一种配电网电缆接头运行状况评估预警装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种配电网电缆接头运行状况评估预警装置及方法，高电压与绝缘技术领域。装置包括：人工气候室、紫外成像仪、红外热像仪、信息模糊推理系统；人工气候室内设有湿度计与样品；紫外成像仪与信息模糊推理系统之间依次设有视频记录器、格式转换模块、图像采集模块、紫外图像处理模块；红外热像仪与信息模糊推理系统之间设有红外图像处理模块。方法包括样品准备及测试、信息采集及处理、建立样品运行状态评估模型并对其验证，最终建立电缆接头运行状况评估预警的数据库、电缆接头运行状况评估预警的数据库的应用。本发明专利技术方法可对电缆接头的运行状态进行评估与预警，推广前景良好。良好。良好。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网电缆接头运行状况评估预警装置及方法


[0001]本专利技术属于高电压与绝缘
，具体涉及一种配电网电缆接头运行状况评估预警装置及方法。

技术介绍

[0002]地下电缆由于其占用空间较小、受自然环境影响较小的优势已经成为配网供电的主要电能传输方式。但在其服役过程中，由于受到通道结构、电缆沟环境等因素的影响，电缆服役性能下降，电缆会出现老化、局部放电等现象。
[0003]在实际的运行过程中，电缆沟的恶劣环境特征是影响地下电缆关键部分的主要参数，不同温、湿度环境对电缆服役状态影响具有较大差异，常表现出局部放电特征，因此电缆沟温、湿度环境与电缆服役特性有紧密的联系，尤其是电缆接头附近经，更容易出现裂化痕迹，最终在环境温、湿度的共同作用下容易对电缆接头产生水树枝、局部放电等现象，是电缆容易发生故障的关键位置。
[0004]目前，电缆接头的外绝缘状态评估方法通常采用局部放电测试、红外温度测试、紫外电流脉冲测试等方法来测试湿度、温度或紫外检测距离等影响因素对电缆接头失效的影响。但这些方法具有各自单一的局限性，不能完全适合现场环境本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电网电缆接头运行状况评估预警装置，其特征在于：包括：人工气候室(2)、紫外成像仪(6)、红外热像仪(7)、信息模糊推理系统(14)；所述人工气候室(2)内设有湿度计(4)与样品(8)，所述人工气候室(2)一侧设有紫外玻璃(5)，所述人工气候室(2)另一侧通过管路设有加湿器(1)；所述紫外成像仪(6)与信息模糊推理系统(14)之间依次设有视频记录器(9)、格式转换模块(10)、图像采集模块(11)、紫外图像处理模块(12)；所述红外热像仪(7)与信息模糊推理系统(14)之间设有红外图像处理模块(13)。2.如权利要求1所述的一种配电网电缆接头运行状况评估预警装置，其特征在于：所述人工气候室(2)设有2台风扇(3)，所述风扇(3)分别设在人工气候室的对角处，所述风扇(3)俯仰角设置为45
°
。3.如权利要求1所述的一种配电网电缆接头运行状况评估预警装置，其特征在于：所述紫外玻璃(5)在240
‑
280nm波段紫外光信号的透光率可达95％以上。4.如权利要求1所述的一种配电网电缆接头运行状况评估预警装置，其特征在于：所述紫外成像仪(6)透过紫外玻璃(5)距样品(8)的观察距离为7m，观察角为20
°
角，增益为70％；红外热像仪(7)透过紫外玻璃(5)距样品(8)的观察距离为2m。5.如权利要求1
‑
4任一权利要求所述的预警装置的预警方法，其特征在于：该方法为以下步骤：步骤A、样品准备及测试；将不同运行状态等级的样品8依次、分别安装在人工气候室2中通电，开启加湿器1，调节环境参数；将紫外成像仪6置于人工气候室2中样品8之后的7m处，仰角调整为20
°
角准备拍摄成像，当样品8加压发热趋于稳定时进行拍摄；将红外热像仪7置于人工气候室2中样品8之后的2m处，对样品表面进行红外拍摄，拍摄频率为每5min一次，每一状态等级拍摄5张；同时通过湿度测试仪4实时测试湿度；步骤B、信息采集及处理；1.紫外成像仪6的信息采集及处理；紫外成像仪6对样品8进行拍摄，经视频记录器9对紫外视频进行储存；再经格式转换模块10中的VTA软件，将视频记录器9得到的视频转换为AVI格式，便于保存与处理；接着将所得AVI格式的视频通过图像采集模块11中的Corel VideoStudio软件，采集指定帧数的紫外图像，此处指定帧数为每秒25帧，紫外图像格式为BMP格式；接着将所得图象输入紫外图像处理模块12中的MATLAB，并依据全白像素点的灰度值(255)和全黑像素点的灰度值(0)进行灰度处理，最后呈现的白色光斑即紫外图象中放电区域；继续对灰度处理后的图像应用OTSU自适应阈值分割法对图像二值化，白色放电区的区域像素灰度值在0至1之间，若样品的放电越强，则其灰度值就会越大；黑色区域像素灰度值为0，白色区域的像素灰度值总和表示放电强度，继续计算白色光斑面积，按照10s为一组来计算每组内250幅图像白色光斑面积S
n
的均值、众值和方差，并将这3个统计量作为紫外放电特征；2.红外热像仪7的信息采集及处理；
红外热像仪7对样品8表面进行拍摄，得到的红外图像为BMP格式，得到的温度数据为Excel格式；将以上数据中的红外图像输入红外图像处理模块13中的MATLAB软件，进行灰度处理和OTSU自适应阈值分割，提取样品8的数据，根据样品面区域坐标读取温度数据文件中相应位置的温升(温度与环境温度之差)，并将样品表面温升数据定义为T
n
，计算样品8表面区域温升的均值、众值和方差，以这3个统计量作为温度特征；3.湿度测试仪4的信息采集；采集湿度计4检测到的人工气候室2中湿度作为湿度特征值U
n
；步骤C、建立样品运行状态评估模型并对其验证，最终建立电缆接头运行状况评估预警的数据库；将步骤B中多次测试得到的：第一个样品8的数据S1、T1、U1，第二个样品8的数据S2、T2、U2，第n个样品8的数据S
n
、T
n
、U
n
收集后输入信息模糊推理系统14进行训练分析处理；即采用MATLAB软件中的命令函数anfis搭建起输入
‑‑
输出的结构模型，anfis函数可以对模糊推理系统进行初始化，并自动生成模糊规则；每一个规则都可以用if
‑
then语句来表达，其中if为前提条件，then为“运行状态”；且输入变量与常数项的线性组合可以得到其输出，表达式为：式中，y
i
是第i条规则的输出；x为输出变量；a为常数系数；例如：if“温升很低”+“放电量很少”+“湿度很低”then“电缆接头维持运行”；其它规则与此类似；将四分之三的样本数据作为其训练数据先行输入进行训练，样本数据包含：S1、T1，S2、T2，
……
,S
n
、T
n
的均值、众值和方差与对应的U1,U2……
U<...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵小卫，马红霞，李帅兵，多文博，曹炳磊，王曦，张大奇，康永强，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：