一种直流电缆绝缘状态判断方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种直流电缆绝缘状态判断方法，所述方法包括：获取电缆的电信号；根据所述电信号获取特征参数；获取特征参数权重；根据所述特征参数以及所述特征参数权重判断电缆绝缘状态。本发明专利技术提供的一种直流电缆绝缘状态判方法通过电缆的电信号获取特征参数和特征参数权重，根据所述特征参数以及所述特征参数权重判断电缆绝缘状态，无需改变电缆的运行状态、测试方便，无需接触带电设备、检测安全性高、判断准确度较高。

【技术实现步骤摘要】
一种直流电缆绝缘状态判断方法及系统
本专利技术涉及电力安全监测技术，具体涉及一种直流电缆绝缘状态判断方法及系统。
技术介绍
近年来，国内外直流输电线路投运数量不断增加，电压等级不断提高，我国南澳±160千伏世界首条三端柔性直流工程，舟山±200kV五端柔直输电工程，以及厦门和大连±320kV五端柔直电缆系统均已投运。ABB公司2014年已研制出的±525kVXLPE直流电缆。虽然直流电缆技术空前发展，但高压直流电缆及附件的绝缘带电检测、故障诊断等运维及信号后处理技术研究相对滞后。现有技术中如何选定检测直流电缆中潜伏的绝缘缺陷的特征参数以及利用特征参数合理评估电缆的绝缘状态尚未提出相应的方法。
技术实现思路
为解决上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术提供一种直流电缆绝缘状态判断方法及系统，无需改变电缆的运行状态、测试方便，无需接触带电设备、检测安全性高、判断准确度较高。本专利技术第一方面提供一种直流电缆绝缘状态判断方法，所述方法包括：获取电缆的电信号；根据所述电信号获取特征参数；获取特征参数权重；根据所述特征参数以及所述特征参数权重判断电缆绝缘状态。作为一种可选方案，所述电信号包括泄漏电流和局部放电信号。作为一种可选方案，所述特征参数包括泄漏电流特征参数和局部放电特征参数；所述泄漏电流特征参数包括统计参数和小波包特征量；所述局部放电特征参数包括放电量和放电重复率。作为一种可选方案，所述统计参数包括绝缘电阻、泄漏电流离散度、非线性系数和速率系数；所述小波包特征量包括小波包节点能量、节点能量均值及节点能量离散度。作为一种可选方案，所述获取各特征参数权重具体为：根据特征参数的重要性，采用预设权数确定方式，获取各特征参数权重；所述预设权数确定方式包括主观赋权法、客观赋权法、组合赋权法；所述主观赋权法包括层次分析法、G1法；所述客观赋权法包括CRITIC法熵权法；所述组合赋权法包括主观赋权法与客观赋权法各一种方法的组合。作为一种可选方案，所述方法还包括：创建训练样本库，所述训练样本库包括电缆各个状态的样本，使用所述训练样本库对RBF神经网络进行训练；所述根据所述特征参数以及所述特征参数权重判断电缆绝缘状态具体为：通过RBF神经网络根据所述特征参数以及所述特征参数权重判断电缆绝缘状态。作为一种可选方案，所述训练样本库中的样本的状态包括良好、一般、注意、严重。作为一种可选方案，所述通过RBF神经网络根据所述特征参数以及所述特征参数权重判断电缆绝缘状态具体为：获取判断因素的隶属函数；获取综合评价结果向量矩阵，基于最大隶属度原则，确定电缆绝缘状态。本专利技术第二方面提供一种直流电缆绝缘状态判断系统，所述系统包括：信号检测单元，用于获取电缆的电信号；特征参数提取单元，用于根据所述电信号获取特征参数；权数获取单元，用于获取特征参数权重；电缆绝缘状态判断单元，用于根据所述特征参数以及所述特征参数权重判断电缆绝缘状态。作为一种可选方案，所述系统包括样本训练单元，所述电缆绝缘状态判断单元包括RBF神经网络单元，所述RBF神经网络单元用于通过样本训练单元训练识别电缆绝缘状态。本专利技术的优点在于：本专利技术提供的一种直流电缆绝缘状态判方法通过电缆的电信号获取特征参数和特征参数权重，根据所述特征参数以及所述特征参数权重判断电缆绝缘状态，无需改变电缆的运行状态、测试方便，无需接触带电设备、检测安全性高、判断准确度较高。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种直流电缆绝缘状态判断方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的直流电缆状态评估模型；图3为本专利技术实施例提供的一种直流电缆绝缘状态判断系统的结构示意图。具体实施方式下面参照附图并结合具体的实施例，对本专利技术作进一步的详细说明。实施例一请参照图1，本专利技术实施例提供一种直流电缆绝缘状态判断方法的流程示意图，该方法包括1)选定直流电缆待检测点，检测泄漏电流和局部放电信号；2)针对泄漏电流和局部放电信号，提取特征参数，构成评价因素集；进一步地，泄漏电流特征参数包括统计参数和小波包特征量，其中统计参数由绝缘电阻、泄漏电流离散度、非线性系数、速率系数构成；小波包特征量由小波包节点能量、节点能量均值及节点能量离散度构成；局部放电特征参数由放电量、放电重复率构成。具体参数定义为：(A)泄漏电流的统计参数a)绝缘电阻：r＝U/I(8-1)式中，U为每个电压等级下外施电压，I为泄漏电流；b)泄漏电流离散度：式中，s为样本标准差；n为泄漏电流采样点数；xi为泄漏电流第i个样本点；为泄漏电流样本平均值。c)非线性系数b与速率系数a：I＝aUb(8-3)(B)泄漏电流小波包的特征量包括每个电压等级下泄漏电流的小波包节点能量E3,j、节点能量平均值Eav和节点能量离散度Eσ。(C)局部放电特征参数包括每个电压等级下平均放电量q(该电压等级加压时间内所有防电脉冲的放电量总和除以放电脉冲数量)与电压U的比值l＝q/U、平均放点重复率n(该电压等级下所有放电脉冲数量除以时间，单位次/min)与外施电压U的比值t＝n/U作为局部放电特征。对每根电缆样本施加多个电压等级，电压等级数量记为k，则子目标层中绝缘电阻的特征量为泄漏电流离散度非线性系数为和速率系数为s3＝[a,b]，3层小波包节点能量为节点能量平均值为节点能量离散度为放电量为放电重复率为3)按照特征参数的重要性，采取相应的权数确定方法，建立评价因素集及各参数权重。进一步地，权数确定方法可采用主观赋权法、客观赋权法、组合赋权法建立参数权重，主观赋权法包括层次分析法、G1法，客观赋权法包括CRITIC法、熵权法，组合赋权法包括主观赋权法与客观赋权法各一种方法的组合。本实施例中，采用组合赋权法为评价因素集中的各特征参数权重赋值。主观赋权法采用层次分析法，客观赋权法采用熵权法。主观赋权法采用在层次分析法基础上改进的模糊层次分析法(FAHP)对个体评价因素权重进行分配。设矩阵A＝(aij)n×m，若A满足aij+aji＝1，则称矩阵A为模糊互补矩阵。其中，aij表示评价因素ai比aj重要的程度，采用0.1～0.9标度法进行标度，重要性越大则标度越大。接着，利用模糊互补矩阵计算模糊一致矩阵R＝(rij)n×n，矩阵元素计算方法如下得到模糊一致矩阵R后，利用关系权重法计算各评价因素的权重wi′式中，α＝(n-1)/2，为调整参数。关系排序法具有分辨率高、评价因素权重区别明显的特点，因此用其计算权重比较合适。客观赋权法使用反熵权法，其能克服极端条件下指标权重趋于零的问题，同时能很好地体现指标之间的差异。记评价因素j判断直流电缆属于第i种老化状态的概率为cij∈[0,1]，且满足得到的模糊一致矩阵为C＝(cij)m×n。模糊一致矩阵建立方法如下：对于评价因素指标sj,j＝1,…,8此类具有多个特征量的评价因素，使用一定量的训练样本对RBF神经网络进行训练，样本共分为4种老化状态：良好、一般、注意、严重。使用训练好的RBF神经网络对某一待测数据集进行测试，假设评价指标sj判断该数据属于第i种老化状态的概率为pj(i)，使用下式计算cij：基于评价指标矩阵计算反熵：并基于反熵确定各指标权重：最后根据乘法集成法将两种权重进行融合得到组合赋权的权重4)建立综合评判模型评判集，采用相应方法确定评判因素的隶属函数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流电缆绝缘状态判断方法，其特征在于，所述方法包括：获取电缆的电信号；根据所述电信号获取特征参数；获取特征参数权重；根据所述特征参数以及所述特征参数权重判断电缆绝缘状态。

【技术特征摘要】
1.一种直流电缆绝缘状态判断方法，其特征在于，所述方法包括：获取电缆的电信号；根据所述电信号获取特征参数；获取特征参数权重；根据所述特征参数以及所述特征参数权重判断电缆绝缘状态。2.根据权利要求1所述的一种直流电缆绝缘状态判断方法，其特征在于，所述电信号包括泄漏电流和局部放电信号。3.根据权利要求2所述的一种直流电缆绝缘状态判断方法，其特征在于，所述特征参数包括泄漏电流特征参数和局部放电特征参数；所述泄漏电流特征参数包括统计参数和小波包特征量；所述局部放电特征参数包括放电量和放电重复率。4.根据权利要求3所述的一种直流电缆绝缘状态判断方法，其特征在于，所述统计参数包括绝缘电阻、泄漏电流离散度、非线性系数和速率系数；所述小波包特征量包括小波包节点能量、节点能量均值及节点能量离散度。5.根据权利要求1至4任一项所述的一种直流电缆绝缘状态判断方法，其特征在于，所述获取各特征参数权重具体为：根据特征参数的重要性，采用预设权数确定方式，获取各特征参数权重；所述预设权数确定方式包括主观赋权法、客观赋权法、组合赋权法；所述主观赋权法包括层次分析法、G1法；所述客观赋权法包括CRITIC法熵权法；所述组合赋权法包括主观赋权法与客观赋权法各一种方法的组合。6.根据权利要求1至4任一项所述的一种直流电缆绝缘状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：张静，周文，黄勤清，刘正阳，程林，肖黎，江翼，刘思逸，刘梦娜，徐惠，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，南瑞集团有限公司，国网浙江省电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42