[發(fā)明專利]一種電力電纜隧道運(yùn)行安全非線性模糊檢測方法

無效

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• 申請日: 2012-04-19
• 公開（公告）號: CN102621434A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 隨慧斌;孫瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于在線監(jiān)測的信息的電力電纜運(yùn)行安全狀態(tài)的評估方法，尤其涉及一種電力電纜隧道運(yùn)行安全非線性模糊檢測方法。

背景技術(shù)

隨著國家電網(wǎng)公司建立“統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”目標(biāo)的實(shí)施，電力電纜比例在電力系統(tǒng)中逐年加大。電纜線路的日趨龐大也帶來一些嚴(yán)峻的問題，相比架空線路，電纜運(yùn)行面臨更加惡劣的運(yùn)行環(huán)境和更高的運(yùn)行成本。首先，電纜廠家的技術(shù)能力和生產(chǎn)水平參差不齊，以及原材料價(jià)格提升和市場競爭激烈等客觀因素，造成電纜及其附件本身質(zhì)量的不穩(wěn)定。其次，電力電纜的運(yùn)行環(huán)境，包括電纜溝道和隧道，都使得監(jiān)測和維護(hù)比較困難；同時(shí)城市地下管線增多、地下空間資源的占有使電纜隧道或溝道的施工運(yùn)行狀況越來越復(fù)雜，特別是一些易燃易爆氣體一旦滲入電纜隧道，將給電纜的安全運(yùn)行帶來極大的威脅。再者，電力電纜的外力破壞現(xiàn)象也越來越多，給電纜的安全運(yùn)行造成重大威脅，輕則造成財(cái)產(chǎn)損失，重則造成安全事故。所以，及時(shí)、全面、準(zhǔn)確地監(jiān)測和評估電力電纜的運(yùn)行狀態(tài)對于有效避免電纜設(shè)備故障及其連鎖故障發(fā)生具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前電力電纜的檢修大部分還采取人工巡檢和停電檢修的傳統(tǒng)方式，不能及時(shí)、全面地了解電力電纜的運(yùn)行狀態(tài)及可靠性狀況。電纜隧道自動監(jiān)控系統(tǒng)主要針對電纜接頭溫度、局部放電電流等參數(shù)，能夠?qū)崟r(shí)收集、監(jiān)測一些運(yùn)行數(shù)據(jù)，但是缺乏有效的評估算法和預(yù)警依據(jù)，不能及時(shí)地綜合評估電力電纜運(yùn)行的安全狀態(tài)。而近幾年地下電纜隧道發(fā)生爆炸的事件時(shí)有發(fā)生。電纜線路發(fā)生故障的原因可以分為兩大部分；第一部分是電纜和附件的本身設(shè)計(jì)及質(zhì)量因素，例如絕緣老化、護(hù)套浸水、設(shè)計(jì)、施工不良和制造及材料缺陷等。第二部分與電纜線路運(yùn)行的環(huán)境有關(guān)。國內(nèi)外電纜隧道運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，制造、敷設(shè)良好的電纜在運(yùn)營中的事故大多是由于外力破壞(如開掘、擠壓而損傷)或地下污水的腐蝕等所引起的。所以，影響電力電纜運(yùn)行安全的因素不僅包括電纜本體部件，還要考慮到電力電纜隧道的環(huán)境。根據(jù)報(bào)告，由于電纜隧道環(huán)境造成電纜隧道爆炸的故障類型占電纜總故障的一半。因此，尋找一種基于在線監(jiān)測的信息的電力電纜運(yùn)行安全狀態(tài)的評估方法具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述的技術(shù)問題，提供了一種電力電纜隧道運(yùn)行安全非線性模糊檢測方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

在綜合考慮預(yù)防性試驗(yàn)結(jié)果、電纜工作環(huán)境、運(yùn)行數(shù)據(jù)、檢修記錄情況的基礎(chǔ)上，基于電力電纜線監(jiān)測數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)應(yīng)用層次分析法，構(gòu)建了反映電纜運(yùn)行狀態(tài)重要特征的評估指標(biāo)體系。采用相對劣化度表征指標(biāo)惡化程度；使用不同方法建立定性指標(biāo)和定量指標(biāo)的隸屬函數(shù)，然后利用模糊綜合評判法建立了電力電纜運(yùn)行狀態(tài)評估改進(jìn)模型，通過對項(xiàng)目層、子項(xiàng)目層多狀態(tài)因素進(jìn)行評估，最后綜合得到電力電纜的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。

本發(fā)明的電力電纜隧道運(yùn)行安全非線性模糊檢測方法，包括如下步驟：

(1)確定模型中的項(xiàng)目層，子項(xiàng)目層和指標(biāo)層，檢測指標(biāo)層并得到數(shù)據(jù)。子項(xiàng)目層位于指標(biāo)層的上層，項(xiàng)目層位于子項(xiàng)目層的上層，目標(biāo)層位于項(xiàng)目層的上層。目標(biāo)層為電力電纜運(yùn)行狀態(tài)；項(xiàng)目層為電纜本體性能和外界環(huán)境因素；電纜本體性能對應(yīng)子項(xiàng)目層中的自身質(zhì)量、預(yù)防性試驗(yàn)和運(yùn)行工況，外界環(huán)境因素對應(yīng)隧道環(huán)境和電網(wǎng)因素；自身質(zhì)量對應(yīng)指標(biāo)層的質(zhì)量等級、使用年限、故障記錄，預(yù)防性試驗(yàn)對應(yīng)指標(biāo)層的絕緣電阻、泄漏電流、介質(zhì)損耗系數(shù)和局部放電，運(yùn)行工況對應(yīng)指標(biāo)層的電纜接頭溫度、電纜表面溫度、電纜線芯溫度、接地電流和局部放電電流，隧道環(huán)境對應(yīng)指標(biāo)層的隧道室內(nèi)溫度、隧道室內(nèi)濕度、隧道水位、易燃爆氣體濃度、風(fēng)機(jī)狀態(tài)和井蓋狀態(tài)，電網(wǎng)因素對應(yīng)指標(biāo)層的電網(wǎng)電壓、負(fù)荷電流、有功功率、無功功率、電網(wǎng)頻率。

(2)建立評語集。按照電纜運(yùn)行規(guī)程的建議，將隧道中電力電纜的運(yùn)行狀態(tài)劃分為“正常”、“注意”、“異常”和“嚴(yán)重”四種情況，評語集適用于對各指標(biāo)層的每個評判指標(biāo)的評估。

(3)建立各評判指標(biāo)的劣化度及對應(yīng)評語集的隸屬函數(shù)矩陣。在線監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)一般是以具體數(shù)字的形式體現(xiàn)電力電纜當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，需要對其安全程度進(jìn)行轉(zhuǎn)化，可以采用劣化度進(jìn)行表征，劣化度是[0，1]中的一個定量值，描述現(xiàn)在的運(yùn)行狀態(tài)到故障狀態(tài)的靠近程度，數(shù)值越大表明劣化程度越重。在所選取的評判指標(biāo)中，有三種類型的指標(biāo)，即越小越好型、中間型和越大越好型，三種類型采用不同的劣化度計(jì)算公式。