一种开关柜绝缘状态联合监测方法与流程

本申请涉及开关柜技术领域，尤其涉及一种开关柜绝缘状态联合监测方法。

背景技术：

开关柜在我国工业领域应用较广泛，是配电网络中的重要组成部分，其稳定可靠工作至关重要。

随开关柜长时间运行，受周围环境影响，柜内绝缘状态逐渐劣化，如果不对开关柜及时进行状态监测，可能会造成后期无法预知的事故。出现绝缘缺陷时，其内部会产生局部放电信号。通过对局部放电信号的检测，可以提前预知开关柜内的绝缘缺陷，在进一步产生较严重的绝缘故障前，对开关柜进行检修，可以避免出现较大的经济损失。

但是，现有的检测方法其准确率有待商榷。多数检测方法手段使用的数据来自于实验室，在现场无法得到应用；且单一检测方法得到的信息有限，由于绝缘状态通过局部放电表现的信号多样，单一信号无法对开关柜绝缘状态做出较为准确的评估。

技术实现要素：

本申请提供了一种开关柜绝缘状态联合监测方法，以解决现有检测方法无法对开关柜绝缘状态做出较为准确的评估的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

本申请实施例公开了一种开关柜绝缘状态联合监测方法，包括：将开关柜绝缘状态划分为多个绝缘状态等级；

计算特高频信号隶属于各绝缘状态等级的概率；

计算光信号隶属于各绝缘状态等级的概率；

计算特高频检测和光纤检测的组合概率分配；

设置预设阈值，当隶属于某一绝缘状态等级的所述组合概率大于所述阈值时，判断此次采集的开关柜绝缘状态隶属于该绝缘状态等级。

可选的，所述将开关柜绝缘状态划分为多个绝缘状态等级包括：

整理开关柜历史数据，通过数据处理获得历史特高频信号能量值，利用聚类分析将开关柜绝缘状态划分为四个绝缘状态等级：r0(正常)、r1(预警状态)、r2(轻微绝缘故障)、r3(严重绝缘问题)，并获取各等级的特高频信号中心能量值c0、c1、c2、c3；

整理开关柜历史数据，通过数据处理获得历史光信号能量值，利用聚类分析将开关柜绝缘状态划分为四个绝缘状态等级：r0(正常)、r1(预警状态)、r2(轻微绝缘故障)、r3(严重绝缘问题)，并获取各等级的光信号中心能量值d0、d1、d2、d3。

可选的，，所述计算特高频信号隶属于各绝缘状态等级的概率包括：

利用特高频传感器采集局部放电时所产生的特高频信号；

对所述特高频信号进行滤波、去燥处理；

计算处理后的特高频信号隶分别属于r0、r1、r2、r3的概率，计算公式为：

式(1)中，pj为此次采集特高频信号的绝缘状态隶属于rj的概率，x代表处理后的特高频信号能量值，cj代表绝缘状态等级为rj的特高频信号中心能量值，ci代表绝缘状态等级为ri的特高频信号中心能量值。

可选的，所述计算光信号隶属于各绝缘状态等级的概率包括：

利用光纤传感器采集开关柜光信号；

通过光纤耦合器将采集到的光信号耦合到普通光纤进行传输，经过光电传感器转化成电信号，再经处理获得光信号能量值；

计算处理后的光信号能量值分别隶属于r0、r1、r2、r3的概率，计算公式为：

式(2)中，qk为此次采集光信号的绝缘状态隶属于rk的概率，y代表处理后的光信号能量值，dl代表绝缘状态等级为rl的光信号中心能量值，dk代表绝缘状态等级为rk的光信号中心能量值。

可选的，所述计算特高频检测和光信号检测的组合概率分配包括：利用证据理论，将特高频传感器和光纤传感器采集到的有效信息进行融合，计算归一化常数，计算公式为：

式(3)中，pi为此次采集特高频信号的绝缘状态隶属于ri的概率，qi为此次采集光信号的绝缘状态隶属于ri的概率，k为归一化常数；

计算组合概率分配，计算公式为：

式(4)中，p(ri)为隶属于ri的组合概率，pi为此次采集特高频信号的绝缘状态隶属于ri的概率，qi为此次采集光信号的绝缘状态隶属于ri的概率。

可选的，所述设置预设阈值为根据对开关柜绝缘状态监测的准确程度设定阈值。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供了一种开关柜绝缘状态联合监测方法，包括：将开关柜绝缘状态划分为多个绝缘状态等级；计算特高频信号隶属于各绝缘状态等级的概率；计算光信号隶属于各绝缘状态等级的概率；计算特高频检测和光纤检测的组合概率分配；设置预设阈值，当隶属于某一绝缘状态等级的所述组合概率大于所述阈值时，判断此次采集的开关柜绝缘状态隶属于该绝缘状态等级。本申请提供的技术方案采用特高频信号检测与光信号检测联合监测，并通过证据理论进行信息融合，对比开关柜历史数据，得到由特高频信号检测与光信号检测两种检测方法共同评估的绝缘状态，对使得该方法对开关柜绝缘状态的评估较为准确。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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。

图1为本申请实施例提供的一种开关柜绝缘状态监测方法的流程框图。

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，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

参见图1，为本申请实施例提供的一种开关柜绝缘状态监测方法的流程框图；本申请实施例提供了一种开关柜绝缘状态联合监测方法，包括：

将开关柜绝缘状态划分为多个绝缘状态等级，具体如下：整理开关柜历史数据，通过数据处理获得历史特高频信号能量值，利用聚类分析将开关柜绝缘状态划分为四个绝缘状态等级：r0(正常)、r1(预警状态)、r2(轻微绝缘故障)、r3(严重绝缘问题)，并获取各等级的特高频信号中心能量值c0、c1、c2、c3；

整理开关柜历史数据，通过数据处理获得历史光信号能量值，利用聚类分析将开关柜绝缘状态划分为四个绝缘状态等级：r0(正常)、r1(预警状态)、r2(轻微绝缘故障)、r3(严重绝缘问题)，并获取各等级的光信号中心能量值d0、d1、d2、d3。

计算特高频信号隶属于各绝缘状态等级的概率，具体方法为：利用特高频传感器采集局部放电时所产生的特高频信号；对所述特高频信号进行滤波、去燥处理；计算处理后的特高频信号隶分别属于r0、r1、r2、r3的概率，计算公式为：

式(1)中，pj为此次采集特高频信号的绝缘状态隶属于rj的概率，x代表处理后的特高频信号能量值，cj代表绝缘状态等级为rj的特高频信号中心能量值，ci代表绝缘状态等级为ri的特高频信号中心能量值。

计算光信号隶属于各绝缘状态等级的概率，具体方法为：利用光纤传感器采集开关柜光信号；

通过光纤耦合器将采集到的光信号耦合到普通光纤进行传输，经过光电传感器转化成电信号，再经处理获得光信号能量值；

计算处理后的光信号能量值分别隶属于r0、r1、r2、r3的概率，计算公式为：

式(2)中，qk为此次采集光信号的绝缘状态隶属于rk的概率，y代表处理后的光信号能量值，dl代表绝缘状态等级为rl的光信号中心能量值，dk代表绝缘状态等级为rk的光信号中心能量值。

计算特高频检测和光纤检测的组合概率分配，具体方法为，根据上述步骤得到的p0、p1、p2、p3和q0、q1、q2、q3，汇总得到如下表1：

表1为两种检测方法对于开关柜绝缘状态评估的基本概率分配汇总表

利用证据理论，将特高频传感器和光纤传感器采集到的有效信息进行融合，计算归一化常数k：计算公式为：

式(3)中，pi为此次采集特高频信号的绝缘状态隶属于ri的概率，qi为此次采集光信号的绝缘状态隶属于ri的概率，k为归一化常数。

再计算得到组合概率分配，计算公式为：

式(4)中，p(ri)为隶属于ri的组合概率，pi为此次采集特高频信号的绝缘状态隶属于ri的概率，qi为此次采集光信号的绝缘状态隶属于ri的概率。

根据对开关柜绝缘状态检测准确程度和严格度预设阈值ε，当隶属于某一绝缘状态的概率大于该阈值时，即max{p(ri)，i＝0，1...}＞ε时，判定此次采集的开关柜绝缘状态隶属于该等级ri。

本申请实施例公开了一种开关柜绝缘状态联合监测方法，包括：将开关柜绝缘状态划分为多个绝缘状态等级；计算特高频信号隶属于各绝缘状态等级的概率；计算光信号隶属于各绝缘状态等级的概率；计算特高频检测和光纤检测的组合概率分配；设置预设阈值，当隶属于某一绝缘状态等级的所述组合概率大于所述阈值时，判断此次采集的开关柜绝缘状态隶属于该绝缘状态等级。本申请提供的技术方案采用特高频信号检测与光信号检测联合监测，并通过证据理论进行信息融合，对比开关柜历史数据，得到由特高频信号检测与光信号检测两种检测方法共同评估的绝缘状态，对使得该方法对开关柜绝缘状态的评估较为准确。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。