一种油纸绝缘含水量评估方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种油纸绝缘含水量评估方法及装置，用以解决现有的评估方法无法保证油纸绝缘含水量评估的准确性及快速性的技术问题。方法包括：获取油纸绝缘样品在预设频率区间内的频域介电谱FDS测试结果；基于预设频率区间内的FDS测试结果，确定预设截止频率对应的FDS特征值；其中，预设截止频率为预设频率区间内的最小频率；将FDS特征值输入至油纸绝缘含水量评估模型中，确定油纸绝缘样品的含水量。本申请通过上述方法实现了油纸绝缘含水量评估，同时保证了评估结果的准确性以及评估过程的快速性。

【技术实现步骤摘要】
一种油纸绝缘含水量评估方法及装置
本申请涉及油纸绝缘设备状态诊断
，尤其涉及一种油纸绝缘含水量评估方法及装置。
技术介绍
电容型油纸套管主绝缘由油纸两相复合绝缘组成，其剩余寿命主要取决于内部油纸绝缘的状态。水分作为影响油纸绝缘套管运行状态最重要的因素之一，被视作套管绝缘系统的“头号威胁”。由于在电场作用下介电常数较大的水分子易极化为定向排列的“气体小桥”，导致绝缘劣化速度加快。同时，水分的增加会引起介质电导增大，油纸绝缘系统发热增加，水分汽化产生气泡，致使局放起始电压和击穿电压降低。因此，对油纸绝缘的含水量进行评估就显得尤为重要。但现有的对油纸绝缘含水量进行评估的方法，均使用全频段频域介电谱法(FrequencyDomainSpectroscopy,FDS)进行，不利于工况下快速获得测试结果，无法保证油纸绝缘含水量评估的准确性及快速性。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种油纸绝缘含水量评估方法及装置，用以解决现有的评估方法无法保证油纸绝缘含水量评估的准确性及快速性的技术问题。一方面，本申请实施例提供了一种油纸绝缘含水量评估方法，包括：获取油纸绝缘样品在预设频率区间内的频域介电谱FDS测试结果；基于预设频率区间内的FDS测试结果，确定预设截止频率对应的FDS特征值；其中，预设截止频率为预设频率区间内的最小频率；将FDS特征值输入至油纸绝缘含水量评估模型中，确定油纸绝缘样品的含水量。本申请实施例提供的一种油纸绝缘含水量评估方法，通过获取油纸绝缘在预设频率区间的频域介电谱法(FrequencyDomainSpectroscopy,FDS)测试结果，确定预设截止频率对应的FDS特征值，避免了使用全频段FDS测试结果进行评估的弊端，减少了工况下获取数据的时间，大大缩短了油纸绝缘含水量的评估时间，保证了油纸绝缘含水量评估的高效性及快速性。另外，通过油纸绝缘含水量评估模型进行含水量的评估，评估预测误差较小，能够保证油纸绝缘含水量评估结果的准确性，实现了快速、准确的评估油纸绝缘的含水量。在本申请的一种实现方式中，FDS特征值至少包括以下任一项或者多项：复电容实部、复电容虚部以及介质损耗因数。在本申请的一种实现方式中，在将FDS特征值输入至油纸绝缘含水量评估模型中之前，方法还包括：获取若干油浸纸样品；对若干油浸纸样品分别进行全频段FDS测试，以确定若干油浸纸样品分别对应的全频段FDS测试结果；基于全频段FDS测试结果，构建训练数据集以及测试数据集；将训练数据集输入至随机森林模型中进行训练；得到油纸绝缘含水量评估模型。在本申请的一种实现方式中，基于全频段FDS测试结果，构建训练数据集以及测试数据集，具体包括：以预设方式将全频段FDS测试结果进行划分，得到若干频率区间的FDS测试结果；对若干频率区间的FDS测试结果进行分层抽样，并对分层抽样后得到的抽样结果进行归一化处理，以完成训练数据集以及测试数据集的构建。在本申请的一种实现方式中，将训练数据集输入至随机森林模型中进行训练，具体包括：按照k折交叉验证将训练数据集划分为k个子集；将任意k-1个子集合并后输入至随机森林模型中进行训练。保证了随机森林模型参数确定的准确性，进而保证了通过该模型评估出的油纸绝缘含水量的准确性。在本申请的一种实现方式中，油纸绝缘含水量评估模型采用随机森林回归RFR模型进行训练。本申请实施例提供的一种油纸绝缘含水量评估方法，基于随机森林回归(RandomForestRegression，RFR)模型构建油纸绝缘含水量评估模型，相比于传统的支持向量机(SupportVectorMachine，SVM)模型或深度神经网络(DeepNeuralNetwork，DNN)模型，RFR模型在以决策树为基学习器构建Bagging集成的基础上，进一步在决策树的训练过程中引入随机属性选择，致使学习器间的差异性增大，泛化能力增强，同时训练时所需样本数较小，通过平均决策树降低了过拟合风险，因此可以达到较高的预测精度，进而能够保证油纸绝缘含水量评估结果的准确性。在本申请的一种实现方式中，在得到油纸绝缘含水量评估模型之后，方法还包括：将测试数据集输入至油纸绝缘含水量评估模型中，得到测试数据集对应的若干含水量评估结果；计算若干含水量评估结果与测试数据集对应的实际含水量之间的决定性系数以及均方根误差；在决定性系数大于第一预设阈值，以及均方根误差小于第二预设阈值的情况下，确定任一含水量评估结果对应的频率区间为预设频率区间。本申请实施例中，在得到油纸绝缘含水量评估模型之后，使用测试数据集对其进行测试，并将含水量评估结果与实际含水量比较后，计算出相应的决定性系数以及与均方根误差，可得到油纸绝缘含水量的准确评价。另外，通过决定性系数以及均方根误差还可以确定预设频率区间的范围，通过该频率区间的FDS测试结果对应的FDS特征值去进行油纸绝缘含水量的评估，即可缩短评估时间。在本申请的一种实现方式中，在将FDS特征值输入至油纸绝缘含水量评估模型中之前，方法还包括：对若干FDS特征进行重要度评价，得到各FDS特征对应的重要度评分结果；其中，若干FDS特征与FDS测试结果相关；在任一FDS特征对应的重要度评分结果符合预设条件的情况下，将任一FDS特征对应的FDS特征值输入至油纸绝缘含水量评估模型中。在本申请的一种实现方式中，预设条件包括：任一FDS特征的重要度评分结果最大值与重要度评分结果最小值之间的差值大于预设阈值。另一方面，本申请实施例还提供了一种油纸绝缘含水量评估装置，包括：获取模块，用于获取油纸绝缘样品在预设频率区间内的频域介电谱FDS测试结果；确定模块，用于基于预设频率区间内的FDS测试结果，确定预设截止频率对应的FDS特征值；其中，预设截止频率为预设频率区间内的最小频率；确定模块，还用于将FDS特征值输入至油纸绝缘含水量评估模型中，确定油纸绝缘样品的含水量。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为本申请实施例提供的一种油纸绝缘含水量评估方法流程图；图2为本申请实施例提供的FDS特征重要度分布示意图；图3为本申请实施例提供的RFR模型最优参数范围示意图；图4为本申请实施例提供的FDS分频段谱图；图5为本申请实施例提供的油纸绝缘含水量评估结果与实际含水量之间的拟合曲线；图6为本申请实施例提供的各频段对应的评价指标R2分布图；图7为本申请实施例提供的一种油纸绝缘含水量评估装置内部结构示意图。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油纸绝缘含水量评估方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取油纸绝缘样品在预设频率区间内的频域介电谱FDS测试结果；/n基于所述预设频率区间内的FDS测试结果，确定预设截止频率对应的FDS特征值；其中，所述预设截止频率为所述预设频率区间内的最小频率；/n将所述FDS特征值输入至油纸绝缘含水量评估模型中，确定所述油纸绝缘样品的含水量。/n

【技术特征摘要】
1.一种油纸绝缘含水量评估方法，其特征在于，所述方法包括：
获取油纸绝缘样品在预设频率区间内的频域介电谱FDS测试结果；
基于所述预设频率区间内的FDS测试结果，确定预设截止频率对应的FDS特征值；其中，所述预设截止频率为所述预设频率区间内的最小频率；
将所述FDS特征值输入至油纸绝缘含水量评估模型中，确定所述油纸绝缘样品的含水量。


2.根据权利要求1所述的一种油纸绝缘含水量评估方法，其特征在于，所述FDS特征值至少包括以下任一项或者多项：复电容实部、复电容虚部以及介质损耗因数。


3.根据权利要求1所述的一种油纸绝缘含水量评估方法，其特征在于，在将所述FDS特征值输入至油纸绝缘含水量评估模型中之前，所述方法还包括：
获取若干油浸纸样品；
对所述若干油浸纸样品分别进行全频段FDS测试，以确定所述若干油浸纸样品分别对应的全频段FDS测试结果；
基于所述全频段FDS测试结果，构建训练数据集以及测试数据集；
将所述训练数据集输入至随机森林模型中进行训练，得到所述油纸绝缘含水量评估模型。


4.根据权利要求3所述一种油纸绝缘含水量评估方法，其特征在于，基于所述全频段FDS测试结果，构建训练数据集以及测试数据集，具体包括：
以预设方式将所述全频段FDS测试结果进行划分，得到若干频率区间的FDS测试结果；
对所述若干频率区间的FDS测试结果进行分层抽样，并对分层抽样后得到的抽样结果进行归一化处理，以完成所述训练数据集以及测试数据集的构建。


5.根据权利要求3所述一种油纸绝缘含水量评估方法，其特征在于，将所述训练数据集输入至随机森林模型中进行训练，具体包括：
按照k折交叉验证，将所述训练数据集划分为k个子集；
将任意k-1个子集合并后输入至随机森林模型中进行训练。


6...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆海宝，姚欢民，张大宁，赵浩翔，张冠军，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61