得到特征集。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述根据评价指标的劣化度对所述常权重进行调整，包括：
获取各所述评价指标的劣化度；
采用变权公式对各所述评价指标的常权重进行调整；
其中，所述变权公式为：
式中，xi为第i个评价指标的劣化度，
为所述第i个评价指标的常权重，wi为所述第i个评价指标的标准权重，i＝1,…,m，m为评价指标的数量，α为预置的变权系数。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述获取各所述评价指标的劣化度，包括：
根据劣化度计算公式计算得到各所述评价指标的劣化度；
其中，所述劣化度计算公式为：
式中，xi为第i个评价指标对应的特征向量的监测值，ximin为第i个评价指标对应的特征向量在局部放电阶段的最小阈值，ximax为第i个评价指标对应的特征向量在局部放电阶段的最大阈值。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述构建隶属度函数，包括：
将所述电缆中间接头的绝缘状态分为正常、注意、异常及严重四个等级，构建对应的岭型分布的隶属度函数。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述构建对应的岭型分布的隶属度函数，包括：
构建绝缘状态为正常等级的隶属度函数为：
构建绝缘状态为注意等级的隶属度函数为：
构建绝缘状态为异常等级的隶属度函数为：
构建绝缘状态为严重等级的隶属度函数为：
式中，V(k)表示评价指标的隶属度，k为评价指标的劣化度，t1、t2表示电缆中间接头绝缘状态由正常转为注意过渡过程的边界值，t3、t4表示电缆中间接头绝缘状态由注意转为异常过渡过程的边界值，t5、t6表示电缆中间接头绝缘状态由异常转为严重过渡过程的边界值。
本发明第二方面提供一种电缆中间接头绝缘状态评估系统，包括：
特征集构建模块，用于根据电缆中间接头的局部放电监测数据构建表征局部放电的特征集；
权重确定模块，用于将所述特征集中的特征向量作为评价指标，利用层次分析法确定各所述评价指标的常权重，根据评价指标的劣化度对所述常权重进行调整，得到各所述评价指标的标准权重，所述劣化度用于表征评价指标在接近对应故障值时对所述电缆中间接头绝缘状态的破坏程度；
函数构建模块，用于构建隶属度函数；
绝缘状态评估模块，用于根据所述标准权重和所述隶属度函数，利用模糊综合评估系统得到所述电缆中间接头的绝缘状态评估结果。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述特征集构建模块包括：
接收单元，用于接收由高频电流传感器采集的局部放电监测数据；
预处理单元，用于对所述局部放电监测数据进行预处理，所述预处理包括滤波去噪、衰减放大及A/D转换；
特征提取单元，用于对预处理后的局部放电监测数据进行特征提取，得到特征集。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述权重确定模块包括：
获取单元，用于获取各所述评价指标的劣化度；
变权单元，用于采用变权公式对各所述评价指标的常权重进行调整；
其中，所述变权公式为：
式中，xi为第i个评价指标的劣化度，
为所述第i个评价指标的常权重，wi为所述第i个评价指标的标准权重，i＝1,…,m，m为评价指标的数量，α为预置的变权系数。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述获取单元包括：
计算子单元，用于根据劣化度计算公式计算得到各所述评价指标的劣化度；
其中，所述劣化度计算公式为：
式中，xi为第i个评价指标对应的特征向量的监测值，ximin为第i个评价指标对应的特征向量在局部放电阶段的最小阈值，ximax为第i个评价指标对应的特征向量在局部放电阶段的最大阈值。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述函数构建模块具体用于：
将所述电缆中间接头的绝缘状态分为正常、注意、异常及严重四个等级，构建对应的岭型分布的隶属度函数。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述函数构建模块包括：
第一构建单元，用于构建绝缘状态为正常等级的隶属度函数为：
第二构建单元，用于构建绝缘状态为注意等级的隶属度函数为：
第三构建单元，用于构建绝缘状态为异常等级的隶属度函数为：
第四构建单元，用于构建绝缘状态为严重等级的隶属度函数为：
式中，V(k)表示评价指标的隶属度，k为评价指标的劣化度，t1、t2表示电缆中间接头绝缘状态由正常转为注意过渡过程的边界值，t3、t4表示电缆中间接头绝缘状态由注意转为异常过渡过程的边界值，t5、t6表示电缆中间接头绝缘状态由异常转为严重过渡过程的边界值。
本发明第三方面提供了一种电缆中间接头绝缘状态评估装置，包括：
存储器，用于存储指令；其中，所述指令为可实现如上任意一项能够实现的方式所述的电缆中间接头绝缘状态评估方法的指令；
处理器，用于执行所述存储器中的指令。
本发明第四方面一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任意一项能够实现的方式所述的电缆中间接头绝缘状态评估方法。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明选取电缆中间接头的局部放电信号来提取特征向量，并作为评价指标，利用层次分析法确定各所述评价指标的常权重，并根据评价指标的劣化度对所述常权重进行修正，进而根据修正后的权重以及后续建立的隶属度函数，利用模糊综合评估方法得到所述电缆中间接头的绝缘状态评估结果；本发明提出了劣化度的衡量指标，该劣化度用于表征评价指标在接近对应故障值时对所述电缆中间接头绝缘状态的破坏程度，通过该劣化度对利用层次分析法得到的常权重进行修正，使得指标的权重更符合实际，提高了电缆中间接头绝缘状态评估的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一个可选实施例提供的一种电缆中间接头绝缘状态评估方法的流程图；
图2为本发明一个可选实施例提供的一种电缆中间接头绝缘状态评估系统的结构连接示意图。
附图说明：
1-特征集构建模块；2-权重确定模块；3-函数构建模块；4-绝缘状态评估模块。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种电缆中间接头绝缘状态评估方法、系统及装置，用于解决现有电缆中间接头绝缘状态评估方法准确度不高的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1示出了本发明实施例提供的一种电缆中间接头绝缘状态评估方法的流程图。
本发明提供的一种电缆中间接头绝缘状态评估方法，包括步骤S1-S4。
步骤S1，根据电缆中间接头的局部放电监测数据构建表征局部放电的特征集。
作为一种能够实施的方式，所述特征集的特征向量包括最大放电量、平均放电量、放电次数、平均放电功率、放电次数变化趋势和放电量变化趋势。
其中，最大放电量是指单位时间内检测到的所有局部放电信号的局部放电量最大值。电缆中间接头绝缘击穿往往伴随较大局部放电量的局部放电现象，该值是一个能较好反映局部放电程度的量化值。
放电次数是指单位时间内的所有局部放电信号的个数。电缆中间接头绝缘劣化时，劣化程度越高，局部放电次数也相应越高，因此也是一个重要的评价指标。
平均放电量是单位时间内检测到的所有局部放电信号的局部放电量的算术平均值，该值可以作为局部放电信号总体强度的参考，其计算公式为：
式中，Qav表示平均放电量，Qi为单位时间内检测到的第i次局部放电信号的局部放电量，N为放电次数，
平均放电功率是指参考时间间隔内单个视在电荷qi馈入试品两端间的放电脉冲功率，其计算公式为：
式中，Pref表示平均放电功率，Tref为参考时间间隔，u1,u2,…,ui分别q1，q2，…qi的对应的外施电压瞬时值。
放电次数变化趋势的计算方法采用统计学的动态分析方法，即将本次检测到的局部放电次数与上次检测到的局部放电次数相比较，或者，将本次检测到的局部放电次数与某次检测的局部放电次数(固定数值)相比较。放电量变化趋势的计算方法也同理。引入变化趋势指标是因为电缆中间接头绝缘劣化时，指标变动幅度大，此类指标能够很好地反映电缆中间接头绝缘劣化的情况。单位时间的设置按照实际情况制定，例如，选择一个工频周期作为单位时间，也可以选择多个工频周期作为单位时间来计算各特征向量的值。
本发明上述实施例选取上述特征向量作为评价指标，以对中间接头绝缘状态进行评估，能够很好地表征电缆中间接头绝缘劣化的程度，提高电缆中间接头绝缘状态评估的准确性。
在一种能够实现的方式中，所述根据电缆中间接头的局部放电监测数据构建表征局部放电的特征集，包括：
接收由高频电流传感器采集的局部放电监测数据；
对所述局部放电监测数据进行预处理，所述预处理包括滤波去噪、衰减放大及A/D(数模)转换；
对预处理后的局部放电监测数据进行特征提取，得到特征集。
本发明实施例，采用高频电流法对电缆中间接头进行局部放电在线监测，高频电流传感器接在电缆中间接头金属屏蔽层的接地线上来耦合局部信号，然后将这些信号经过滤波去噪、衰减放大、A/D转换、特征提取等步骤后变为表征局部放电的特征集。
局部放电的测量过程是在线的，局部放电监测数据能够真实反映电缆中间接头的绝缘状态，相对于用在实验室做试验的数据去分析现场运行设备绝缘状态的方法，避免了数据客观性不足带来的误差。局部放电测量所用到的高频电流传感器安装在电缆中间接头的屏蔽层与地之间，不会对电缆中间接头绝缘造成损害，是一种无伤检测过程。
步骤S2，将所述特征集中的特征向量作为评价指标，利用层次分析法确定各所述评价指标的常权重，根据评价指标的劣化度对所述常权重进行调整，得到各所述评价指标的标准权重，所述劣化度用于表征评价指标在接近对应故障值时对所述电缆中间接头绝缘状态的破坏程度。
其中，利用层次分析法确定各所述评价指标的常权重，包括：
采用1-9个标度构建判断矩阵A；
求解评价指标的常权重；
进行判断矩阵A的一致性检验，若不符合一致性要求，则重新构建判断矩阵A。
其中，判断矩阵A由特征集中的元素两两比较得到，在作元素间的两两比较判断时，采用一个元素比另一个元素的重要程度定量来表示，设任意两个元素为ai、aj，具体的判断矩阵的标度含义如表1所示。
表1标度含义
评价指标的常权重的计算公式如下所示：
式中，Wi表示第i个评价指标的常权重，m表示评价指标的数量。
其中，进行判断矩阵A的一致性检验，包括：根据一致性检验指标的计算公式计算判断矩阵A的一致性比率，若一致性比率小于预置阈值，则判定判断矩阵A符合一致性要求；否则，判定判断矩阵A不符合一致性要求。
所述一致性检验指标的计算公式为：
其中
式中，λmax是判断矩阵A的最大特征值，CI是一致性检验指标，RI是平均随机一致性指标。
RI的取值如表2所示。
表2平均随机一致性指标
确定各评价指标的权重，其步骤主要是先使用层次分析法得到各指标的常权重。因为中间接头的某些评价指标所占权重小，但其参数严重偏离正常时，也会对绝缘造成严重破坏，在这种情况下再使用常权重对接头绝缘作评估是不正确的。为把权重小的指标状态变化对评估结果带来的影响降到最小，本发明引入变权理论完成权重修正。在一种能够实现的方式中，所述根据评价指标的劣化度对所述常权重进行调整，包括：
获取各所述评价指标的劣化度；
采用变权公式对各所述评价指标的常权重进行调整；
其中，所述变权公式为：
式中，xi为第i个评价指标的劣化度，
为所述第i个评价指标的常权重，wi为所述第i个评价指标的标准权重，i＝1,…,m，m为评价指标的数量，α为预置的变权系数。
其中，一般情况下,当各评价指标的均衡问题考虑不多时,取α>1/2；当不能容忍某些因素的严重缺陷时,取α<1/2；当α＝1时,劣化度就等同于常权重。α的具体取值应根据国家标准或专家经验得出。
在一种能够实现的方式中，所述获取各所述评价指标的劣化度，包括：
根据劣化度计算公式计算得到各所述评价指标的劣化度；
其中，所述劣化度计算公式为：
式中，xi为第i个评价指标对应的特征向量的监测值，ximin为第i个评价指标对应的特征向量在局部放电阶段的最小阈值，ximax为第i个评价指标对应的特征向量在局部放电阶段的最大阈值。
步骤S3，构建隶属度函数。
在一种能够实现的方式中，所述构建隶属度函数，包括：
将所述电缆中间接头的绝缘状态分为正常、注意、异常及严重四个等级，构建对应的岭型分布的隶属度函数。
在一种能够实现的方式中，所述构建对应的岭型分布的隶属度函数，包括：
构建绝缘状态为正常等级的隶属度函数为：
构建绝缘状态为注意等级的隶属度函数为：
构建绝缘状态为异常等级的隶属度函数为：
构建绝缘状态为严重等级的隶属度函数为：
式中，V(k)表示评价指标的隶属度，k为评价指标的劣化度，t1、t2表示电缆中间接头绝缘状态由正常转为注意过渡过程的边界值，t3、t4表示电缆中间接头绝缘状态由注意转为异常过渡过程的边界值，t5、t6表示电缆中间接头绝缘状态由异常转为严重过渡过程的边界值。
考虑绝缘劣化过程的非线性特点，岭型分布的隶属度函数具有非线性的过渡过程，因此，本发明上述实施例中，选择岭型分布的隶属度函数作为各指标的模糊化模型，符合接头绝缘变化的动态过程。
步骤S4，根据所述标准权重和所述隶属度函数，利用模糊综合评估方法得到所述电缆中间接头的绝缘状态评估结果。
电缆中间接头局部放电参数往往是一个模糊值，采用模糊综合评估方法可以很好地处理电缆中间接头绝缘状态的模糊信息。模糊评判需要确定指标体系中指标层各指标的模糊化模型，以评判各指标对各状态等级的隶属度,在此基础上再进入上一层的评判，直到最后获得综合评判结果。
所述步骤S4具体包括：
建立状态等级评语集V＝{V1,V2,V3,V4}，其中V1、V2、V3、V4依次表示正常、注意、异常及严重；
计算评价指标的模糊关系矩阵，即将电缆中间接头各特征向量的劣化度分别代入各等级的隶属度函数中，从而求得模糊关系矩阵R，如下：
本发明选取了6个特征向量，其中，第b个特征向量的劣化度代入划分的四个等级的隶属度函数，计算结果对应模糊关系矩阵R的第b行元素；
进行模糊运算，其中选择影响电缆线路稳定运行的主要评价指标突出型模糊算子进行模糊计算：
其中
式中，vi为电缆中间接头绝缘状态评估结果，wj为标准权重，“。”为模糊运算算子，R是模糊关系矩阵，rij是模糊关系矩阵R中的元素，m是评价指标数量；
经过上述步骤计算得到的综合评价集合B为中间接头绝缘状态评估的最终评语集，为了量化最终的评估结果，采用加权平均法对最终评语集进行处理，公式如下：
式中，λ(vi)为最终评语集中各个评价状态系数，n为评语的数目。
本发明实施例将最终评语集中的“正常”、“注意”、“异常”、“严重”的状态系数依次设置为1、2、3、4。即λ(vi)＝{1，2，3，4}。D的值与某种状态系数的值越接近，则表明电缆接头绝缘状态越接近此种状态等级。
本发明还提供了一种电缆中间接头绝缘状态评估系统。
请参阅图2，图2示出了本发明实施例提供的一种电缆中间接头绝缘状态评估系统的结构连接示意图。
本发明实施例提供的一种电缆中间接头绝缘状态评估系统，包括：
特征集构建模块1，用于根据电缆中间接头的局部放电监测数据构建表征局部放电的特征集；
权重确定模块2，用于将所述特征集中的特征向量作为评价指标，利用层次分析法确定各所述评价指标的常权重，根据评价指标的劣化值对所述常权重进行调整，得到各所述评价指标的标准权重，所述劣化值用于表征评价指标在接近对应故障值时对所述电缆中间接头绝缘状态的破坏程度；
函数构建模块3，用于构建隶属度函数；
绝缘状态评估模块4，用于根据所述标准权重和所述隶属度函数，利用模糊综合评估系统得到所述电缆中间接头的绝缘状态评估结果。
在一种能够实现的方式中，所述特征集构建模块1包括：
接收单元，用于接收由高频电流传感器采集的局部放电监测数据；
预处理单元，用于对所述局部放电监测数据进行预处理，所述预处理包括滤波去噪、衰减放大及A/D转换；
特征提取单元，用于对预处理后的局部放电监测数据进行特征提取，得到特征集。
在一种能够实现的方式中，所述权重确定模块2包括：
获取单元，用于获取各所述评价指标的劣化值；
变权单元，用于采用变权公式对各所述评价指标的常权重进行调整；
其中，所述变权公式为：
式中，xi为第i个评价指标的劣化值，
为所述第i个评价指标的常权重，wi为所述第i个评价指标的标准权重，i＝1,…,m，m为评价指标的数量，α为预置的变权系数。
在一种能够实现的方式中，所述获取单元包括：
计算子单元，用于根据劣化值计算公式计算得到各所述评价指标的劣化值；
其中，所述劣化值计算公式为：
式中，xi为第i个评价指标对应的特征向量的监测值，ximin为第i个评价指标对应的特征向量在局部放电阶段的最小阈值，ximax为第i个评价指标对应的特征向量在局部放电阶段的最大阈值。
在一种能够实现的方式中，所述函数构建模块3具体用于：
将所述电缆中间接头的绝缘状态分为正常、注意、异常及严重四个等级，构建对应的岭型分布的隶属度函数。
在一种能够实现的方式中，所述函数构建模块3包括：
第一构建单元，用于构建绝缘状态为正常等级的隶属度函数为：
第二构建单元，用于构建绝缘状态为注意等级的隶属度函数为：
第三构建单元，用于构建绝缘状态为异常等级的隶属度函数为：
第四构建单元，用于构建绝缘状态为严重等级的隶属度函数为：
式中，V(k)表示评价指标的隶属度，k为评价指标的劣化值，t1、t2表示电缆中间接头绝缘状态由正常转为注意过渡过程的边界值，t3、t4表示电缆中间接头绝缘状态由注意转为异常过渡过程的边界值，t5、t6表示电缆中间接头绝缘状态由异常转为严重过渡过程的边界值。
本发明还提供了一种电缆中间接头绝缘状态评估装置，包括：
存储器，用于存储指令；其中，所述指令为可实现如上任意一项实施例所述的电缆中间接头绝缘状态评估方法的指令；
处理器，用于执行所述存储器中的指令。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任意一项实施例所述的电缆中间接头绝缘状态评估方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (14)
1.一种电缆中间接头绝缘状态评估方法，其特征在于，包括：
根据电缆中间接头的局部放电监测数据构建表征局部放电的特征集；
将所述特征集中的特征向量作为评价指标，利用层次分析法确定各所述评价指标的常权重，根据评价指标的劣化度对所述常权重进行调整，得到各所述评价指标的标准权重，所述劣化度用于表征评价指标在接近对应故障值时对所述电缆中间接头绝缘状态的破坏程度；
构建隶属度函数；
根据所述标准权重和所述隶属度函数，利用模糊综合评估方法得到所述电缆中间接头的绝缘状态评估结果。
2.根据权利要求1所述的电缆中间接头绝缘状态评估方法，其特征在于，所述根据电缆中间接头的局部放电监测数据构建表征局部放电的特征集，包括：
接收由高频电流传感器采集的局部放电监测数据；
对所述局部放电监测数据进行预处理，所述预处理包括滤波去噪、衰减放大及A/D转换；
对预处理后的局部放电监测数据进行特征提取，得到特征集。
3.根据权利要求1所述的电缆中间接头绝缘状态评估方法，其特征在于，所述根据评价指标的劣化度对所述常权重进行调整，包括：
获取各所述评价指标的劣化度；
采用变权公式对各所述评价指标的常权重进行调整；
其中，所述变权公式为：
式中，xi为第i个评价指标的劣化度，
为所述第i个评价指标的常权重，wi为所述第i个评价指标的标准权重，i＝1,…,m，m为评价指标的数量，α为预置的变权系数。
4.根据权利要求3所述的电缆中间接头绝缘状态评估方法，其特征在于，所述获取各所述评价指标的劣化度，包括：
根据劣化度计算公式计算得到各所述评价指标的劣化度；
其中，所述劣化度计算公式为：
式中，xi为第i个评价指标对应的特征向量的监测值，ximin为第i个评价指标对应的特征向量在局部放电阶段的最小阈值，ximax为第i个评价指标对应的特征向量在局部放电阶段的最大阈值。
5.根据权利要求1所述的电缆中间接头绝缘状态评估方法，其特征在于，所述构建隶属度函数，包括：
将所述电缆中间接头的绝缘状态分为正常、注意、异常及严重四个等级，构建对应的岭型分布的隶属度函数。
6.根据权利要求5所述的电缆中间接头绝缘状态评估方法，其特征在于，所述构建对应的岭型分布的隶属度函数，包括：
构建绝缘状态为正常等级的隶属度函数为：
构建绝缘状态为注意等级的隶属度函数为：
构建绝缘状态为异常等级的隶属度函数为：
构建绝缘状态为严重等级的隶属度函数为：
式中，V(k)表示评价指标的隶属度，k为评价指标的劣化度，t1、t2表示电缆中间接头绝缘状态由正常转为注意过渡过程的边界值，t3、t4表示电缆中间接头绝缘状态由注意转为异常过渡过程的边界值，t5、t6表示电缆中间接头绝缘状态由异常转为严重过渡过程的边界值。
7.一种电缆中间接头绝缘状态评估系统，其特征在于，包括：
特征集构建模块，用于根据电缆中间接头的局部放电监测数据构建表征局部放电的特征集；
权重确定模块，用于将所述特征集中的特征向量作为评价指标，利用层次分析法确定各所述评价指标的常权重，根据评价指标的劣化度对所述常权重进行调整，得到各所述评价指标的标准权重，所述劣化度用于表征评价指标在接近对应故障值时对所述电缆中间接头绝缘状态的破坏程度；
函数构建模块，用于构建隶属度函数；
绝缘状态评估模块，用于根据所述标准权重和所述隶属度函数，利用模糊综合评估系统得到所述电缆中间接头的绝缘状态评估结果。
8.根据权利要求7所述的电缆中间接头绝缘状态评估系统，其特征在于，所述特征集构建模块包括：
接收单元，用于接收由高频电流传感器采集的局部放电监测数据；
预处理单元，用于对所述局部放电监测数据进行预处理，所述预处理包括滤波去噪、衰减放大及A/D转换；
特征提取单元，用于对预处理后的局部放电监测数据进行特征提取，得到特征集。
9.根据权利要求7所述的电缆中间接头绝缘状态评估系统，其特征在于，所述权重确定模块包括：
获取单元，用于获取各所述评价指标的劣化度；
变权单元，用于采用变权公式对各所述评价指标的常权重进行调整；
其中，所述变权公式为：
式中，xi为第i个评价指标的劣化度，
为所述第i个评价指标的常权重，wi为所述第i个评价指标的标准权重，i＝1,…,m，m为评价指标的数量，α为预置的变权系数。
10.根据权利要求9所述的电缆中间接头绝缘状态评估系统，其特征在于，所述获取单元包括：
计算子单元，用于根据劣化度计算公式计算得到各所述评价指标的劣化度；
其中，所述劣化度计算公式为：
式中，xi为第i个评价指标对应的特征向量的监测值，ximin为第i个评价指标对应的特征向量在局部放电阶段的最小阈值，ximax为第i个评价指标对应的特征向量在局部放电阶段的最大阈值。
11.根据权利要求7所述的电缆中间接头绝缘状态评估系统，其特征在于，所述函数构建模块具体用于：
将所述电缆中间接头的绝缘状态分为正常、注意、异常及严重四个等级，构建对应的岭型分布的隶属度函数。
12.根据权利要求11所述的电缆中间接头绝缘状态评估系统，其特征在于，所述函数构建模块包括：
第一构建单元，用于构建绝缘状态为正常等级的隶属度函数为：
第二构建单元，用于构建绝缘状态为注意等级的隶属度函数为：
第三构建单元，用于构建绝缘状态为异常等级的隶属度函数为：
第四构建单元，用于构建绝缘状态为严重等级的隶属度函数为：
式中，V(k)表示评价指标的隶属度，k为评价指标的劣化度，t1、t2表示电缆中间接头绝缘状态由正常转为注意过渡过程的边界值，t3、t4表示电缆中间接头绝缘状态由注意转为异常过渡过程的边界值，t5、t6表示电缆中间接头绝缘状态由异常转为严重过渡过程的边界值。
13.一种电缆中间接头绝缘状态评估装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储指令；其中，所述指令为可实现如权利要求1-6任意一项所述的电缆中间接头绝缘状态评估方法的指令；
处理器，用于执行所述存储器中的指令。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任意一项所述的电缆中间接头绝缘状态评估方法。
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|---|---|
| CN (1) | CN114252748A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114528721A (zh) * | 2022-04-24 | 2022-05-24 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种电缆中间接头绝缘状态评估方法及系统 |
| CN116090613A (zh) * | 2022-12-26 | 2023-05-09 | 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 | 站用交流电源系统绝缘劣化评价方法及系统 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102621434A (zh) * | 2012-04-19 | 2012-08-01 | 山东大学 | 一种电力电缆隧道运行安全非线性模糊检测方法 |
| CN105512962A (zh) * | 2016-01-13 | 2016-04-20 | 武汉大学 | 一种气体绝缘组合电器绝缘状态综合评估方法 |
| CN105631771A (zh) * | 2016-03-01 | 2016-06-01 | 国家电网公司 | 一种基于变权函数的多参数电缆状态评价方法 |
| CN105866638A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-08-17 | 重庆大学 | 一种城网电缆接头绝缘状态在线监测预警装置及方法 |
| CN106780111A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-05-31 | 广州供电局有限公司 | 输电电缆综合状态评估方法和系统 |
| CN109724646A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-05-07 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种配电网开关柜电缆接头监控方法、服务器及系统 |
| CN112508360A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-03-16 | 国网山西省电力公司晋城供电公司 | 一种改进模糊综合评价的电缆运行状态评估方法 |
| CN112989601A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-18 | 西南石油大学 | 一种基于主客观组合赋权的海底电缆状态评估方法 |
| CN113640624A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-11-12 | 广西电网有限责任公司柳州供电局 | 一种输电线路绝缘缺陷预放电风险预警系统及方法 |
-
2021
- 2021-12-03 CN CN202111469778.3A patent/CN114252748A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102621434A (zh) * | 2012-04-19 | 2012-08-01 | 山东大学 | 一种电力电缆隧道运行安全非线性模糊检测方法 |
| CN105512962A (zh) * | 2016-01-13 | 2016-04-20 | 武汉大学 | 一种气体绝缘组合电器绝缘状态综合评估方法 |
| CN105631771A (zh) * | 2016-03-01 | 2016-06-01 | 国家电网公司 | 一种基于变权函数的多参数电缆状态评价方法 |
| CN105866638A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-08-17 | 重庆大学 | 一种城网电缆接头绝缘状态在线监测预警装置及方法 |
| CN106780111A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-05-31 | 广州供电局有限公司 | 输电电缆综合状态评估方法和系统 |
| CN109724646A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-05-07 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种配电网开关柜电缆接头监控方法、服务器及系统 |
| CN112508360A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-03-16 | 国网山西省电力公司晋城供电公司 | 一种改进模糊综合评价的电缆运行状态评估方法 |
| CN112989601A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-18 | 西南石油大学 | 一种基于主客观组合赋权的海底电缆状态评估方法 |
| CN113640624A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-11-12 | 广西电网有限责任公司柳州供电局 | 一种输电线路绝缘缺陷预放电风险预警系统及方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 李学锋 等: "局部放电趋势分析方法初步研究", 高压电器, vol. 43, no. 6, 31 December 2007 (2007-12-31), pages 409 - 411 * |
| 肖匀 等: "基于变权理论的高压隔离开关健康监测系统的研究", 仪表技术与传感器, no. 3, pages 48 - 53 * |
| 陈宏福 等: "发电机局部放电评估方法", 高电压技术, vol. 33, no. 8, 31 August 2007 (2007-08-31), pages 155 - 159 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114528721A (zh) * | 2022-04-24 | 2022-05-24 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种电缆中间接头绝缘状态评估方法及系统 |
| CN114528721B (zh) * | 2022-04-24 | 2022-07-19 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种电缆中间接头绝缘状态评估方法及系统 |
| CN116090613A (zh) * | 2022-12-26 | 2023-05-09 | 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 | 站用交流电源系统绝缘劣化评价方法及系统 |
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