一种单芯电缆接头的接触电阻分析方法及相关装置与流程

本技术涉及电力电缆，尤其涉及一种单芯电缆接头的接触电阻分析方法及相关装置。

背景技术：

1、据统计，电缆在运行中有80％以上的故障发生于电缆接头处，温度过高是造成中间接头出现故障的主要原因之一。电缆导体与压接管之间的机械或压力连接由于强度不够，从而增大了导体与压接管之间的接触电阻，随着电流的增大导致连接处的损耗也在增大，温度也相应升高。中间接头发热导致在接头处的氧化膜变厚，从而进一步增大接触电阻，如此反复循环下去导致温度越来越高，最终使绝缘层受到破坏，造成重大事故隐患。因此，研究电缆接头的接触电阻对于电缆接头故障预警具有重要意义。

2、现有技术中对电缆接头的接触电阻研究，如：专利cn110456155b公开了一种测量电缆中间接头各接触面的接触电阻的方法，该方法能够测量、计算得出电缆中间接头各接触面的接触电阻,便于发现、分析电缆中间接头存在的问题。如：专利cn107203688b公开了一种电缆中间接头压接管处接触电阻计算方法，该方法可解决当前电缆输电线路中间接头与连接管压接时无理论模型计算方法的窘态,为实现电力电缆输电的安全运行提供重要依据,为压接工艺初始设计提供可靠参考；上述技术均提供了不同方案的电缆接头接触电阻监测装置和计算方法。

3、但是在对电缆接头接触电阻进行感知时，以上方法有以下严重缺陷：在实际的工业现场，以上单芯电缆接头接触电阻测算方法需要测量的参数较多，测算工序复杂，时间成本较大，实际应用无法达到接触电阻快速判断的目的，更无法达到单芯电缆接头接触电阻在线监测的工业需求。因此针对单芯电缆接头接触电阻的快速感知，有必要进行针对性研究。

技术实现思路

1、本技术提供了一种单芯电缆接头的接触电阻分析方法及相关装置，用于解决现有技术测算测序复杂，无法快速判断单芯电缆接头的接触电阻，导致无法实现在线监测的技术问题。

2、有鉴于此，本技术第一方面提供了一种单芯电缆接头的接触电阻分析方法，所述方法包括：

3、通过有限元仿真技术构建单芯电缆接头的温度场仿真模型，基于所述温度场仿真模型模拟工业现场的单芯电缆接头的结构参数和环境参数，得到单芯电缆接头的温度场分布仿真结果；

4、根据所述温度场分布仿真结果确定温度敏感点并作为测温点，并基于所述温度场仿真模型获取大量在不同接触电阻区间的热点温度数据集，作为训练数据；

5、通过支持向量机算法svm根据所述训练数据对不同热点温度进行反演训练，同时通过蝙蝠算法ba对支持向量机算法进行参数寻优，从而构建ba-svm反演模型；

6、通过所述测温点获取待测单芯电缆接头表面的温度数据，并作为输入数据集输入到所述ba-svm反演模型中，输出待测单芯电缆接头的接触电阻区间，用于对待测单芯电缆接头状态进行在线监测。

7、可选地，所述同时通过蝙蝠算法ba对支持向量机算法进行参数寻优，具体包括：

8、确定蝙蝠算法参数，并对种群初始化，随机产生种群规模n的初始种群，此时进化代数为0，对数据进行归一化处理；

9、通过随机生成的c，g值对支持向量机算法svm进行网络训练，将误差值作为适应度函数，并评价适应度值；

10、判断是否达到最大迭代次数或者满足终止条件，若是，则输出最佳c，g值，否则，迭代更新蝙蝠的位置、速度和脉冲频率，直到产生全局最优解和最小适应度值，得到最优c，g值；

11、将最优c，g值作为支持向量机算法svm的参数。

12、可选地，所述通过支持向量机算法svm根据所述训练数据对不同热点温度进行反演训练，具体包括：

13、将所述训练数据生成样本集合{(si，li)|si∈rw，li∈{-1，+1}，i＝1，2，…，n}，式中，si是w维样本，li是类别标签；

14、构建若干个二分类器，通过每个分类器将其中一类样本与其他样本分开，从而将样本全部分类。

15、可选地，所述通过有限元仿真技术构建单芯电缆接头的温度场仿真模型，具体包括：通过ansys有限元仿真计算软件构建单芯电缆接头的温度场仿真模型。

16、本技术第二方面提供一种单芯电缆接头的接触电阻分析系统，所述系统包括：

17、仿真模块，用于通过有限元仿真技术构建单芯电缆接头的温度场仿真模型，基于所述温度场仿真模型模拟工业现场的单芯电缆接头的结构参数和环境参数，得到单芯电缆接头的温度场分布仿真结果；

18、获取模块，用于根据所述温度场分布仿真结果确定温度敏感点并作为测温点，并基于所述温度场仿真模型获取大量在不同接触电阻区间的热点温度数据集，作为训练数据；

19、构建模块，用于通过支持向量机算法svm根据所述训练数据对不同热点温度进行反演训练，同时通过蝙蝠算法ba对支持向量机算法进行参数寻优，从而构建ba-svm反演模型；

20、分析模块，用于通过所述测温点获取待测单芯电缆接头表面的温度数据，并作为输入数据集输入到所述ba-svm反演模型中，输出待测单芯电缆接头的接触电阻区间，用于对待测单芯电缆接头状态进行在线监测。

21、可选地，所述通过蝙蝠算法ba对支持向量机算法进行参数寻优，具体包括：

22、确定蝙蝠算法参数，并对种群初始化，随机产生种群规模n的初始种群，此时进化代数为0，对数据进行归一化处理；

23、通过随机生成的c，g值对支持向量机算法svm进行网络训练，将误差值作为适应度函数，并评价适应度值；

24、判断是否达到最大迭代次数或者满足终止条件，若是，则输出最佳c，g值，否则，迭代更新蝙蝠的位置、速度和脉冲频率，直到产生全局最优解和最小适应度值，得到最优c，g值；

25、将最优c，g值作为支持向量机算法svm的参数。

26、可选地，所述通过支持向量机算法svm根据所述训练数据对不同热点温度进行反演训练，具体包括：

27、将所述训练数据生成样本集合{(si，li)|si∈rw，li∈{-1，+1}，i＝1，2，…，n}，式中，si是w维样本，li是类别标签；

28、构建若干个二分类器，通过每个分类器将其中一类样本与其他样本分开，从而将样本全部分类。

29、可选地，所述通过有限元仿真技术构建单芯电缆接头的温度场仿真模型，具体包括：通过ansys有限元仿真计算软件构建单芯电缆接头的温度场仿真模型。

30、本技术第三方面提供一种单芯电缆接头的接触电阻分析设备，所述设备包括处理器以及存储器：

31、所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

32、所述处理器用于根据所述程序代码中的指令，执行如上述第一方面所述的单芯电缆接头的接触电阻分析方法的步骤。

33、本技术第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述第一方面所述的单芯电缆接头的接触电阻分析方法。

34、从以上技术方案可以看出，本技术具有以下优点：

35、本技术提供了一种单芯电缆接头的接触电阻分析方法，包括：通过有限元仿真技术构建单芯电缆接头的温度场仿真模型，基于温度场仿真模型模拟工业现场的单芯电缆接头的结构参数和环境参数，得到单芯电缆接头的温度场分布仿真结果；根据温度场分布仿真结果确定温度敏感点并作为测温点，并基于温度场仿真模型获取大量在不同接触电阻区间的热点温度数据集，作为训练数据；通过支持向量机算法svm根据训练数据对不同热点温度进行反演训练，同时通过蝙蝠算法ba对支持向量机算法进行参数寻优，从而构建ba-svm反演模型；通过测温点获取待测单芯电缆接头表面的温度数据，并作为输入数据集输入到ba-svm反演模型中，输出待测单芯电缆接头的接触电阻区间，用于对待测单芯电缆接头状态进行在线监测。

36、与现有技术相比，本技术通过对单芯电缆接头接触电阻感知方式进行扩展改进，基于svm(支持向量机)算法开发电缆接触电阻反演感知模型，利用ba(蝙蝠)算法对优化反演模型参数，提高模型反演的精确度。利用实际现场实时监测到的单芯电缆接头表面热点温度，对电缆接头接触电阻进行区间快速判断，大大简化工业现场单芯电缆接头接触电阻的感知工序和流程，减少工业应用时的单芯电缆接头热故障的严重漏判或误判。