一种对于电力电缆绝缘故障的诊断方法与流程

本发明涉及电力电缆绝缘故障的诊断，特别是涉及一种对于电力电缆绝缘故障的诊断方法。

背景技术：

1、电力电缆是现代电力系统中应用最为广泛的电力输送载体之一。因其覆盖面积广阔，线路结构复杂，同时在运行过程中，电缆批次和工艺混杂，现有的电缆绝缘性能监测手段不能很好的兼顾到各种类型的绝缘故障。电力电缆的绝缘性能同时受多方面因素影响，如线路过载、电缆绝缘层气隙游离、接驳工艺不良导致的热衰退问题；施工导致的机械损伤问题；潮湿环境、密封工艺导致的绝缘受潮问题；热老化、电气老化化学腐蚀导致的绝缘不良问题，感应雷过电压、操作过电压导致的电缆接头沿面闪络等问题都有可能造成电缆绝缘的不可逆伤害。

2、现有的电缆绝缘性能监测手段繁多，直流叠加法能够对贯穿性水树枝造成的电缆绝缘损坏进行判断，但对于未贯穿或绝缘整体老化相对严重的电缆绝缘损坏不具备良好的检测效果；而使用介质损耗角正切值的监测方法能够有效地反映电缆的整体绝缘老化程度，并且能够反映因热老化和受潮导致的电缆绝缘损坏特性的，但是这种方法不能体现电缆局部绝缘劣化和电缆接头出现的沿面闪络等绝缘性能下降；接地线电流法能够有效地验证电容电流与电缆绝缘状态的关系，并以此判断电缆绝缘性能，但这种方法的实现过于依赖于同一条电缆的历史数据采集，并需要结合概率统计进行工程实现；局部放电法应用于电缆线路时能够检测电缆绝缘的局部缺陷，并相对准确的定位缺陷部位，但在实际工作中因噪声或电磁信号的干扰导致其精度损失较大，为弥补此缺陷，其较多的与直流叠加法或介质损耗角正切值检测法结合应用。

3、针对电缆绝缘状态评估的众多方法中，都有该方法本身原因导致的一系列缺陷，影响着电缆绝缘状态评估的广泛性。且现有的众多电缆评估模型的构建上多针对与单一测量方法，如基于canny算法或k-means聚类算法是基于红外局放法进行背景噪声的滤除和所需目标量的精确提取，但这类方法受限于电缆复杂的分支结构和管井内前段设备分布方式，在应用中的局限性较大。开发一种能够根据电缆绝缘实际状态，以多种在线监测方法构建的故障表征层为后验事件概率，并对绝缘故障发生机理进行实时分析诊断的方法，对于提高电缆绝缘安全态势感知和检修维护具有实际工程意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提出一种电力电缆绝缘故障的诊断方法，解决如何对绝缘故障发生机理进行实时分析诊断并提高电缆绝缘安全态势感知的技术问题。

2、一方面，提供一种对于电力电缆绝缘故障的诊断方法，包括：

3、采集电缆绝缘参数，并对所述电缆绝缘参数进行预处理，确定电力电缆的真实绝缘状态；

4、根据所述电力电缆的真实绝缘状态计算预设的电缆绝缘网络模型中故障层的节点的先验概率，并根据该先验概率修正所述电缆绝缘网络模型；

5、通过修正后的所述电缆绝缘网络模型对电缆当前故障类型进行诊断，得到最终的诊断结果。

6、优选地，所述预设的电缆绝缘网络模型包括：

7、故障层，用于划分电缆绝缘故障类型，所述故障层的节点至少包括电缆绝缘受潮、电缆绝缘老化、电缆绝缘击穿、电缆接头沿面闪络及电缆起火；

8、表征层，用于表征与所述电缆绝缘故障类型对应的电缆绝缘故障参数信息，所述表征层的节点至少包括电缆绝缘层直流电流分量、电缆绝缘介质损耗角正切值、电缆接地线电容电流值、电缆绝缘局部脉冲放电电流值、电缆管井内温度值及电缆管井内水浸角。

9、优选地，所述对所述电缆绝缘参数进行预处理包括：

10、通过预设的半梯模型对所述电缆绝缘参数进行归一化处理并进行状态信息实时评价。

11、优选地，通过以下半梯模型对所述电缆绝缘参数进行处理：

12、

13、其中，x为电缆绝缘参数中的电力电缆绝缘性能实时状态量，v(x)为半梯形模型的泛化评价结果，ωna、ωnb分别为表征电力电缆绝缘性能参数的安全阈值。

14、优选地，所述根据所述电力电缆的真实绝缘状态计算预设的电缆绝缘网络模型中故障层的节点的先验概率包括：

15、根据所述电力电缆的真实绝缘状态确定电缆绝缘故障表征层节点进行三元编码取值；

16、根据所述三元编码取值确定对应的外部征兆类型，并该外部征兆类型重置电缆绝缘网络模型中故障层节点的先验概率。

17、优选地，根据以下公式确定电缆绝缘故障表征层节点进行三元编码取值：

18、

19、其中，ω(vn)为三元编码取值，x为电缆绝缘参数中的电力电缆绝缘性能实时状态量，vn为对应的外部征兆类型。

20、优选地，所述外部征兆类型包括：

21、电缆绝缘层直流电流分量，其对应的外部征兆类型为v1；

22、电缆绝缘介质损耗角正切值，其对应的外部征兆类型为v2；

23、电缆接地线电容电流值，其对应的外部征兆类型为v3；

24、电缆绝缘局部脉冲放电电流值，其对应的外部征兆类型为v4；

25、电缆管井内温度值，其对应的外部征兆类型为v5；

26、电缆管井内水浸角，其对应的外部征兆类型为v6。

27、优选地，根据以下公式重置电缆绝缘网络模型中故障层节点的先验概率：

28、

29、其中，pa(vn)为故障层节点，p(pa(vn))为故障层节点的先验概率。

30、优选地，还包括，

31、将电缆绝缘状态的实际工作状态信息作为推理证据，更新故障层并通过计算故障层节点的边缘条件概率，对电缆当前故障类型进行诊断；

32、其中，所述故障层节点至少包括电缆绝缘受潮s1、电缆绝缘老化s2、电缆绝缘击穿s3、电缆接头沿面闪络s4、电缆起火s5。

33、综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：

34、本发明提供的对于电力电缆绝缘故障的诊断方法，根据电缆绝缘状态的实际工况，将多种电力电缆监测方法作为故障表征层，并通过重置故障表征节点的先验概率，可以对模型故障层父节点概率进行修正，真实的反映导致电缆绝缘故障的原因，为电缆维护检修工作提供指导，并为检修周期和重点检查部位提供引导。综合多种绝缘监测方法的优点，并互补相互之间的缺陷，给予电力电缆完整的绝缘状态评估方法。

技术特征：

1.一种对于电力电缆绝缘故障的诊断方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的电缆绝缘网络模型包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述电缆绝缘参数进行预处理包括：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，通过以下半梯模型对所述电缆绝缘参数进行处理：

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述电力电缆的真实绝缘状态计算预设的电缆绝缘网络模型中故障层的节点的先验概率包括：

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据以下公式确定电缆绝缘故障表征层节点进行三元编码取值：

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述外部征兆类型包括：

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据以下公式重置电缆绝缘网络模型中故障层节点的先验概率：

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括，

技术总结
本发明提供一种对于电力电缆绝缘故障的诊断方法，包括，采集电缆绝缘参数，并对所述电缆绝缘参数进行预处理，确定电力电缆的真实绝缘状态；根据所述电力电缆的真实绝缘状态计算预设的电缆绝缘网络模型中故障层的节点的先验概率，并根据该先验概率修正所述电缆绝缘网络模型；通过修正后的所述电缆绝缘网络模型对电缆当前故障类型进行诊断，得到最终的诊断结果。本发明，根据电缆绝缘状态的实际工况，将多种电力电缆监测方法作为故障表征层，并通过重置故障表征节点的先验概率，可以对模型故障层父节点概率进行修正，真实的反映导致电缆绝缘故障的原因，为电缆维护检修工作提供指导，并为检修周期和重点检查部位提供引导。

技术研发人员：董章,李思尧,刘惠,陈雅旎,李俊潼,范蕾,杨兴驰,何明,陈春,李政洋,阳汉琨
受保护的技术使用者：深圳供电局有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13