【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子设备故障监测领域，具体涉及金属化薄膜电容器容量衰减处理方法及系统。
技术介绍
1、金属化薄膜电容器由于其拥有良好的自愈特性、无极性、绝缘阻抗高、频率特性优异、稳定性高等性能优势，在电力系统、脉冲功率、航空航天等领域广泛应用。然而，聚合物绝缘材料在电、热、机械等多种应力作用下会发生老化而导致绝缘性能下降，电容器容值逐步衰减，最终影响正常功能。因此，薄膜电容器的寿命评估和预测对保证其高可靠性应用和故障预测至关重要。一般以电容量损耗超过初始容值的5％作为失效标准。为确保金属化薄膜电容器正常工作，需要能够计算出电容器充放电工作时的剩余电容量。
2、传统的薄膜电容器寿命估计方法一般是对薄膜电容器进行耐久性或可靠性试验，耗费时间长、成本高、结果针对性不强。而基于数据驱动的寿命估计方法不需要进行大量试验，可以从历史数据中挖掘老化特征进行在线监测或离线测试，大大减少了成本和复杂性，具有很好的应用前景。
3、公布号为cn103543346a的现有专利技术专利申请文献《一种薄膜电容器预测方法》，中，主要采用可编程温湿度控制箱模拟薄膜电容器的实际使用条件来预测薄膜电容器的使用寿命。
4、公布号为cn109961171a的现有专利技术专利申请文献《一种基于机器学习与大数据分析的电容器故障预测方法》中，对海量历史数据进行收集，处理，挖掘和学习，对电容器的故障进行统计分析，重要的相关性信息被用于人工神经网络的训练中，通过指导性深度学习的方法对电容器故障进行预测。
5、公布号为cn112163
6、公布号为cn114840991a的现有专利技术专利申请文献《一种脉冲电容器在线监测技术预测电容参数的方法》中，建立脉冲电容器电压第一次过零点时间tm是阻尼比ξ的函数，并提出电容失效常数λ的概念，实时监测剩余电容量，形成失效电容参数计算方案。
7、然而，前述基于数据驱动的寿命估计方法仍存在一些问题需要改进。而且，基于传统方法的仿真技术往往是对实际环境和模型的简化，导致仿真结果与实际测量值存在较大误差。个体之间的异质性、不断变化的运行环境等也会为电容器容值的测定带来不确定性。建立一种将有限数据的测量与实际问题中的物理模型相结合的方法，提高薄膜电容器剩余容值预测精度，保证其在电力系统等领域中的高可靠性应用，这将成为金属化薄膜电容器应用技术的研究重点。
8、综上，现有技术存在电容器容量衰减及预估电容器寿命预测精度低、老化器件难以提前识别，导致电子设备安全性及可靠性低的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于：如何解决现有技术中电容器容量衰减及预估电容器寿命预测精度低、老化器件难以提前识别，导致电子设备安全性及可靠性低的技术问题。
2、本专利技术是采用以下技术方案解决上述技术问题的：金属化薄膜电容器容量衰减处理方法包括：
3、s1、根据现场环境数据、实际测试数据，测得电场分布情况；
4、s2、根据电场分布情况，利用电场强度空间分布，根据拉普拉斯方程以及基于物理信息的神经网络pinns，采用偏微分方程、预置初始条件、预置边界条件作为约束，建立损失函数，据以根据电场强度空间分布，反演得到不同位置连续的介电常数及其分布情况；
5、s3、根据介电常数、被测电容器几何形状，求得连续的电容值 cr；
6、s4、比较处理电容值 cr与初始容值 c0，据以求取被测电容器的容量衰减率 δ；
7、s5、在被测电容器的容量衰减率 δ小于预置阈值时，发出容量衰减告警信号，据以测试并更换当前位置的被测电容器。
8、本专利技术利用有限的电场分布实测数据反演获得每个电容器的相对介电常数分布，进而得到更接近实际工作的电容器的电容分布，可有效预警薄膜电容器容量衰减，提前识别出老化电容器并及时更换，极大地提高电子设备的安全性和可靠性。
9、在更具体的技术方案中，步骤s2包括：
10、s21、根据电场分布情况中的电势 u( x, y)的空间分布，采用差分法求取电场强度空间分布：
11、s22、利用物理信息的神经网络pinns，求解预置偏微分方程，其中，基于物理信息的神经网络pinns，包括：前馈神经网络fnn；利用前馈神经网络fnn，结合处理时间序列 t、空间序列 x的输入层与电势 u( x)的输出；
12、s23、以预置偏微分方程、预置边界条件以及预置初始条件为约束，据以建立损失函数，使得电势 u( x)的解，满足预置偏微分方程以及数据观测值 u，据以获取介电常数及其分布情况。
13、本专利技术使用基于物理信息的pinn方法，利用有限的电场分布实测数据反演获得每个电容器的相对介电常数分布，进而得到连续的电容分布。
14、在更具体的技术方案中，步骤s21中，利用下述逻辑求取电池强度空间分布：
15、 （1）
16、其中， ε表示介电函数， u为电势的数据观测值。
17、在更具体的技术方案中，步骤s21中，利用下述逻辑，求取电场分量和电场强度：
18、 （2）
19、 （3）
20、 （4）
21、式中， ex、 ey、 e分别为 x、 y方向电场分量和电场强度， u是空间中的电势， ε( x, y)表示相对介电常数的分布。
22、是 x方向选点间隔；是 y方向选点间隔、是第 i点对应 x坐标、是第 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.金属化薄膜电容器容量衰减处理方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的金属化薄膜电容器容量衰减处理方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
3.根据权利要求2所述的金属化薄膜电容器容量衰减处理方法，其特征在于，所述步骤S21中，利用下述逻辑求取所述电场强度空间分布：
4.根据权利要求3所述的金属化薄膜电容器容量衰减处理方法，其特征在于，所述步骤S21中，u是空间中的电势，ε(x, y)表示相对介电常数的分布，利用下述逻辑，求取电场分量和电场强度：
5.根据权利要求2所述的金属化薄膜电容器容量衰减处理方法，其特征在于，所述步骤S22中，利用下述逻辑表达所述偏微分方程PDE：
6.根据权利要求2所述的金属化薄膜电容器容量衰减处理方法，其特征在于，所述步骤S23中，利用下述逻辑定义所述损失函数L(θ)：
7.根据权利要求6所述的金属化薄膜电容器容量衰减处理方法，其特征在于，所述向量包括：待训练神经网络权重、待训练神经网络偏置。
8.根据权利要求1所述的金属化薄膜电容器容量衰减处理方法，其
9.根据权利要求1所述的金属化薄膜电容器容量衰减处理方法，其特征在于，所述步骤S4中，利用下述逻辑，求取所述被测电容器的所述容量衰减率δ：
10.金属化薄膜电容器容量衰减处理系统，其特征在于，所述系统包括：
...【技术特征摘要】
1.金属化薄膜电容器容量衰减处理方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的金属化薄膜电容器容量衰减处理方法，其特征在于，所述步骤s2包括：
3.根据权利要求2所述的金属化薄膜电容器容量衰减处理方法，其特征在于，所述步骤s21中，利用下述逻辑求取所述电场强度空间分布：
4.根据权利要求3所述的金属化薄膜电容器容量衰减处理方法，其特征在于，所述步骤s21中，u是空间中的电势，ε(x, y)表示相对介电常数的分布，利用下述逻辑，求取电场分量和电场强度：
5.根据权利要求2所述的金属化薄膜电容器容量衰减处理方法，其特征在于，所述步骤s22中，利用下述逻辑表达所述偏微分方程pde：
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡迪，李涛，杨为，陈忠，官玮平，章程，邵涛，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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