【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及绝缘设备，具体为户内环氧树脂绝缘设备电气绝缘特性分析管理系统。
技术介绍
1、绝缘设备例如开关柜是一种用于控制和保护电力系统中的电气设备的设备，具体来说，开关柜是一种用于集中控制、保护和隔离电力系统中各种电气设备，如变压器、发电机、电缆等装置，在将绝缘设备配合配电网使用时，恶劣运行环境中绝缘配电设备绝缘故障是配电网故障的主要诱因之一，环氧树脂具有电气绝缘性能良好、化学性能优异、重量轻等优点，在配电网户内设备中多采用环氧树脂作为主绝缘材料，如开关柜或环网柜里的支柱绝缘子、套管、电压互感器、电流互感器等，因此环氧树脂绝缘材料的电气绝缘性能直接影响配电网的安全运行和电力用户的可靠性。
2、现有申请公布号为cn110286271a，名称为一种绝缘介质表面电荷特性的测量系统、方法及分析方法的中国专利中指出的技术方案包括具有设置于绝缘介质表面的电极；电源通过电极向绝缘介质提供电源；至少一个探头，设置于绝缘介质表面且与电极相隔预设距离；电流曲线测量装置，与探头连接用于测量对应于探头的设置位置的电流曲线，并对电流曲线进行分析以得到电荷特性；其电荷特性包括电荷积累以及电荷消散中的至少之一；通过记录电流从充电到放电的电流曲线，把电流曲线进行运算得到能量曲线，观察能量曲线在不同位置上的绝缘介质表面的能量变化，利用不同位置的曲线图对绝缘介质表面的电荷特性进行分析解决现有技术中绝缘介质电荷特性检测结果不精准的问题，但该系统并不能综合考虑环境因素来判定配电设备的整体绝缘性能。
3、结合上述专利和现有技术，电力系统运行过
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了户内环氧树脂绝缘设备电气绝缘特性分析管理系统，该系统将模型训练模块、评估预测模块以及对比预警模块配合使用，根据历史环境数据及其相应的潜在凝露时期数据，得以建立温湿度-凝露关系模型，利用该关系模型即可完成对未来发生凝露时期的预测，从而在凝露时期的开始时间点即可做出除湿操作，在构建的数据分析模型中，综合考虑绝缘件本身及其外界环境因素的影响，生成绝缘老化特性评估值evoi，并将其与评估阈值ett进行对比，通过对比结果即可得知绝缘设备的绝缘性能状态，便于尽快做出调整，以确保整个设备乃至整个配电网得以安全运行，解决了
技术介绍
中提出的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
5、户内环氧树脂绝缘设备电气绝缘特性分析管理系统，户内环氧树脂绝缘设备包括开关柜及其内部配置的绝缘件，绝缘件包括绝缘支柱、母线套管和触头盒，均采用环氧树脂压铸而成，该系统包括：
6、信息采集模块，获取开关柜内的环境数据、开关柜外的气象数据以及绝缘件的电气参数数据，并对环境数据、气象数据以及电气参数数据进行预处理；
7、特征提取模块，根据环境数据提取潜在凝露时期，根据电气参数数据提取绝缘老化特征指标；
8、模型训练模块，根据历史环境数据及其相应的潜在凝露时期数据，进行特征工程和数据划分后，依据机器学习模型建立温湿度-凝露关系模型，经过模型训练和优化后得以应用，根据绝缘老化特征指标和气象数据，搭建数据分析模型，生成绝缘老化特性评估值evoi；
9、评估预测模块，在温湿度-凝露关系模型上输入实时的环境数据，预测未来发生凝露的时期，并在预测凝露时期的开始时间点开启安装于开关柜内的加热式除湿装置；
10、对比预警模块，将预设的评估阈值ett与绝缘老化特性评估值evoi进行对比；若是绝缘老化特性评估值evoi超过评估阈值ett，则发出预警信号；若是绝缘老化特性评估值evoi未超过评估阈值ett，则不做响应动作。
11、进一步的，对环境数据、气象数据以及电气参数数据进行预处理时，预处理的具体过程为：对采集的数据进行格式转换、缺失值处理、排除异常值数据。
12、进一步的，开关柜内的环境数据包括柜内的温度和湿度，开关柜外的气象数据包括空气温度、空气湿度以及降水量，绝缘件的电气参数数据包括绝缘支柱、母线套管和触头盒所对应的各个电气参数数据，且电气参数数据包括对应绝缘件的电阻值和电容值。
13、进一步的，提取潜在凝露时期的过程如下：
14、s101、确定凝露条件：确定温湿度达到凝露的标准；
15、s102、潜在凝露时期提取：设置滑动窗口，在每个时间点检查滑动窗口内的环境数据是否满足凝露条件，若是满足，则表示该时间点为凝露时间的开始时间点，当连续满足凝露条件的时间点持续出现时，将该段时间记为潜在凝露时间，并记录凝露时期的开始时间点和结束时间点。
16、进一步的，提取绝缘老化特征指标的过程如下：
17、s201、电阻值变化率：监测开关柜内各个绝缘件的电阻值，并计算其变化率，当电阻值变化率超过预定的电阻阈值时，即确定为绝缘老化特征；
18、计算电阻值变化率的过程为：获取当前时刻的电阻值rc和上一时刻的电阻值rp，计算电阻值变化率rcr所依据的公式为：电阻值变化率rcr＝(当前时刻的电阻值rc－上一时刻的电阻值rp)/上一时刻的电阻值rp*100％。
19、s202、电容值变化率：监测开关柜内各个绝缘件的电容值，并计算其变化率，当电容值超过预设的电容阈值时，即确定为绝缘老化特征；
20、计算电容值变化率的过程为：获取当前时刻的电容值cc和上一时刻的电容值cp，计算电容值变化率ccr所依据的公式为：电容值变化率ccr＝(当前时刻的电容值cc－上一时刻的电容值cp)/上一时刻的电容值cp*100％。
21、进一步的，建立温湿度-凝露关系模型的过程如下：
22、s301、数据准备：准备历史环境数据和相应的凝露标签数据，历史环境数据是以时间为单位的连续记录，凝露标签数据则是从潜在凝露时期数据中提取的表明在每个时间点是否存在凝露；
23、s302、特征工程：基于准备好的数据，将其转化为适配对应机器学习模型的特征表示，提取与凝露相关的特征，至少包括最低温度和平均湿度；
24、s303、数据划分：将特征汇聚为特征数据集，并对特征数据集按照3:1的比例划分为训练集和测试集；
25、s304、模型选择与训练：选定机器学习模型来建立温湿度-凝露关系模型，且机器学习模型包括逻辑回归、支持向量机、决策树、随机森林以及深度学习模型中的任一种，使用训练集数据，通过拟合模型参数来训练模型；
【技术保护点】
1.户内环氧树脂绝缘设备电气绝缘特性分析管理系统，户内环氧树脂绝缘设备包括开关柜及其内部配置的绝缘件，绝缘件包括绝缘支柱、母线套管和触头盒，均采用环氧树脂压铸而成，其特征在于，该系统包括：
2.根据权利要求1所述的户内环氧树脂绝缘设备电气绝缘特性分析管理系统，其特征在于：对环境数据、气象数据以及电气参数数据进行预处理时，预处理的具体过程为：对采集的数据进行格式转换、缺失值处理、排除异常值数据。
3.根据权利要求2所述的户内环氧树脂绝缘设备电气绝缘特性分析管理系统，其特征在于：开关柜内的环境数据包括柜内的温度和湿度，开关柜外的气象数据包括空气温度、空气湿度以及降水量，绝缘件的电气参数数据包括绝缘支柱、母线套管和触头盒所对应的各个电气参数数据，且电气参数数据包括对应绝缘件的电阻值和电容值。
4.根据权利要求3所述的户内环氧树脂绝缘设备电气绝缘特性分析管理系统，其特征在于：提取潜在凝露时期的过程如下：
5.根据权利要求4所述的户内环氧树脂绝缘设备电气绝缘特性分析管理系统，其特征在于：提取绝缘老化特征指标的过程如下：
6.根据权
7.根据权利要求6所述的户内环氧树脂绝缘设备电气绝缘特性分析管理系统，其特征在于：依据绝缘老化特征指标，计算开关柜的绝缘老化综合系数Coi的过程如下：
8.根据权利要求7所述的户内环氧树脂绝缘设备电气绝缘特性分析管理系统，其特征在于：依据气象数据，生成环境影响系数Eic的过程如下：
9.根据权利要求8所述的户内环氧树脂绝缘设备电气绝缘特性分析管理系统，其特征在于：生成绝缘老化特性评估值Evoi的过程如下：
...【技术特征摘要】
1.户内环氧树脂绝缘设备电气绝缘特性分析管理系统，户内环氧树脂绝缘设备包括开关柜及其内部配置的绝缘件，绝缘件包括绝缘支柱、母线套管和触头盒，均采用环氧树脂压铸而成，其特征在于，该系统包括：
2.根据权利要求1所述的户内环氧树脂绝缘设备电气绝缘特性分析管理系统，其特征在于：对环境数据、气象数据以及电气参数数据进行预处理时，预处理的具体过程为：对采集的数据进行格式转换、缺失值处理、排除异常值数据。
3.根据权利要求2所述的户内环氧树脂绝缘设备电气绝缘特性分析管理系统，其特征在于：开关柜内的环境数据包括柜内的温度和湿度，开关柜外的气象数据包括空气温度、空气湿度以及降水量，绝缘件的电气参数数据包括绝缘支柱、母线套管和触头盒所对应的各个电气参数数据，且电气参数数据包括对应绝缘件的电阻值和电容值。
4.根据权利要求3所述的户内环氧树脂绝缘设...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨占刚，周勇，任毅，谢梁，王晓峰，吴发旺，童威，徐伟，向阳峻桐，毕茂强，江天炎，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：
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