一种中压电缆损坏风险评估方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及电缆分析技术领域，尤其涉及一种中压电缆损坏风险评估方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.随着城市用地日益紧张，中压电缆因其不占用地面空间而被大量应用于城市配电网中。同时，配网中压电缆在运行过程中面临以下问题：缺乏监测装置致使无法准确判断电缆状态，附件在人工制作过程难以保证质量可靠性，敷设方式以直埋为主导致电缆腐蚀老化严重。现有的检修手段一般是将电缆开挖后测量泄露电流，但此方法成本较高，且无法完成全线检测。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种中压电缆损坏风险评估方法、装置、设备及存储介质，旨在解决成本较高的技术问题。
4.为实现上述目的，本技术实施例第一方面提供了一种中压电缆损坏风险评估方法，所述中压电缆损坏风险评估方法包括以下步骤：
5.获取待测电缆的电缆负荷电流、电缆参数和土壤环境温度；
6.根据所述电缆负荷电流、所述电缆参数和所述土壤环境温度，确定电缆实时温度；
7.根据所述电缆实时温度，确定所述待测电缆在所述电缆实时温度下的电缆运行寿命；
8.根据所述电缆运行寿命，确定所述待测电缆在所述电缆实时温度下的电热老化运行寿命；
9.根据所述电热老化运行寿命，确定所述待测电缆的单日电缆电热绝缘损坏风险值；
10.获取所述待测电缆的厂家信息，并根据所述厂家信息确定电缆附件修正因子；
11.根据所述单日电缆电热绝缘损坏风险值和所述电缆附件修正因子，确定所述待测电缆的电缆绝缘损坏风险值。
12.在第一方面的一种实施方式中，还包括：
13.根据所述电缆绝缘损坏风险值，通过预测模型预测得出所述待测电缆的剩余电缆预测寿命。
14.在第一方面的一种实施方式中，所述电缆运行寿命的计算公式：
[0015][0016]
其中，τ为电缆运行寿命，e为热老化活化能，r为气体常数，t为电缆实时温度，a表示预设的常数。
[0017]
在第一方面的一种实施方式中，所述电热老化运行寿命的计算公式为：
[0018]
τ'＝kτ；
[0019]
其中，τ'表示电热老化运行寿命，τ表示电缆运行寿命，k为老化系数。
[0020]
在第一方面的一种实施方式中，所述单日电缆电热绝缘损坏风险值的计算公式为：
[0021][0022]
其中，τ'(i)表示第i个小时电缆温度对应的电热老化运行寿命，rd表示单日电缆电热绝缘损坏风险值。
[0023]
在第一方面的一种实施方式中，所述电缆附件修正因子的计算公式为：
[0024][0025]
其中，μ为电缆附件修正因子，e为自然对数，n为厂家数量，ηm为第m个厂家故障率，jm为第m个厂家的电缆数量。
[0026]
在第一方面的一种实施方式中，所述电缆绝缘损坏风险值的计算公式为：
[0027]
r＝d
×
rd
×
μ；
[0028]
其中，r为电缆绝缘损坏风险值，d为投运天数，rd为单日电缆电热绝缘损坏风险值，μ为电缆附件修正因子。
[0029]
本技术实施例第二方面提供了一种中压电缆损坏风险评估装置，所述中压电缆损坏风险评估装置包括：
[0030]
获取单元，用于获取待测电缆的电缆负荷电流、电缆参数和土壤环境温度；
[0031]
实时温度计算单元，用于根据所述电缆负荷电流、所述电缆参数和所述土壤环境温度，确定电缆实时温度；
[0032]
运行寿命计算单元，用于根据所述电缆实时温度，确定所述待测电缆在所述电缆实时温度下的电缆运行寿命；
[0033]
老化寿命计算单元，用于根据所述电缆运行寿命，确定所述待测电缆在所述电缆实时温度下的电热老化运行寿命；
[0034]
单日风险计算单元，用于根据所述电热老化运行寿命，确定所述待测电缆的单日电缆电热绝缘损坏风险值；
[0035]
修正因子计算单元，用于获取所述待测电缆的厂家信息，并根据所述厂家信息确定电缆附件修正因子；
[0036]
损坏风险值计算单元，用于根据所述单日电缆电热绝缘损坏风险值和所述电缆附件修正因子，确定所述待测电缆的电缆绝缘损坏风险值。
[0037]
本技术实施例第三方面提供了一种电子设备，所述电子设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中：所述计算机程序被所述处理器执行时实现如第一方面所述的中压电缆损坏风险评估方法的步骤。
[0038]
本技术实施例第四方面提供了一种计算机存储介质，所述计算机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第一方面所述的中压电缆损坏风险评估方法的步骤。
[0039]
本发明的上述方案至少包括以下有益效果是：
[0040]
本发明一种中压电缆损坏风险评估方法、装置、设备及存储介质通过模型构造结合待测电缆的数据能够快速且全覆盖完成电缆绝缘损坏风险评估，不仅效率较高，而且能大大节省了人力物力财力，对电网人员针对性电缆维护工作具有指导意义。
[0041]
进一步，本发明还能对电缆剩余寿命进行预测，从而可以直观反映电缆运行状态。
附图说明
[0042]
为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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。
[0043]
图1是本发明一种中压电缆损坏风险评估方法的步骤流程图；
[0044]
图2是本发明一种中压电缆损坏风险评估装置的模块方框图。
具体实施方式
[0045]
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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0046]
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0047]
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0048]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0049]
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0050]
参考图1，本技术实施例提供了一种中压电缆损坏风险评估方法，所述中压电缆损坏风险评估方法包括以下步骤：
[0051]
s1、获取待测电缆的电缆负荷电流、电缆参数和土壤环境温度。
[0052]
s2、根据所述电缆负荷电流、所述电缆参数和所述土壤环境温度，确定电缆实时温度。
[0053]
本实施例中，电缆参数包括额定载流量和电缆最高运行温度，可以通过以下公式计算电缆实时温度：
[0054][0055][0056]
其中，tc(δti)为δti时的电缆实时温度；t
l
(δti)为负荷在δti时由负荷电流i
l
(δti)产生的热量；ta(δti)为在δti时的土壤环境温度；k为热交换系数；i
l
(δti)为在δti时的电缆负荷电流；ir为额定载流量，可由电缆型号(类型、截面积)确定；t
max
为电缆最高运行温度，一般取90℃；t
a,0
为基本环境温度(这里取20℃)，通过上述两公式的结合代入计算可以计算出电缆实时温度。
[0057]
s3、根据所述电缆实时温度，确定所述待测电缆在所述电缆实时温度下的电缆运行寿命。
[0058]
本实施例中，电缆运行寿命的计算公式：
[0059][0060]
其中，τ为电缆运行寿命，e为热老化活化能，r为气体常数，t为电缆实时温度。a表示预设的常数，可由实验数据计算得到，根据实验研究数据150℃交联聚乙烯电缆寿命336h，70℃寿命6.52
×
105h。
[0061]
s4、根据所述电缆运行寿命，确定所述待测电缆在所述电缆实时温度下的电热老化运行寿命。
[0062]
本实施例中，所述电热老化运行寿命的计算公式为：
[0063]
τ'＝kτ；
[0064]
其中，τ'表示电热老化运行寿命，τ表示电缆运行寿命，k为老化系数，本实施例中取0.95。
[0065]
s5、根据所述电热老化运行寿命，确定所述待测电缆的单日电缆电热绝缘损坏风险值。
[0066]
本实施例中，所述单日电缆电热绝缘损坏风险值的计算公式为：
[0067][0068]
其中，τ'(i)表示第i个小时电缆温度对应的电热老化运行寿命，rd表示单日电缆电热绝缘损坏风险值。
[0069]
s6、获取所述待测电缆的厂家信息，并根据所述厂家信息确定电缆附件修正因子。
[0070]
本实施例中，厂家信息包括厂家数量、厂家故障率和厂家的电缆数量，由于每条电缆由多条电缆本体与电缆附件组合形成，而电缆附件往往为较易发生故障的设备，因此考虑电缆附件修正因子对损坏风险进行修正。所以电缆附件修正因子的计算公式为：
[0071][0072]
其中，μ为电缆附件修正因子，e为自然对数，n为厂家数量，ηm为第m个厂家故障率，jm为第m个厂家的电缆数量。
[0073]
s7、根据所述单日电缆电热绝缘损坏风险值和所述电缆附件修正因子，确定所述待测电缆的电缆绝缘损坏风险值。
[0074]
本实施例中，结合电缆投运时间，考虑到负荷具有周期性，则以日为循环周期，在当前状态下电缆绝缘损坏风险值的计算公式为：
[0075]
r＝d
×
rd
×
μ；
[0076]
其中，r为电缆绝缘损坏风险值，d为投运天数，rd为单日电缆电热绝缘损坏风险值，μ为电缆附件修正因子，若此电缆无附件则电缆附件修正因子为1。。
[0077]
在一种实施方式中，还包括：
[0078]
s8、根据所述电缆绝缘损坏风险值，通过预测模型预测得出所述待测电缆的剩余电缆预测寿命。
[0079]
本实施例中，预测模型采用gm(1,1)模型，在得到当前运行状态下的风险值r后，按照每日负荷数据计算累积一段时间的风险值形成时间序列r0＝{r(0),r(1),
…
r(n)}。累加形成r1＝{r1(0),r1(1),
…
r1(n)}，其中：
[0080][0081]
构造z1序列，k＝2,3
…
n：
[0082][0083]
灰色微方程即为：
[0084]
r(k)+az1(k)＝b
[0085][0086]
令：
[0087][0088]
则待求变量a、b可表达为:
[0089][0090]
灰色微方程时间响应为(k＝1,2,
…
n)：
[0091][0092]
还原预测值为：
[0093][0094]
求出时的k值即为剩余电缆预测寿命。
[0095]
参考图2，本技术实施例提供了一种中压电缆损坏风险评估装置，所述中压电缆损坏风险评估装置包括：
[0096]
创建单元，用于响应于步骤块创建指令，在目标区域添加事件步骤块；
[0097]
关联单元，用于响应于流程连接指令，对各所述事件步骤块进行关联连接。
[0098]
其中，中压电缆损坏风险评估装置的各个功能模块实现的步骤可参照本发明中压电缆损坏风险评估方法的各个实施例，此处不再赘述。
[0099]
此外，本发明实施例还提出一种电子设备，所述电子设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中：
[0100]
所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述各实施例中所述的中压电缆损坏风险评估方法的步骤。
[0101]
此外，本发明实施例还提出一种计算机存储介质。
[0102]
所述计算机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上述实施例提供的中压电缆损坏风险评估方法中的操作。
[0103]
从上述内容可知，本发明通过模型构造结合待测电缆的数据能够快速且全覆盖完成电缆绝缘损坏风险评估，不仅效率较高，而且能大大节省了人力物力财力，对电网人员针对性电缆维护工作具有指导意义。
[0104]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体/操作/对象与另一个实体/操作/对象区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体/操作/对象之间存在任何这种实际的关系或者顺序；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过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，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过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0105]
对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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。可以根据实际的需要选择中的部分或者全部模块来实现本发明方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0106]
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0107]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0108]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发
明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。