【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电缆老化评估，涉及基于som(自组织映射神经网络)的电力电缆多参量老化评估方法与系统。
技术介绍
1、由于空间走廊与环境保护的要求，电力电缆因其良好的电气、力学性能在长距离输电、海上输电中得到了广泛的应用，其逐渐成为电力系统中电能传输的重要载体与关键装备。在电缆的实际运行过程中，环境温度、外力作用、电缆内部缺陷等因素都会影响绝缘性能，导致其电气性能减弱，从而降低电缆使用寿命。因此，对电缆进行定期的老化状态评估，是保障电力系统安全可靠运行的重要手段。
2、电缆的老化状态通常与其击穿电压相关，相关的老化状态评估方案属于破坏性测量，如公开号为cn115032488a的专利以电缆样品的环境数据和特征击穿时间，建立基于多物理场的高压海缆绝缘老化寿命预测模型，但该模型仅针对当前实验的电缆，不具有普适性。而非破坏性老化状态评估方案，如公开号为cn111610407b的专利采用电缆运行时间、局部放电及介质损耗等参量评估电缆老化状态，然而这些参量受电缆的运行环境影响较大，无法与电缆寿命直接相关的物理量联系；同时，该评估策略需要已知电缆的老化状态，属于监督学习，并不适用于未知类型电缆的老化状态判别。公开号为cn114184903b的专利采用电树枝因子来评估电缆的老化状态，需对电缆进行切片处理，无法直接应用到运行的电缆中。
3、另外，等温松弛电流也可以实现电缆的非破坏性老化状态评估，如公开号为cn110231511b的专利通过拟合等温松弛电流法获取老化因子；公开号为cn113777138b的专利对该种方案进行了改
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于som的电力电缆多参量老化评估方法与系统，引入可剥离性试验、等温松弛电流、局部放电起始电压和逐级耐压试验，提取剥离力、等温松弛电流的老化因子、起始放电电压和击穿电压作为老化特征参量，并通过som构建多参量的电缆老化状态评估模型，提高了评估准确性和普适性。
2、本专利技术采用如下的技术方案。
3、一种基于som的电力电缆多参量老化评估方法，包括以下步骤：
4、步骤1：对不同厂家生产的电缆试样在不同的环境下进行老化，获取不同制造水平、运行环境和运行时间下的老化电缆试样；
5、步骤2：对未老化的电缆试样以及不同制造水平、运行环境和运行时间下的老化电缆试样分别提取力学和电学多维特征参量，包括剥离力、等温松弛的老化因子、起始放电电压和不同保持时间下的击穿电压；
6、步骤3：采用提取到的特征参量训练采用pso改进的som，得到多参量的电缆老化状态评估模型，其中pso利用余弦规律递减策略进行权值更新；
7、步骤4：提取待评估电缆的特征参量，输入多参量的电缆老化状态评估模型，得到老化状态评估结果。
8、优选地，步骤1中，将不同厂家生产的若干电缆试样随机划分为5组，其中1组不做老化，另外4组分别在空气中老化6个月、在空气中老化12个月、在水中老化6个月、在水中老化12个月，得到不同制造水平、运行环境和运行时间下的老化电缆试样。
9、优选地，在空气与在水中老化所施加的电压均为交流电压，且施加电压均为使得空气中的电缆导体温度达到90℃的电压。
10、优选地，步骤2中，对试样进行绝缘屏蔽的可剥离性试验，提取剥离力，具体如下：
11、用拉力机在室温下测试使试样绝缘屏蔽层条形带与绝缘层分离至少100mm长的距离，在剥离角180°和速度为250mm/min条件下的机械应力记为剥离力fn。
12、优选地，步骤2中，对试样进行等温松弛电流测试，并对等温松弛电流提取老化因子，具体如下：
13、1)室温下，对试样进行极化，极化电压为1kv，加压时间为1800s；
14、2)极化结束后，对试样进行短路，短路时间为1800s，对短路过程中的电流进行采集和存储，得到等温松弛电流i(t)；
15、3)对等温松弛电流i(t)进行如下的三阶指数衰减函数拟合，得到最优拟合参数：
16、
17、式中，i0为稳态电流，ai和τi为拟合参数，i＝1，2，3；t为时间；拟合参数τ1、τ2、τ3的经验范围分别设定为0～20s，10～100s和50～500s；
18、4)根据最优拟合参数，计算老化因子
19、
20、
21、其中，q2(τ2)为晶区和无定形区之间界面极化的决定量，q3(τ3)为老化引起极化的决定量。
22、优选地，步骤2中，对试样进行局部放电起始电压检测，得到起始放电电压updiv，具体如下：
23、采用脉冲电流法进行局部放电起始电压测试，以80v/s的升压速度线性升高试样电压，直至局部放电量大于10p，此时的电压记录为起始放电电压updiv。
24、优选地，步骤2中，对试样进行逐级升压的耐压试验，提取保持时间分别为1min和10min下试样发生击穿的击穿电压ubd(1min)、ubd(10min)，具体如下：
25、以8.7kv作为实验的起始电压，每次以1kv/s为升压速率、1kv为升压阶梯对试样进行升压，在每次升压到目标电压后保持1min后继续升压，直到试样发生击穿，记录保持时间为1min下的击穿电压为ubd(1min)；起始电压、升压速率、升压阶梯保持不变，在每次升压到目标电压后保持10min后继续对试样升压，直到试样发生击穿，记录保持时间为10min下的击穿电压为ubd(10min)。
26、优选地，步骤3中，提取到的特征参量数据进行归一化处理后构成样本集，对样本集采用pso改进的som进行训练，得到多参量的电缆老化状态评估模型，其中采用pso改进som的过程如下：
27、步骤(1)：初始化设置som的网络结构；
28、步骤(2)：初始化设置粒子群权值、学习因子、最大允许迭代次数、各粒子的初始位置和初始速度；
29、步骤(3)：对粒子群中的所有粒子更新速度和位置，并利用余弦规律递减策略进行权值ω更新；
30、步骤(4)：对每个粒子计算相应权值的适应度，并根据适应度更新全局最优位置及其对应的权值及每个粒子的最优位置，以用于粒子速度和位置的迭代更新；
31、步骤(5)：判断是否满足最大允许迭代次数或预期适应度值要求，若满足，则迭代停止，输出全局最优结果，即pso寻优后的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于SOM的电力电缆多参量老化评估方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种基于SOM的电力电缆多参量老化评估方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种基于SOM的电力电缆多参量老化评估方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种基于SOM的电力电缆多参量老化评估方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种基于SOM的电力电缆多参量老化评估方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的一种基于SOM的电力电缆多参量老化评估方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的一种基于SOM的电力电缆多参量老化评估方法，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的一种基于SOM的电力电缆多参量老化评估方法，其特征在于：
9.根据权利要求1或8所述的一种基于SOM的电力电缆多参量老化评估方法，其特征在于：
10.一种基于SOM的电力电缆多参量老化评估系统，利用权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于：所述系统包括：
11.一种终端，包括处理器及存储介质；
12.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-9任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于som的电力电缆多参量老化评估方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种基于som的电力电缆多参量老化评估方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种基于som的电力电缆多参量老化评估方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种基于som的电力电缆多参量老化评估方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种基于som的电力电缆多参量老化评估方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的一种基于som的电力电缆多参量老化评估方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：原佳亮，周韫捷，顾黄晶，李海，沈斌，刘子琦，朱昕阳，王亚林，尹毅，王振兴，周思鸣，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。