【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及成套开关设备运行维护，具体涉及一种基于dmc材料的成套开关设备运行维护方法，用于提升设备状态监测、劣化趋势预测和维护优化的智能化水平。
技术介绍
1、随着电力系统的快速发展，成套开关设备作为保障电能传输与分配的重要装置，其运行可靠性和维护效率直接影响电网的稳定性与安全性。为了实现设备的安全高效运行，行业中通常采用状态监测与定期维护相结合的方式。状态监测主要通过传感器采集设备运行数据，如电流、电压、温度等参数，结合简单的阈值判断或离线分析模型，判断设备是否存在异常。而定期维护则基于设备使用时间或运行环境的统计规律，制定维护计划，以尽可能降低设备故障率。然而，这些传统方法存在以下问题：
2、1、状态监测的局限性：现有状态监测方法多采用静态阈值判断，无法实时反映设备的运行状态与劣化趋势，导致潜在问题难以及时识别，尤其是在复杂工况下（如高温、高湿环境），设备性能变化具有显著的非线性特征，传统方法难以动态适应。
3、2、寿命预测的不确定性：为了延长设备寿命并优化维护效率，行业内逐渐引入基于历史数据的寿命预测模型。然而，这类模型通常基于固定的数学关系或单一数据源，缺乏对实时运行数据的动态反馈，无法准确捕捉设备的劣化加速趋势或突发故障风险，预测结果的准确性和可靠性较低。
4、3、维护计划的低适应性：现有维护计划大多基于统计规律或经验规则制定，未能充分考虑设备的实际运行状态和故障风险，可能导致过度维护增加成本，或因维护不足导致设备失效，进一步增加了电网运行的风险。
5、为了解决上述问
6、因此，如何通过多源数据融合、动态预测与智能优化相结合的方式，全面提升设备状态监测、寿命预测和维护优化的精确性与适应性，成了本专利技术所要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是针对上述现有技术中存在的缺陷，提供一种基于dmc材料的成套开关设备运行维护方法，以解决上述
技术介绍
中提出的状态监测不精准、趋势预测不可靠以及维护优化不灵活的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：
3、一种基于dmc材料的成套开关设备运行维护方法，包括以下步骤：
4、步骤1，dmc材料关键性能参数测定与建模：
5、通过实验测定dmc材料的关键性能参数，所述关键性能参数包括：
6、绝缘强度：通过耐压测试设备在逐步增大电压的情况下测量材料击穿电压，记录最大击穿电压值，并计算其与材料厚度的比值；
7、导热系数：使用稳态导热系数测试仪，在恒定温度梯度条件下测量材料的热流密度，并计算导热系数；
8、耐电弧性：通过高压电弧测试装置在电流值为50毫安至500毫安的范围内测量，记录电弧作用时间与表面击穿时间的比值；
9、将所述关键性能参数与实验环境条件关联，所述实验环境条件包括温度、湿度和机械应力，建立dmc材料的老化特性模型，所述模型的计算公式为：
10、其中：为时间时的关键性能参数值；为初始性能值；为老化因子，表示材料性能随温度、湿度和机械应力的变化而衰退的速率；为时间变量，指的是从实验开始时刻至观察时刻的时间间隔；所述老化因子通过以下步骤确定：
11、实验数据采集：在20°c至100°c的不同温度、30%至90%的不同湿度和0至10兆帕的不同机械应力的条件下进行加速老化测试，测量关键性能参数随时间的变化；
12、数据拟合：采用最小二乘法的非线性回归算法处理实验数据，拟合老化因子的具体值，拟合结果的相关性系数不低于0.95；
13、步骤2，设备运行状态数据采集：
14、在成套开关设备的关键部位布置传感器，用于实时采集设备的运行状态数据，所述数据包括：工作电流和工作电压，通过电流传感器和电压传感器采集；环境温度和湿度，通过温湿度传感器采集；机械振动参数，通过三轴加速度传感器采集；dmc材料的局部温升，通过热敏电阻采集；材料表面电场强度，通过表面电场探测器采集；
15、步骤3，材料健康指数计算：
16、基于dmc材料的老化特性模型和实时采集的运行状态数据，计算dmc材料的健康指数，所述健康指数简称为 mhi，计算公式为：
17、其中：为当前时间时的关键性能参数值，由老化特性模型计算；为初始性能值；为dmc材料局部温升，由热敏电阻采集；为材料允许的最大温升，通过高温环境下的耐久性测试测定，为恒定值；为材料表面电场强度波动值，由表面电场探测器采集；为材料允许的最大表面电场强度，通过高电场击穿测试测定，为恒定值；
18、步骤4，劣化趋势预测与剩余寿命计算：
19、基于所述健康指数的历史数据和实时更新数据，构建时间序列预测模型，预测dmc材料的劣化趋势和剩余使用寿命，所述剩余寿命通过以下公式计算：
20、其中：为材料剩余使用寿命；为当前健康指数；为健康指数的安全阈值，由设备运行安全标准设定；为健康指数随时间的变化率，通过历史健康指数数据使用差分公式计算；
21、步骤5，智能维护计划生成：
22、基于劣化趋势预测和剩余寿命计算结果，动态生成维护计划，所述维护计划包括维护时间、维护部位和维护措施；
23、维护计划通过以下优化目标生成：
24、其中：为维护成本，基于设备维护历史数据，按照故障频率与修复成本加权计算；为故障风险，基于健康指数和劣化趋势，使用故障概率模型计算故障风险值；
25、为风险权重系数，通过历史故障数据的多元线性回归模型拟合获得；
26、步骤6，云平台监控与反馈：
27、将设备的运行状态数据、健康指数和劣化趋势预测结果通过通信模块上传至云平台；
28、在云平台中：对上传的数据进行归一化处理和存储，基于时间序列预测模型实时更新劣化趋势；根据更新后的劣化趋势和剩余寿命自动调整维护计划，并通过通信模块下发至设备端，指导设备运行与维护。
29、作为本专利技术进一步的方案，所述dmc材料的导热系数测量过程中，温度梯度的控制范围为10°c至50°c，热流密度的测量精度不低于0.01 w/m²。
30、作为本专利技术进一步的方案，所述老化因子的拟合过程进一步包括数据清洗步骤，所述数据清洗包括异常数据剔除、噪声信号过滤以及数据归一化处理以提高拟合模型的精度。
31、作为本专利技术进一步的方案，所述材料健康指数的计算过程中，所述材料允许的最大温升是通过在80°c至150°c范围内进行的长期耐久性实验确定的，实验本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于DMC材料的成套开关设备运行维护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，DMC材料关键性能参数测定与建模：通过实验测定DMC材料的关键性能参数，将关键性能参数与实验环境条件关联，所述实验环境条件包括温度、湿度和机械应力，建立DMC材料的老化特性模型，所述模型的计算公式为：
2.根据权利要求1所述的一种基于DMC材料的成套开关设备运行维护方法，其特征在于，所述关键性能参数包括：绝缘强度：通过耐压测试设备在逐步增大电压的情况下测量材料击穿电压，记录最大击穿电压值，并计算其与材料厚度的比值；导热系数：使用稳态导热系数测试仪测量材料的热流密度，并计算导热系数；耐电弧性：通过高压电弧测试装置测量，记录电弧作用时间与表面击穿时间的比值；所述老化因子通过以下步骤确定：实验数据采集：在20°C至100°C的不同温度、30%至90%的不同湿度和0至10兆帕的不同机械应力的条件下进行加速老化测试，测量关键性能参数随时间的变化；数据拟合：采用最小二乘法的非线性回归算法处理实验数据，拟合老化因子的具体值；以及成套开关设备的关键部位布置传感器，用于实时采集设备的运行状态数据包括：工
3.根据权利要求1所述的一种基于DMC材料的成套开关设备运行维护方法，其特征在于，老化因子的拟合过程进一步包括数据清洗步骤，数据清洗包括异常数据剔除、噪声信号过滤以及数据归一化处理；DMC材料的导热系数测量过程中，温度梯度的控制范围为10°C至50°C，热流密度的测量精度不低于0.01 W/m²。
4.根据权利要求1所述的一种基于DMC材料的成套开关设备运行维护方法，其特征在于，材料健康指数的计算过程中，材料允许的最大温升是通过在80°C至150°C范围内进行的长期耐久性实验确定，实验时间不低于100小时。
5.根据权利要求1所述的一种基于DMC材料的成套开关设备运行维护方法，其特征在于，DMC材料允许的最大表面电场强度 是通过在恒定电压条件下逐步增加电场强度直至击穿的方式测定的，电场强度增加速率为10 kV/mm。
6.根据权利要求1所述的一种基于DMC材料的成套开关设备运行维护方法，其特征在于，剩余寿命的计算过程中，健康指数随时间的变化率是通过健康指数历史数据的线性差分方法计算的，差分间隔时间为1小时。
7.根据权利要求1所述的一种基于DMC材料的成套开关设备运行维护方法，其特征在于，故障风险值的计算过程使用基于贝叶斯网络的概率评估模型，所述模型的输入参数包括健康指数、劣化趋势预测结果和剩余寿命。
8.根据权利要求1所述的一种基于DMC材料的成套开关设备运行维护方法，其特征在于，维护计划的生成过程中，维护成本是通过以下公式计算：
9.根据权利要求1所述的一种基于DMC材料的成套开关设备运行维护方法，其特征在于，风险权重系数 是通过对历史故障数据和维护成本数据的多元线性回归拟合获得的，并满足以下拟合方程：
...【技术特征摘要】
1.一种基于dmc材料的成套开关设备运行维护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，dmc材料关键性能参数测定与建模：通过实验测定dmc材料的关键性能参数，将关键性能参数与实验环境条件关联，所述实验环境条件包括温度、湿度和机械应力，建立dmc材料的老化特性模型，所述模型的计算公式为：
2.根据权利要求1所述的一种基于dmc材料的成套开关设备运行维护方法，其特征在于，所述关键性能参数包括：绝缘强度：通过耐压测试设备在逐步增大电压的情况下测量材料击穿电压，记录最大击穿电压值，并计算其与材料厚度的比值；导热系数：使用稳态导热系数测试仪测量材料的热流密度，并计算导热系数；耐电弧性：通过高压电弧测试装置测量，记录电弧作用时间与表面击穿时间的比值；所述老化因子通过以下步骤确定：实验数据采集：在20°c至100°c的不同温度、30%至90%的不同湿度和0至10兆帕的不同机械应力的条件下进行加速老化测试，测量关键性能参数随时间的变化；数据拟合：采用最小二乘法的非线性回归算法处理实验数据，拟合老化因子的具体值；以及成套开关设备的关键部位布置传感器，用于实时采集设备的运行状态数据包括：工作电流和工作电压，通过电流传感器和电压传感器采集；环境温度和湿度，通过温湿度传感器采集；机械振动参数，通过三轴加速度传感器采集；dmc材料的局部温升，通过热敏电阻采集；材料表面电场强度，通过表面电场探测器采集；以及步骤3中，由热敏电阻采集；通过高温环境下的耐久性测试测定，为恒定值；由表面电场探测器采集；通过高电场击穿测试测定，为恒定值。
3.根据权利要求1所述的一种基于dmc材料的成套开关设备运行维护方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖团胜，
申请(专利权)人：湖南诚源电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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