CN114910754B - 一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估方法及设备，属于电力设备绝缘材料检测技术领域，用于解决现有的绝缘材料老化状态评估方法时间成本较高，分析结果不准确的技术问题。方法包括：获取第一绝缘材料沿面放电下的辐射光谱，并将辐射光谱划分为多个辐射光谱带；基于多个辐射光谱带对应的波段范围，确定对应波段范围的多个滤光片；获取第二绝缘材料沿面放电下的光信号，通过多个滤光片将光信号分为多路子光信号，并获取多路子光信号对应的多路光谱数据；计算多路光谱数据中，每路光谱数据的辐射强度比；获取实验绝缘材料的类型以及老化程度，构建绝缘材料光谱数据库；在绝缘材料光谱数据库中确定待测绝缘材料的实际老化程度。

Description

一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估方法及设备
技术领域
本申请涉及电力设备绝缘材料检测领域，尤其涉及一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估方法及设备。
背景技术
高压开关柜、高压箱等封闭式组合电力设备在电力、轨道交通领域具有广泛的应用。长期工作环境中，在电、热、机械等多应力作用下，电力设备中的绝缘材料易发生老化，导致其绝缘性能下降，甚至发生放电故障，严重威胁组合电力设备的安全运行。针对组合电器放电常采用的检测方法是局放检测法，主要对当前放电程度、类型和位置进行评估。
相比放电而言，电力部件的绝缘材料老化是一个长期破坏累积过程，属于潜在的故障隐患。绝缘材料随着使用时间的推进会逐渐老化，导致材料表面基团以及物理结构发生微观破坏，从而引发沿面放电。不同老化状态，绝缘材料表面基团或物理结构破坏程度不同，因此现有的方法中通常通过分析绝缘材料的表面基团或物理结构来判断绝缘材料的老化状态。但是这种方法在每次检测老化程度时都需要进行繁琐的实验，花费时间较长。且对实验条件较为依赖，实验分析结果具有不确定性，进而导致分析结果的准确性低。
发明内容
本申请实施例提供了一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估方法及设备，用于解决如下技术问题：现有的绝缘材料老化状态评估方法时间成本较高，分析结果不准确。
本申请实施例采用下述技术方案：
一方面，本申请实施例提供了一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估方法，方法包括：获取第一绝缘材料沿面放电下的辐射光谱，并将所述第一绝缘材料的辐射光谱划分为多个辐射光谱带；基于所述多个辐射光谱带对应的波段范围，确定对应所述波段范围的多个滤光片；获取第二绝缘材料沿面放电下的光信号，通过所述多个滤光片将所述光信号分为多路子光信号，并获取所述多路子光信号对应的多路光谱数据；其中，所述第一绝缘材料与所述第二绝缘材料是由同一块实验绝缘材料裁剪得到的；计算所述多路光谱数据中，每路光谱数据的辐射强度比；获取所述实验绝缘材料的类型以及老化程度，并将所述实验绝缘材料的类型、老化程度、所述实验绝缘材料对应的辐射光谱带的波段范围以及每个波段范围内的辐射强度比，保存到绝缘材料光谱数据库中；获取待测绝缘材料沿面放电下的待测光信号，并根据所述待测绝缘材料的类型以及所述待测光信号的实际辐射强度占比，在所述绝缘材料光谱数据库中确定所述待测绝缘材料的实际老化程度。
在一种可行的实施方式中，获取第一绝缘材料沿面放电下的辐射光谱，并将所述辐射光谱波长划分为多个辐射光谱带，具体包括：在辐射光谱测量装置中对所述第一绝缘材料进行沿面放电实验，获取所述沿面放电实验过程中产生的光信号，将所述光信号经光纤准直镜输入到光谱仪中，得到所述第一绝缘材料对应的辐射光谱；将所述辐射光谱绘制为光谱分布曲线；其中，所述光谱分布曲线的横坐标为波长，纵坐标为辐射强度；根据所述光谱分布曲线上每个数据点的辐射强度，确定所述光谱分布曲线的梯度变化曲线；在所述梯度变化曲线中，确定出大于第一预设阈值的所有峰值，并将每个峰值在所述梯度变化曲线中的横坐标对应的波长作为分界线，将所述辐射光谱划分为多个辐射光谱带。
在一种可行的实施方式中，根据所述光谱分布曲线上每个数据点的辐射强度，确定所述光谱分布曲线的梯度变化曲线，具体包括：根据Gi＝|Ii+1-Ii|，得到所述光谱分布曲线上每个数据点的梯度值Gi；其中，Ii为所述光谱分布曲线上第i个数据点的辐射强度；Ii+1为所述光谱分布曲线上第i+1个数据点的辐射强度；以第i个数据点的辐射强度对应的波长为横坐标，以所述梯度值Gi为纵坐标，绘制所述光谱分布曲线的梯度变化曲线。
在一种可行的实施方式中，获取第二绝缘材料沿面放电下的光信号，通过所述多个滤光片将所述光信号分为多路子光信号，并获取所述多路子光信号对应的多路光谱数据，具体包括：将所述多个滤光片作为多个光谱通道的端窗，安装在多光谱测量装置的观察窗口处，并在多光谱测量装置中对所述第二绝缘材料进行相同的沿面放电实验，获取所述沿面放电实验过程中产生的光信号；将所述光信号通过所述多个滤光片，输入到不同的光谱通道；并通过与每个滤波片分别连接的光电传感器，对进入不同光谱通道的子光信号进行光电转换；对光电转换后的多路子光信号进行波形放大处理以及降频采样处理，得到所述多路光谱数据。
在一种可行的实施方式中，计算所述多路光谱数据中，每路光谱数据的辐射强度占比，具体包括：计算所述每路光谱信号的光辐射强度平均值，以及所有路光谱信号的光辐射强度平均值之和；计算所述每路光谱信号的光辐射强度平均值与所述光辐射强度平均值之和的比值，得到所述每路光谱数据的辐射强度占比。
在一种可行的实施方式中，在获取待测绝缘材料在沿面放电下的待测光信号之后，所述方法还包括：根据所述待测绝缘材料的类型，在所述绝缘材料光谱数据库中查找对应的多个辐射光谱带的波段范围；基于查找到的多个辐射光谱带的波段范围，选取对应所述波段范围的多个滤光片，将选取的多个滤光片作为多个光谱通道的端窗，安装在多光谱测量装置的观察窗口处，并在多光谱测量装置中对所述待测绝缘材料进行相同的沿面放电实验，获取所述沿面放电实验过程中产生的待测光信号；将所述待测光信号通过所述多个滤光片，输入到不同的光谱通道；并通过与每个滤波片分别连接的光电传感器，对进入不同光谱通道的光信号进行处理后得到所述待测光信号的多路待测光谱数据；计算所述多路待测光谱数据中，每路待测光谱数据的实际辐射强度占比。
在一种可行的实施方式中，根据所述待测绝缘材料的类型以及所述待测光信号的实际辐射强度占比，在所述绝缘材料光谱数据库中确定所述待测绝缘材料的实际老化程度，具体包括：以所述待测绝缘材料的类型以及每个辐射光谱带的实际辐射强度占比为查找条件，在所述绝缘材料光谱数据库中查找对应的老化程度，得到所述待测绝缘材料的实际老化程度。
在一种可行的实施方式中，所述方法还包括：若在所述绝缘材料光谱数据库中，查找不到与所述待测光信号的实际辐射强度占比相同的数据，则将所述待测绝缘材料对应的全部数据提取出来；在提取出的全部数据中，获取每一个辐射光谱带对应的所有辐射强度占比数据；在获取的每一个辐射光谱带的所有辐射强度占比数据中，确定出与所述待测绝缘材料的对应辐射光谱带的实际辐射强度占比最接近的辐射强度占比数据，并将所述最接近的辐射强度占比数据对应的老化程度确定为当前辐射光谱带的待定老化程度；在每一个辐射光谱带的待定老化程度中，将数值相同的待定老化程度归为一类，并统计每一类中包含的待定老化程度的数量；将包含待定老化程度的数量最多的一类中的待定老化程度，确定为所述待测绝缘材料的实际老化程度。
在一种可行的实施方式中，所述方法还包括：若所述绝缘材料光谱数据库中，查找不到所述待测绝缘材料的类型，则通过不同程度的热老化处理，制备不同老化程度的待测绝缘材料，并对所述不同老化程度的待测绝缘材料进行沿面放电实验，获取对应的辐射光谱；根据所述待测绝缘材料的辐射光谱，得到对应的辐射光谱带以及每个辐射光谱带的辐射强度占比；将所述待测绝缘材料的类型、老化程度、辐射光谱带以及每个辐射光谱带的辐射强度占比更新到所述绝缘材料光谱数据库中。
另一方面，本申请实施例还提供了一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估设备，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有能够被至少一个处理器执行的指令，以使至少一个处理器能够执行根据上述任一实施方式所述的一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估方法。
本申请实施例通过自行设计的实验装置测量不同类型、不同老化程度的绝缘材料的光谱数据，并按照不同类型绝缘材料的波长分布规律划分光谱带，并计算每个光谱带的辐射强度占比，从而构建绝缘材料光谱数据库。在需要评估电力设备中待测绝缘材料的老化程度时，只需要获取待测绝缘材料各个光谱带的辐射强度占比，即可在绝缘材料光谱数据库中查找到对应的老化程度，从而不需要对待测绝缘材料做繁琐的实验分析、基团分析等操作，节省得到结果的时间，且保证了分析结果的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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。在附图中：
图1为本申请实施例提供的一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估方法流程图；
图2为本申请实施例提供的一种辐射光谱测量装置结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种多光谱测量装置结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估设备结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估方法，如图1所示，封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估方法具体包括步骤S101-S106：
S101、获取第一绝缘材料沿面放电下的辐射光谱，并将所述第一绝缘材料的辐射光谱划分为多个辐射光谱带。
具体地，将不同老化程度、不同类型的实验绝缘材料裁剪为两部分，第一部分(即第一绝缘材料)放入辐射光谱测量装置中加压进行沿面放电实验，获取沿面放电实验过程中产生的光信号，并将光信号经光纤准直镜输入到光谱仪中，得到第一绝缘材料对应的辐射光谱。
在一个实施例中，图2为本申请实施例提供的一种辐射光谱测量装置结构示意图，如图2所示，将第一绝缘材料放入加压电极之间进行沿面放电实验，实验过程中产生的光信号通过光纤准直镜以及光纤到达光谱仪，由光谱仪处理后输出辐射光谱到计算机中。
进一步地，计算机将接收到的辐射光谱绘制为光谱分布曲线。光谱分布曲线的横坐标为波长，纵坐标为辐射强度。然后根据光谱分布曲线上每个数据点的辐射强度，确定光谱分布曲线的梯度变化曲线，具体包括：
根据Gi＝|Ii+1-Ii|，得到光谱分布曲线上每个数据点的梯度值Gi；其中，Ii为光谱分布曲线上第i个数据点的辐射强度；Ii+1为光谱分布曲线上第i+1个数据点的辐射强度。然后以第i个数据点的辐射强度对应的波长为横坐标，以梯度值Gi为纵坐标，绘制光谱分布曲线的梯度变化曲线。
进一步地，在梯度变化曲线中，找出大于第一预设阈值的所有峰值，并将每个峰值在梯度变化曲线中的横坐标对应的波长作为分界线，将辐射光谱划分为多个辐射光谱带。
S102、基于多个辐射光谱带对应的波段范围，确定对应波段范围的多个滤光片。
具体地，在划分完光谱带后，根据每个光谱带的波段范围，选择对应的滤光片，例如，若划分的光谱带为200nm～390nm，390nm～780nm，780nm～900nm，那么则选取这三个波段的滤光片。
S103、获取第二绝缘材料沿面放电下的光信号，通过多个滤光片将光信号分为多路子光信号，并获取多路子光信号对应的多路光谱数据。
具体地，将选取的多个滤光片作为多个光谱通道的端窗，安装在多光谱测量装置的观察窗口处，并在多光谱测量装置中对第二绝缘材料进行相同的沿面放电实验，获取沿面放电实验过程中产生的光信号。将光信号通过多个滤光片，输入到不同的光谱通道。并通过与每个滤波片分别连接的光电传感器，对进入不同光谱通道的子光信号进行光电转换。对光电转换后的多路子光信号进行波形放大处理以及降频采样处理，得到多路光谱数据。
在一个实施例中，图3为本申请实施例提供的一种多光谱测量装置结构示意图，如图3所示，将选择的滤光片安装在真空腔体的一个观察窗处，每个滤光片后连接一个光谱传感器。然后将第二部分绝缘材料(即第二绝缘材料)放入真空腔体内加压进行沿面放电实验，并将产生的光信号通过多个滤光片进入不同的光谱通道，然后由光谱传感器进行光电转换，将得到的电信号输入多路采集器中进行波形放大以及降频采样，得到多路光谱数据，并发送到计算机中进行进一步处理。
S104、计算多路光谱数据中，每路光谱数据的辐射强度比。
具体地，计算机计算接收到的每路光谱信号的光辐射强度平均值，以及所有路光谱信号的光辐射强度平均值之和。然后计算每路光谱信号的光辐射强度平均值与光辐射强度平均值之和的比值，得到每路光谱数据的辐射强度占比。
S105、获取实验绝缘材料的类型以及老化程度，并将实验绝缘材料的类型、老化程度、实验绝缘材料对应的辐射光谱带的波段范围以及每个波段范围内的辐射强度比，保存到绝缘材料光谱数据库中。
具体地，将实验绝缘材料的类型、老化程度、光谱带波段范围、每个光谱带的辐射强度比，作为4个字段，并将实验后得出的对应数据保存到各自的字段下，得到绝缘材料光谱数据库。
S106、获取待测绝缘材料沿面放电下的待测光信号，并根据待测绝缘材料的类型以及待测光信号的实际辐射强度占比，在绝缘材料光谱数据库中确定待测绝缘材料的实际老化程度。
具体地，首先获取待测绝缘材料在沿面放电下的待测光信号，然后根据待测绝缘材料的类型，在绝缘材料光谱数据库中查找对应的多个辐射光谱带的波段范围。基于查找到的多个辐射光谱带的波段范围，选取对应波段范围的多个滤光片，将选取的多个滤光片作为多个光谱通道的端窗，安装在多光谱测量装置的观察窗口处，并在多光谱测量装置中对待测绝缘材料进行相同的沿面放电实验，获取沿面放电实验过程中产生的待测光信号。将待测光信号通过多个滤光片，输入到不同的光谱通道。然后通过与每个滤波片分别连接的光电传感器，对进入不同光谱通道的光信号进行处理后得到待测光信号的多路待测光谱数据。
在一个实施例中，若待测绝缘材料的类型为油纸绝缘材料，则在绝缘材料光谱数据库中查找油纸绝缘材料对应的光谱划分的波段范围，然后准备多个与查找到的波段范围对应的滤光片，安装在如图3所示的多光谱测量装置中，得到待测绝缘材料的多路待测光谱数据。
进一步地，通过S104所示的方法，计算多路待测光谱数据中，每路待测光谱数据的实际辐射强度占比。然后以待测绝缘材料的类型以及每个辐射光谱带的实际辐射强度占比为查找条件，在绝缘材料光谱数据库中查找对应的老化程度，得到待测绝缘材料的实际老化程度。
作为一种可行的实施方式，若在绝缘材料光谱数据库中，查找不到与待测光信号的实际辐射强度占比相同的数据，则将待测绝缘材料对应的全部数据提取出来。在提取出的全部数据中，获取每一个辐射光谱带对应的所有辐射强度占比数据。在获取的每一个辐射光谱带的所有辐射强度占比数据中，确定出与待测绝缘材料的对应辐射光谱带的实际辐射强度占比最接近的辐射强度占比数据，并将最接近的辐射强度占比数据对应的老化程度确定为当前辐射光谱带的待定老化程度。在每一个辐射光谱带的待定老化程度中，将数值相同的待定老化程度归为一类，并统计每一类中包含的待定老化程度的数量。将包含待定老化程度的数量最多的一类中的待定老化程度，确定为待测绝缘材料的实际老化程度。
在一个实施例中，若待测绝缘材料的类型为油纸绝缘材料，计算出的实际辐射强度占比为：A～B：21％，B～C：41％，C～D：38％。假设表1为油纸绝缘材料对应的全部数据，由表1可知，在绝缘材料光谱数据库中并不能查找到与实际辐射强度占比完全相同的数据，因此，我们在数据库中找到实际辐射强度占比最接近的辐射强度占比数据。由表1可知，与待测绝缘材料A～B光谱带的实际辐射强度占比最接近的是20％，对应的待定老化程度为第一老化程度。与待测绝缘材料B～C光谱带的实际辐射强度占比最接近的是40％，对应的待定老化程度为第一老化程度和第二老化程度。与待测绝缘材料C～D光谱带的实际辐射强度占比最接近的是40％，对应的待定老化程度为第一老化程度。可知待定老化程度为第一老化程度的有3个，待定老化程度为第二老化程度的有1个，那么将第一老化程度确定为待测绝缘材料的实际老化程度。
绝缘材料类型 老化程度 光谱带 辐射强度占比
油纸绝缘材料 第一老化程度 A～B 20％
油纸绝缘材料 第一老化程度 B～C 40％
油纸绝缘材料 第一老化程度 C～D 40％
油纸绝缘材料 第二老化程度 A～B 30％
油纸绝缘材料 第二老化程度 B～C 40％
油纸绝缘材料 第二老化程度 C～D 30％
表1
作为一种可行的实施方式，若绝缘材料光谱数据库中，查找不到待测绝缘材料的类型，则通过不同程度的热老化处理，制备不同老化程度的待测绝缘材料，并对不同老化程度的待测绝缘材料进行沿面放电实验，获取对应的辐射光谱；根据待测绝缘材料的辐射光谱，得到对应的辐射光谱带以及每个辐射光谱带的辐射强度占比。将待测绝缘材料的类型、老化程度、辐射光谱带以及每个辐射光谱带的辐射强度占比更新到绝缘材料光谱数据库中。
另外，本申请实施例还提供了一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估设备，如图4所示，封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估设备具体包括：
至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
存储器存储有能够被至少一个处理器执行的指令，以使至少一个处理器能够执行：
获取第一绝缘材料沿面放电下的辐射光谱，并将所述第一绝缘材料的辐射光谱划分为多个辐射光谱带；
基于所述多个辐射光谱带对应的波段范围，确定对应所述波段范围的多个滤光片；
获取第二绝缘材料沿面放电下的光信号，通过所述多个滤光片将所述光信号分为多路子光信号，并获取所述多路子光信号对应的多路光谱数据；其中，所述第一绝缘材料与所述第二绝缘材料是由同一块实验绝缘材料裁剪得到的；
计算所述多路光谱数据中，每路光谱数据的辐射强度比；
获取所述实验绝缘材料的类型以及老化程度，并将所述实验绝缘材料的类型、老化程度、所述实验绝缘材料对应的辐射光谱带的波段范围以及每个波段范围内的辐射强度比，保存到绝缘材料光谱数据库中；
获取待测绝缘材料沿面放电下的待测光信号，并根据所述待测绝缘材料的类型以及所述待测光信号的实际辐射强度占比，在所述绝缘材料光谱数据库中确定所述待测绝缘材料的实际老化程度。
本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
上述对本申请特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请的实施例可以有各种更改和变化。凡在本申请实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估方法，其特征在于，所述方法包括：
获取第一绝缘材料沿面放电下的辐射光谱，并将所述第一绝缘材料的辐射光谱划分为多个辐射光谱带；
基于所述多个辐射光谱带对应的波段范围，确定对应所述波段范围的多个滤光片；
获取第二绝缘材料沿面放电下的光信号，通过所述多个滤光片将所述光信号分为多路子光信号，并获取所述多路子光信号对应的多路光谱数据；其中，所述第一绝缘材料与所述第二绝缘材料是由同一块实验绝缘材料裁剪得到的；
计算所述多路光谱数据中，每路光谱数据的辐射强度比；
获取所述实验绝缘材料的类型以及老化程度，并将所述实验绝缘材料的类型、老化程度、所述实验绝缘材料对应的辐射光谱带的波段范围以及每个波段范围内的辐射强度比，保存到绝缘材料光谱数据库中；
获取待测绝缘材料沿面放电下的待测光信号，并根据所述待测绝缘材料的类型以及所述待测光信号的实际辐射强度占比，在所述绝缘材料光谱数据库中确定所述待测绝缘材料的实际老化程度。
2.根据权利要求1所述的一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估方法，其特征在于，获取第一绝缘材料沿面放电下的辐射光谱，并将所述辐射光谱波长划分为多个辐射光谱带，具体包括：
在辐射光谱测量装置中对所述第一绝缘材料进行沿面放电实验，获取所述沿面放电实验过程中产生的光信号，并将所述光信号经光纤准直镜输入到光谱仪中，得到所述第一绝缘材料对应的辐射光谱；
将所述辐射光谱绘制为光谱分布曲线；其中，所述光谱分布曲线的横坐标为波长，纵坐标为辐射强度；
根据所述光谱分布曲线上每个数据点的辐射强度，确定所述光谱分布曲线的梯度变化曲线；
在所述梯度变化曲线中，确定出大于第一预设阈值的所有峰值，并将每个峰值在所述梯度变化曲线中的横坐标对应的波长作为分界线，将所述辐射光谱划分为多个辐射光谱带。
3.根据权利要求2所述的一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估方法，其特征在于，根据所述光谱分布曲线上每个数据点的辐射强度，确定所述光谱分布曲线的梯度变化曲线，具体包括：
根据Gi＝|Ii+1-Ii|，得到所述光谱分布曲线上每个数据点的梯度值Gi；其中，Ii为所述光谱分布曲线上第i个数据点的辐射强度；Ii+1为所述光谱分布曲线上第i+1个数据点的辐射强度；
以第i个数据点的辐射强度对应的波长为横坐标，以所述梯度值Gi为纵坐标，绘制所述光谱分布曲线的梯度变化曲线。
4.根据权利要求1所述的一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估方法，其特征在于，获取第二绝缘材料沿面放电下的光信号，通过所述多个滤光片将所述光信号分为多路子光信号，并获取所述多路子光信号对应的多路光谱数据，具体包括：
将所述多个滤光片作为多个光谱通道的端窗，安装在多光谱测量装置的观察窗口处，并在多光谱测量装置中对所述第二绝缘材料进行相同的沿面放电实验，获取所述沿面放电实验过程中产生的光信号；
将所述光信号通过所述多个滤光片，输入到不同的光谱通道；并通过与每个滤波片分别连接的光电传感器，对进入不同光谱通道的子光信号进行光电转换；
对光电转换后的多路子光信号进行波形放大处理以及降频采样处理，得到所述多路光谱数据。
5.根据权利要求1所述的一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估方法，其特征在于，计算所述多路光谱数据中，每路光谱数据的辐射强度占比，具体包括：
计算每路光谱信号的光辐射强度平均值，以及所有路光谱信号的光辐射强度平均值之和；
计算所述每路光谱信号的光辐射强度平均值与所述光辐射强度平均值之和的比值，得到所述每路光谱数据的辐射强度占比。
6.根据权利要求1所述的一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估方法，其特征在于，在获取待测绝缘材料在沿面放电下的待测光信号之后，所述方法还包括：
根据所述待测绝缘材料的类型，在所述绝缘材料光谱数据库中查找对应的多个辐射光谱带的波段范围；
基于查找到的多个辐射光谱带的波段范围，选取对应所述波段范围的多个滤光片，将选取的多个滤光片作为多个光谱通道的端窗，安装在多光谱测量装置的观察窗口处，并在多光谱测量装置中对所述待测绝缘材料进行相同的沿面放电实验，获取所述沿面放电实验过程中产生的待测光信号；
将所述待测光信号通过所述多个滤光片，输入到不同的光谱通道；并通过与每个滤波片分别连接的光电传感器，对进入不同光谱通道的光信号进行处理后得到所述待测光信号的多路待测光谱数据；
计算所述多路待测光谱数据中，每路待测光谱数据的实际辐射强度占比。
7.根据权利要求6所述的一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估方法，其特征在于，根据所述待测绝缘材料的类型以及所述待测光信号的实际辐射强度占比，在所述绝缘材料光谱数据库中确定所述待测绝缘材料的实际老化程度，具体包括：
以所述待测绝缘材料的类型以及每个辐射光谱带的实际辐射强度占比为查找条件，在所述绝缘材料光谱数据库中查找对应的老化程度，得到所述待测绝缘材料的实际老化程度。
8.根据权利要求1所述的一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估方法，其特征在于，所述方法还包括：
若在所述绝缘材料光谱数据库中，查找不到与所述待测光信号的实际辐射强度占比相同的数据，则将所述待测绝缘材料对应的全部数据提取出来；
在提取出的全部数据中，获取每一个辐射光谱带对应的所有辐射强度占比数据；
在获取的每一个辐射光谱带的所有辐射强度占比数据中，确定出与所述待测绝缘材料的对应辐射光谱带的实际辐射强度占比最接近的辐射强度占比数据，并将所述最接近的辐射强度占比数据对应的老化程度确定为当前辐射光谱带的待定老化程度；
在每一个辐射光谱带的待定老化程度中，将数值相同的待定老化程度归为一类，并统计每一类中包含的待定老化程度的数量；
将包含待定老化程度的数量最多的一类中的待定老化程度，确定为所述待测绝缘材料的实际老化程度。
9.根据权利要求1所述的一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述绝缘材料光谱数据库中，查找不到所述待测绝缘材料的类型，则通过不同程度的热老化处理，制备不同老化程度的待测绝缘材料，并对所述不同老化程度的待测绝缘材料进行沿面放电实验，获取对应的辐射光谱；
根据所述待测绝缘材料的辐射光谱，得到对应的辐射光谱带以及每个辐射光谱带的辐射强度占比；
将所述待测绝缘材料的类型、老化程度、辐射光谱带以及每个辐射光谱带的辐射强度占比更新到所述绝缘材料光谱数据库中。
10.一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估设备，其特征在于，所述设备包括：
至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
存储器存储有能够被至少一个处理器执行的指令，以使至少一个处理器能够执行根据权利要求1-9任一项所述的一种封闭式电力设备绝缘材料老化状态评估方法。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102520323A (zh) * 2011-12-15 2012-06-27 国网电力科学研究院 基于高光谱的复合绝缘子老化运行状态检测方法
CN106199350A (zh) * 2016-06-27 2016-12-07 上海电力学院 一种橡塑电缆绝缘老化状态评估方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105572102B (zh) * 2016-01-15 2017-03-08 清华大学深圳研究生院 一种硅橡胶复合绝缘材料老化状态检测方法
CN110954793B (zh) * 2019-12-10 2021-06-01 西安交通大学 基于光谱成像的复合绝缘子伞裙老化检测方法及检测装置
CN111126497B (zh) * 2019-12-25 2023-05-02 深圳供电局有限公司 变压器固体绝缘材料老化状态评估方法
CN111595810A (zh) * 2020-05-25 2020-08-28 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于太赫兹检测的绝缘材料评估方法
CN112557834B (zh) * 2020-10-19 2022-11-01 重庆大学 基于拉曼光谱的油纸绝缘设备老化诊断方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102520323A (zh) * 2011-12-15 2012-06-27 国网电力科学研究院 基于高光谱的复合绝缘子老化运行状态检测方法
CN106199350A (zh) * 2016-06-27 2016-12-07 上海电力学院 一种橡塑电缆绝缘老化状态评估方法

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