一种高压电缆接头绝缘特性劣化预测方法、装置及存储介质与流程

专利2025-03-23  28


本发明属于高压电缆安全特性,尤其涉及一种高压电缆接头绝缘特性劣化预测方法、装置及存储介质。


背景技术:

1、近年来,平铝套交联聚乙烯(xlpe)电力电缆在电力系统中应用日益广泛,随着聚乙烯材料交联工艺的进步,xlpe电缆在城市电网的安全运行中发挥着越来越重要的作用。电缆接头是用来连接电缆与输配电线路及其相关配电装置的元件,xlpe电缆接头均为多层固体复合介质绝缘结构,xlpe电缆的绝缘介质损耗的大小,直接关系到电缆输电容量以及电缆的使用寿命及使用安全性。介损值越大,介质内部发热损耗越大,电缆的输电量越小,其使用寿命越短,使用安全性越低。

2、目前,随着对测量电缆的介电损耗值的研究,由之前的中低压电缆的介电损耗值的现场测量,发展到现今对高压电缆的介电损耗值的现场测量。虽然现场测量高电压电缆的介电损耗值的技术已经完善,但是并没有一个完善的可提前预测电缆绝缘特性优劣的方法,仍不能很好地防范电缆用电安全事故的发生。


技术实现思路

1、本发明在于提供一种高压电缆接头绝缘特性劣化预测方法、装置及存储介质,通过结合各绝缘特性参数在电缆绝缘特性在劣化中的重要性程度以及各绝缘特性参数劣化预测模型,设计出综合劣化预测模型对电缆的实时运行情况进行安全性预测并发出警报,实现了降低高压电缆用电安全事故发生的概率。

2、为达到上述目的,本发明是采用下述技术方案实现的:

3、第一方面,本发明提供一种高压电缆接头绝缘特性劣化预测方法,包括:

4、分别获取电缆运行状态下的实时温度、电缆护层环流以及局部放电;

5、分别构建电缆运行状态下的温升劣化预测模型、护层环流劣化预测模型以及局部放电劣化预测模型;

6、根据所述温升劣化预测模型、护层环流劣化预测模型、局部放电劣化预测模型以及各参数在电缆绝缘劣化中的重要性构建绝缘特性综合劣化预测模型;

7、将所述实时温度、实时电缆护层环流以及实时局部放电输入所述绝缘特性综合劣化预测模型,得出预测结果并发出相应警报。

8、可选地,所述分别获取电缆运行状态下的实时温度、电缆护层环流以及局部放电,包括:使用三路温度传感器分别实时采集各相线接头处的温度;使用三路环流互感器分别实时采集各相线接头处的对地环流值;使用局部放电采集系统实时采集各相线接头处的局部放电量和放电频次。

9、可选地,所述构建电缆运行状态下的温升劣化预测模型,包括:

10、根据电缆运行温度与电缆使用环境温度构建电缆运行温度劣化预测模型为:,其中,为电缆温度报警阈值,为电缆使用时环境温度,为电缆绝缘电阻下降到最低值时所对应的电缆的温度变化量;

11、根据所述电缆运行温度劣化预测模型构建温升预测劣化预测模型:

12、,

13、其中,为电缆温度的增长速率,,为电缆温度的实时测量值,为电缆温度上升的时间,。

14、可选地,所述构建电缆运行状态下的护层环流劣化预测模型,包括:

15、根据三相电缆中各相护层环流数据判断各相绝缘特性是否发生变化;

16、若某相绝缘特性发生变化,计算该相电缆护层环流的变化量,计算公式如下:

17、,

18、其中,表示i次电缆护层环流电流值的平均值,表示i+1次电缆护层环流电流值的平均值;

19、根据所述变化量计算该相电缆护层环流的变化率,计算公式如下:

20、,

21、其中,表示该相电缆护层环流变化的间隔时间;

22、根据所述变化率,得出该相电缆护层环流最大值:;

23、根据所述电缆护层环流最大值构建护层环流劣化预测模型:

24、。

25、可选地,所述根据三相电缆中各相护层环流数据判断各相绝缘特性是否发生变化,包括:

26、分别获取三相电缆中各相护层环流数据,所述电缆护层环流数据计算公式如下:

27、,

28、其中,表示n次电缆护层环流电流值的平均值;

29、根据所述各相护层环流数据判断各相电缆是否环流增大,若增大,检测电缆环流的突变值点,并将所述突变值点滤除,其中,计算突变值点的公式如下:

30、,

31、其中,表示各次电缆护层环流电流值与平均值之间的差值;

32、将环流增大判断与突变值点滤除操作进行循环迭代n次后,判断所述各相护层环流数据是否变大,若某相环流变大,该相绝缘特性发生变化。

33、可选地,所述构建电缆运行状态下的局部放电劣化预测模型,包括:

34、构建局部放电频次劣化预测模型:,其中,为各个小幅值局部放电的总频次,为各个小幅值局部放电的频次,为获取到的局部放电的最小幅值归一化;

35、构建局部放电幅值劣化预测模型:,其中,为最大局放幅值,为局放最大允许幅值;

36、构建局部放电总能量劣化预测模型:,其中,为幅值最大局放频次,为局部放电幅值最大值的局放总能量。

37、可选地,所述根据所述温升劣化预测模型、护层环流劣化预测模型、局部放电劣化预测模型以及各参数在电缆绝缘劣化中的重要性构建绝缘特性综合劣化预测模型,包括:

38、根据电缆绝缘特性各参数之间的关联性,得出综合劣化预测模型:

39、,

40、其中,为电缆绝缘报警综合值,为电缆运行监测参数,为对应参数的权重,为对应参数的监测最大值,为对应参数的报警阈值。

41、第二方面,本发明提供一种高压电缆接头绝缘特性劣化预测装置,包括:

42、各参数劣化预测模型构建模块:用于分别构建电缆运行状态下的温升劣化预测模型、护层环流劣化预测模型以及局部放电劣化预测模型;

43、综合劣化预测模型构建模块:用于根据所述温升劣化预测模型、护层环流劣化预测模型以及局部放电劣化预测模型构建绝缘特性综合劣化预测模型;

44、各参数获取模块:用于分别获取电缆运行状态下的实时温度、电缆护层环流以及局部放电;

45、劣化预测结果获取模块:用于将所述实时温度、实时电缆护层环流以及实时局部放电输入所述绝缘特性综合劣化预测模型,得出预测结果并发出相应警报。

46、第三方面,本发明提供一种计算机存储介质,其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第一方面所述的高压电缆接头绝缘特性劣化预测方法。

47、与现有技术相比,本发明所达到的有益效果:本发明通过提出电缆接头在运行状态下的温升劣化预测模型、护层环流劣化预测模型以及局部放电劣化预测模型,结合电缆接头处温度值、护层环流值、局部放电值在电缆绝缘特性劣化中的重要性的不同,设置电缆接头处温度值、对地环流值、局部放电值在电缆绝缘特性劣化中的比重,提出电缆接头绝缘特性综合劣化预测模型,对采集到的实时电缆接头温度、护层环流以及局部放电数据进行分析预测,并发出相应级别的报警信息实现高压电缆接头绝缘特性报警可预测性和可靠性,降低高压电缆用电安全事故发生的概率以及因此而发生的经济损失。


技术特征:

1.一种高压电缆接头绝缘特性劣化预测方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的高压电缆接头绝缘特性劣化预测方法,其特征在于,所述分别获取电缆运行状态下的实时温度、电缆护层环流以及局部放电,包括:使用三路温度传感器分别实时采集各相线接头处的温度;使用三路环流互感器分别实时采集各相线接头处的对地环流值;使用局部放电采集系统实时采集各相线接头处的局部放电量和放电频次。

3.根据权利要求1或2所述的高压电缆接头绝缘特性劣化预测方法,其特征在于,所述构建电缆运行状态下的温升劣化预测模型,包括:

4.根据权利要求3所述的高压电缆接头绝缘特性劣化预测方法,其特征在于,所述构建电缆运行状态下的护层环流劣化预测模型,包括:

5.根据权利要求4所述的高压电缆接头绝缘特性劣化预测方法,其特征在于,所述根据三相电缆中各相护层环流数据判断各相绝缘特性是否发生变化,包括:

6.根据权利要求5所述的高压电缆接头绝缘特性劣化预测方法,其特征在于,所述构建电缆运行状态下的局部放电劣化预测模型,包括:

7.根据权利要求6所述的高压电缆接头绝缘特性劣化预测方法,其特征在于,所述根据所述温升劣化预测模型、护层环流劣化预测模型、局部放电劣化预测模型以及各参数在电缆绝缘劣化中的重要性构建绝缘特性综合劣化预测模型,包括:

8.一种高压电缆接头绝缘特性劣化预测装置,其特征在于,包括:

9.一种计算机存储介质,其特征在于,其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至7任一项所述的高压电缆接头绝缘特性劣化预测方法。


技术总结
本发明公开了一种高压电缆接头绝缘特性劣化预测方法、装置及存储介质,属于高压电缆安全特性技术领域,所述方法包括:分别获取电缆运行状态下的实时温度、电缆护层环流以及局部放电;分别构建电缆运行状态下的温升劣化预测模型、护层环流劣化预测模型以及局部放电劣化预测模型;根据所述温升劣化预测模型、护层环流劣化预测模型、局部放电劣化预测模型以及各参数在电缆绝缘劣化中的重要性构建综合劣化预测模型;将所述实时温度、实时电缆护层环流以及实时局部放电输入所述综合劣化预测模型,得出预测结果并发出相应警报,实现了高压电缆接头绝缘特性报警可预测性和可靠性,降低高压电缆用电安全事故发生的概率以及因此而发生的经济损失。

技术研发人员:蒋超,栾奇麒,赵晟,陈春至,肖光民,徐嘉星,李春鹏,曹佳佳,蒋峰,王江彬,杜钰晗,郑宁宁
受保护的技术使用者:江苏方天电力技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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