[發(fā)明專利]一種電力電纜的絕緣狀態(tài)判斷方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910364836.2
• 申請(qǐng)日: 2019-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN110045250B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃煜彬;杜步陽;郝嘉睿;周磊;姚雅涵;李弘毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/12
• 分類號(hào): G01R31/12;G01R31/08
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

本發(fā)明公開一種電力電纜的絕緣狀態(tài)判斷方法及系統(tǒng)，包括：針對(duì)磁調(diào)制器零點(diǎn)漂移問題的數(shù)字濾波；對(duì)濾波后數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊聚類；利用聚類中心點(diǎn)以及距原點(diǎn)距離最遠(yuǎn)點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算各條電力電纜線路絕緣劣化概率。其中，針對(duì)磁調(diào)制器零點(diǎn)漂移問題的數(shù)字濾波包括以下步驟：計(jì)算n個(gè)初始基值；對(duì)基值和測(cè)量值做算數(shù)平均；更新基值數(shù)據(jù)；卡爾曼濾波。本發(fā)明提出的基于磁調(diào)制器的電力電纜絕緣狀態(tài)判斷方法，基于卡爾曼濾波能濾除高頻噪聲，基于基值濾波能有效濾除低頻波動(dòng)的噪聲，能夠高效地濾除磁調(diào)制器因零點(diǎn)漂移造成的測(cè)量誤差，同時(shí)給出電力電纜絕緣劣化的概率，準(zhǔn)確判斷電力電纜的絕緣狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電氣技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種電力電纜的絕緣狀態(tài)判斷方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

磁調(diào)制器是一種基于磁調(diào)制原理的高精度電流傳感器，可以用于測(cè)量電力電纜線路的泄露電流，從而判斷電力電纜絕緣狀態(tài)。但是，目前有兩個(gè)問題尚未得到很好的解決：1)絕緣狀態(tài)良好的電力電纜泄露電流一般為微安級(jí)別。在對(duì)微安級(jí)直流電流測(cè)量時(shí)，磁調(diào)制器存在零點(diǎn)漂移，另外由于測(cè)量的隨機(jī)誤差和環(huán)境帶來的不確定性因素，測(cè)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性受到較大的干擾。2)目前對(duì)于電力電纜絕緣狀態(tài)的判斷主要基于閾值判斷，但是由于外界環(huán)境的干擾，閾值判斷容易產(chǎn)生誤判。因此，對(duì)于電力電纜絕緣狀態(tài)尚缺乏準(zhǔn)確科學(xué)的判斷方法。

磁調(diào)制器因零點(diǎn)漂移引起的噪聲相比于傳統(tǒng)檢測(cè)儀器中的噪聲，有以下特點(diǎn)：1)低頻與高頻噪聲共存；2)低頻噪聲頻率動(dòng)態(tài)變化，且頻率小于1Hz；3)低頻噪聲幅值不固定。傳統(tǒng)的數(shù)字濾波方法均無法對(duì)此噪聲進(jìn)行很好的濾除。因此需要一種新的數(shù)字濾波方法，消除這一噪聲，提高磁調(diào)制器測(cè)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

在工程現(xiàn)場(chǎng)，特別是電纜溝內(nèi)，環(huán)境條件比較復(fù)雜，而采用閾值判斷電力電纜的絕緣狀態(tài)，當(dāng)環(huán)境因素變化，特別是存在一些瞬時(shí)性的大干擾時(shí)，絕緣狀態(tài)良好的電纜也有可能會(huì)被判斷為絕緣劣化，給工作人員提供錯(cuò)誤的提示信息。因此需要一種新的電力電纜絕緣狀態(tài)判斷方法，提高電力電纜絕緣狀態(tài)判斷的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有電力電纜絕緣狀態(tài)判斷方法受外界環(huán)境的干擾，閾值判斷容易產(chǎn)生誤判的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供一種電力電纜的絕緣狀態(tài)判斷方法，包括以下步驟：

步驟(1)，連續(xù)2n次測(cè)量電力電纜線路的泄露電流，得到2n個(gè)測(cè)量值；n為正整數(shù)；

步驟(2)，利用2n個(gè)測(cè)量值計(jì)算n個(gè)初始基值，第k-n個(gè)初始基值為第k-n個(gè)測(cè)量值至第k個(gè)測(cè)量值的平均值，n+1≤k≤2n；

步驟(3)，獲取第2n+1個(gè)測(cè)量值，將所述n個(gè)初始基值與第2n+1個(gè)測(cè)量值進(jìn)行算數(shù)平均，得到第2n+1個(gè)測(cè)量值對(duì)應(yīng)的算數(shù)平均結(jié)果；將所述n個(gè)初始基值中排序靠后的n-1個(gè)基值和第2n+1個(gè)測(cè)量值對(duì)應(yīng)的算數(shù)平均結(jié)果作為第2n+2個(gè)測(cè)量值的n個(gè)初始基值；依次類推，獲得后面各個(gè)測(cè)量值對(duì)應(yīng)的算數(shù)平均結(jié)果，以更新得到下一個(gè)測(cè)量值對(duì)于的n個(gè)初始基值；

步驟(4)，利用各個(gè)測(cè)量值的n個(gè)初始基值中順序排在最后的兩個(gè)值進(jìn)行卡爾曼濾波；

步驟(5)，將相鄰兩次卡爾曼濾波結(jié)果作為二維平面上的一個(gè)點(diǎn)，每條線路取多個(gè)點(diǎn)分兩類進(jìn)行模糊聚類，以確定每條線路的絕緣狀態(tài)；

步驟(6)，根據(jù)每條線路的絕緣狀態(tài)、兩個(gè)聚類中心點(diǎn)距離原點(diǎn)的距離以及各個(gè)點(diǎn)的距離原點(diǎn)的距離確定對(duì)應(yīng)的絕緣劣化概率。

可選地，所述步驟(5)具體包括：

將相鄰兩次卡爾曼濾波得到的兩個(gè)結(jié)果分別作為二維平面的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，得到二維平面上的一個(gè)點(diǎn)；以此類推，根據(jù)多次卡爾曼濾波結(jié)果得到二維平面上的m個(gè)點(diǎn)；