一种基于风险评估的电缆退役更换方法技术

本发明专利技术涉及电力电缆工程领域，具体公开了一种基于风险评估的电缆退役更换方法，包括：将某段电缆线路分散为电缆本体和若干电缆附件；获取电缆本体的若干故障参量的第一故障概率，根据若干第一故障概率获取每段电缆本体的第一总故障概率；获取每个电缆附件的若干故障参量的第二故障概率，根据若干第二故障概率获取每个电缆附件的第二总故障概率；根据第一总故障概率判断电缆本体的健康等级，根据每个电缆附件的若干第二总故障概率判断其健康等级；评定电缆本体和每个电缆附件的重要等级；根据电缆本体和每个电缆附件各自的健康等级和重要等级制定退役更换策略。该方法能为老旧电缆退役更换的决策提供依据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于风险评估的电缆退役更换方法
本专利技术属于电力电缆工程领域，特别涉及一种基于风险评估的电缆退役更换方法。
技术介绍
高压电缆寿命设计主流思想一般依据反幂定律，并评估温度影响因素及安全裕度进行设计，其中温度与安全裕度一般按经验系数，其中厂家设计的寿命是基于满载情况下，即XLPE温度长期运行在90度情况下，而电缆实际负荷水平极少数达到满载状态，即使满载状态，持续时间也比较短，因此大部分电缆线路实际载流量和运行温度远低于设计水平，理论上来说此类运行条件下的电缆线路实际寿命应超过设计年限，国外也不乏运行远超过设计寿命的实际案例。也有个别线路存在长期过负荷运行、受潮等情况，或者因外力破坏、产品质量等因素多次跳闸，停送电过程中的过电压、界面热胀冷缩等也可能激发电缆本身的潜在缺陷，这些历史运行条件都是影响电缆实际寿命的重要因素。目前，国内已有大量电缆线路超过或接近设计寿命，属于需要特别关注的老旧电缆。针对此类电缆线路，运维单位一般会结合迁改、技改项目及故障抢修，取样电缆(含接头)开展寿命评估，根据评估结论采取措施，同时加强设备状态评价，缩短局部放电、红外检测和接地环流测试等试验项目的周期，以便及时掌握电缆运行状态。但目前尚无具体的寿命评估和状态评价办法，需要研究提出老旧电缆退役更换的决策依据，从而制定老旧电缆线路的运维策略。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于风险评估的电缆退役更换方法，从而克服的目前电缆线路尚无具体的寿命评估和状态评价的缺陷。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于风险评估的电缆退役更换方法，包括以下步骤：将某段电缆线路分散为电缆本体和若干电缆附件；获取所述电缆本体的若干故障参量的第一故障概率，根据若干所述第一故障概率获取每段所述电缆本体的第一总故障概率；获取每个所述电缆附件的若干故障参量的第二故障概率，根据若干所述第二故障概率获取每个所述电缆附件的第二总故障概率；根据所述第一总故障概率判断所述电缆本体的健康等级，根据每个所述电缆附件的所述第二总故障概率判断其健康等级；评定所述电缆本体和每个所述电缆附件的重要等级；根据所述电缆本体和每个所述电缆附件各自的健康等级和重要等级制定退役更换策略。优选的，上述技术方案中，所述退役更换策略具体包括：根据所述健康等级和重要等级建立二维坐标图；将所述二维坐标图划分为四个退役更换区域；根据所述电缆本体和每个所述电缆附件各自的健康等级和重要等级配置于对应的一个所述退役更换区域内。优选的，上述技术方案中，所述电缆本体的若干故障参量为电热老化、水树、家族缺陷。优选的，上述技术方案中，所述电缆附件的若干故障参量的故障参量为电热老化、水树、家族缺陷、机械应力。优选的，上述技术方案中，根据所述电缆本体和每个所述电缆附件各自的故障损失评定各自的重要等级。优选的，上述技术方案中，所述健康等级分为较好、良好、一般、较差。优选的，上述技术方案中，所述重要等级分为一般重要、中等重要、较为重要和非常重要。与现有的技术相比，本专利技术中的基于风险评估的电缆退役更换方法，结合电缆线路的电缆本体和电缆附件的健康等级和重要等级，提出电力电缆精益化运维检修策略和退役更换模型，为老旧电缆退役更换的决策提供依据。附图说明图1是根据本专利技术的基于风险评估的电缆退役更换方法的流程图。图2是根据本专利技术的电缆附件可靠性评估涉及的参量。图3是根据本专利技术的电缆本体可靠性评估涉及的参量。图4是根据本专利技术的电缆系统可靠性计算流程图。图5是根据本专利技术的基于风险评估的电缆退役更换二维图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。如图1所示，该实施例中的基于风险评估的电缆退役更换方法，包括以下步骤：步骤S100，将某段电缆线路分散为电缆本体和若干电缆附件。步骤S102，获取电缆本体的若干故障参量的第一故障概率，根据若干第一故障概率获取每段电缆本体的第一总故障概率；电缆本体的若干故障参量为电热老化、水树、家族缺陷。步骤S103，获取每个电缆附件的若干故障参量的第二故障概率，根据若干第二故障概率获取每个电缆附件的第二总故障概率，电缆附件的若干故障参量为电热老化、水树、家族缺陷、机械应力。步骤S104，根据第一总故障概率判断电缆本体的健康等级，根据每个电缆附件的第二总故障概率判断其健康等级；健康等级分为较好、良好、一般、较差。步骤S105，根据电缆本体和每个电缆附件各自的故障损失评定各自的重要等级，重要等级分为一般重要、中等重要、较为重要和非常重要。步骤S106，根据电缆本体和每个电缆附件各自的健康等级和重要等级制定退役更换策略。其中，退役更换策略具体包括：根据健康等级和重要等级建立二维坐标图；将二维坐标图划分为四个退役更换区域；根据电缆本体和每个电缆附件各自的健康等级和重要等级配置于对应的一个退役更换区域内。步骤S100具体的，分析每种电缆线路的电缆本体和电缆附件故障类型的影响因素，确定电缆本体和电缆附件可靠性评估的关键故障参量。图2和图3分别为电缆本体和电缆附件的可靠性评估可能涉及的故障参量。电缆附件和电缆本体在电缆早期故障时期，主要存在着制造质量缺陷、安装缺陷，即为图2中的家族缺陷。随着电缆运行时间的增加，电缆附件和电缆本体长期在机械应力、电和热应力的作用下，电缆发生电热老化和机械老化，期间还会有水分的侵入，因此还会发生水树老化，图2和图3中的列出了电热老化、水树老化和机械应力导致老化可能涉及的参量。步骤S102和步骤S103中具体的，可靠性是用于描述电力系统或其组件在其生命周期和特定工作环境下运行的能力。故障概率指的是在给定时间内，某一设备可能发生故障的可能性。电缆系统可靠性可以通过电缆故障概率进行评估，如式(1)所示。R(t)＝1-f(t)(1)式中，f(t)表示电缆系统故障概率；R(t)表示电缆系统的可靠性；t表示电缆线路的运行时间。电缆系统各组件可视为相互串联连接，因此电缆系统的可靠性的计算方法如式(2)所示。式中，RS为电缆系统的可靠性；RAi(t)为电缆本体的可靠性；RBi(t)为电缆附件的可靠性；FAi(t)为电缆本体的故障概率；FBi(t)为电缆附件的故障概率；n为不同的电缆本体区段段数；m为电缆系统内的附件个数。图4所示为电缆系统可靠性计算流程图，即电缆线路组成部分-涉及的故障类型-每一种故障类型的故障概率-电缆线路各组成部分的故障概率-电缆线路的可靠性。一、电热老化的故障概率收集电缆本体、附件和敷设形式的几何参数尺寸和电缆运行参数(如负荷电流、运行电压等)，使用多物理场有限元模型开展有限元仿真，得到电缆本体和附件运行时的导体温度和最大场强。根据Dalkin的理论，热老化是由于电缆负荷电流和电缆运行环境导致的温度升高，电缆绝缘发生化学反应引起的，化学反应的速率可用于描述老化率和温度的关系，这一关系可以用Arrhenius方程来表示。电老化通常是由于电缆长时间经受过电压导致的，可以用反幂模型和直属模型来表示。电热老化模型由Arrhenius方程，反幂模型和指数模型共同构成，如式(3)(4)所示。式中，L0是电缆参考寿命；E是最大电场强度；E0是电老化可以忽略的最大电场强度；bET是与电和热协同作用的相关参数；KB是波尔兹曼常本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于风险评估的电缆退役更换方法，其特征在于，包括以下步骤：将某段电缆线路分散为电缆本体和若干电缆附件；获取所述电缆本体的若干故障参量的第一故障概率，根据若干所述第一故障概率获取每段所述电缆本体的第一总故障概率；获取每个所述电缆附件的若干故障参量的第二故障概率，根据若干所述第二故障概率获取每个所述电缆附件的第二总故障概率；根据所述第一总故障概率判断所述电缆本体的健康等级，根据每个所述电缆附件的所述第二总故障概率判断其健康等级；评定所述电缆本体和每个所述电缆附件的重要等级；根据所述电缆本体和每个所述电缆附件的健康等级和重要等级制定退役更换策略。

【技术特征摘要】
1.一种基于风险评估的电缆退役更换方法，其特征在于，包括以下步骤：将某段电缆线路分散为电缆本体和若干电缆附件；获取所述电缆本体的若干故障参量的第一故障概率，根据若干所述第一故障概率获取每段所述电缆本体的第一总故障概率；获取每个所述电缆附件的若干故障参量的第二故障概率，根据若干所述第二故障概率获取每个所述电缆附件的第二总故障概率；根据所述第一总故障概率判断所述电缆本体的健康等级，根据每个所述电缆附件的所述第二总故障概率判断其健康等级；评定所述电缆本体和每个所述电缆附件的重要等级；根据所述电缆本体和每个所述电缆附件的健康等级和重要等级制定退役更换策略。2.根据权利要求1所述的基于风险评估的电缆退役更换方法，其特征在于，所述退役更换策略具体包括：根据所述健康等级和重要等级建立二维坐标图；将所述二维坐标图划分为四个退役更...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭金明，覃秀君，田树军，郭丽娟，李婧，朱时阳，黎大健，赵坚，黄锋，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广西,45