一种电缆健康状态评价方法及系统与流程

本发明涉及电缆健康状态评价，尤其涉及一种电缆健康状态评价方法及系统。

背景技术：

1、近年来，随着智能电网的不断发展，对电网的安全性、经济性和可靠性的要求越来越高，电力设备的正常运行是电力系统安全稳定运行的保障。因此，在智能电网的发展中，电气设备的状态评估和故障诊断是必不可少的。在城市供电系统中，电力电缆已成为电力传输的主要设备。然而，随着电缆的广泛使用，由电缆故障引起的跳闸和停电的数量也在增加。电缆一般敷设在地下和电缆井中，与其他设备相比，作业环境较为恶劣。故障不易被发现，排除和维护难度较大，电缆局部放电也大大缩短了自身寿命。这些存在的问题往往会导致严重的后果。目前，大多数电力电缆的维护仍然需要传统的人工检测。对于安装了电缆温度、局部放电电流等监控系统的电力电缆，可以通过监控系统获得电缆运行的实时参数。然而，这些数据只能反映电缆的具体方面，对其综合状态和退化趋势的评价对于制定电缆维护策略更为重要。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明提供了一种电缆健康状态评价方法及系统，能够解决背景技术中提到的问题。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

5、第一方面，本发明提供了一种电缆健康状态评价方法，包括：

6、预设评估目标电缆健康状态的评估指标，所述评估指标包括一级指标和二级指标，所述一级指标包括在线监测指标、敷设环境指标、离线检测指标、设备信息指标以及日常巡检信息指标；

7、获取目标电缆中评估指标参数化数据，并对所述参数数据进行预处理；

8、根据所述预处理结果，结合第一预设权重获取逻辑，构建综合评价矩阵；

9、根据所述综合评价矩阵以及目标电缆实际参数数据，结合第二综合评价指数计算逻辑，确定目标电缆健康状态。

10、作为本发明所述的电缆健康状态评价方法的一种优选方案，其中：所述预设评估目标电缆健康状态的评估指标，所述评估指标包括一级指标和二级指标包括：

11、所述一级指标包括在线监测指标、敷设环境指标、离线检测指标、设备信息指标以及日常巡检信息指标；

12、所述一级指标中在线监测指标对应的二级指标包括介质损耗正切指标、缆芯温度指标、局部放电指标以及接地电流指标；

13、所述一级指标中敷设环境指标对应的二级指标包括环境温度、环境湿度以及隧道/土壤条件；

14、所述一级指标中离线检测指标对应的二级指标包括绝缘电阻、泄露电流以及工频交流耐压测试；

15、所述一级指标中设备信息指标对应的二级指标包括运行时间、生产厂家以及生产型号；

16、所述一级指标中日常巡检信息指标对应的二级指标包括电缆本体及附件巡检、配电箱巡检以及红外测温。

17、作为本发明所述的电缆健康状态评价方法的一种优选方案，其中：所述获取目标电缆中评估指标参数化数据，并对所述参数数据进行预处理包括：

18、将目标电缆中评估指标参数化数据记作如下矩阵形式：

19、

20、其中，n表示目标电缆中待评价对象个数，m表示使用到的评价指标，m≤15，15为二级指标个数；

21、对所述参数数据进行预处理后的结果记作如下矩阵形式：

22、

23、

24、其中，i∈n表示第i个目标电缆中待评价对象，j∈m表示第j个评价指标。

25、作为本发明所述的电缆健康状态评价方法的一种优选方案，其中：所述根据所述预处理结果，结合第一预设权重获取逻辑，构建综合评价矩阵包括：

26、所述第一预设权重获取逻辑包括：

27、计算每个元素所占比重p ij：

28、

29、计算m项指标各自的熵：

30、

31、根据信息熵值计算m项指标各自的权重：

32、

33、其中，i∈n表示第i个目标电缆中待评价对象，j∈m表示第j个评价指标。

34、作为本发明所述的电缆健康状态评价方法的一种优选方案，其中：所述根据所述预处理结果，结合第一预设权重获取逻辑，构建综合评价矩阵还包括：

35、所述综合评价矩阵表示为：

36、

37、其中，vnm＝z nm*wj。

38、作为本发明所述的电缆健康状态评价方法的一种优选方案，其中：所述根据所述综合评价矩阵以及目标电缆实际参数数据，结合第二综合评价指数计算逻辑，确定目标电缆健康状态包括：

39、所述第二综合评价指数计算逻辑包括：

40、对于每个指标，找出所有样本中该指标的最大值，构建理想解向量。计算负理想解：对于每个指标，找出所有样本中该指标的最小值，构建负理想解向量。

41、v+＝(max{v11,v12,…,vn1},max{v12,v22,…,vn2},…,max{v1m,v2m,…,vnm})

42、v-＝(min{v11,v12,…,vn1},min{v12,v22,…,vn2},…,min{v1m,v2m,…,vnm})

43、计算样本到正理想解的距离，表示如下：

44、

45、计算样本到负理想解的距离，表示如下：

46、

47、综合评价指数的计算公式为：

48、

49、其中，表示样本到正理想解的距离，表示样本到负理想解的距离。

50、作为本发明所述的电缆健康状态评价方法的一种优选方案，其中：所述根据所述综合评价矩阵以及目标电缆实际参数数据，结合第二综合评价指数计算逻辑，确定目标电缆健康状态还包括：

51、当si不大于第一阈值，则目标电缆健康状态为第一健康状态；

52、当si大于第一阈值，且不大于第二阈值时，则目标电缆健康状态为第二健康状态；

53、当si大于第二阈值，且不大于第三阈值时，则目标电缆健康状态为第三健康状态；

54、当si大于第三阈值，则目标电缆健康状态为非健康状态。

55、第二方面，本发明提供了一种电缆健康状态评价系统，包括：

56、指标获取模块，用于预设评估目标电缆健康状态的评估指标，所述评估指标包括一级指标和二级指标，所述一级指标包括在线监测指标、敷设环境指标、离线检测指标、设备信息指标以及日常巡检信息指标；

57、数据处理模块，用于获取目标电缆中评估指标参数化数据，并对所述参数数据进行预处理；

58、矩阵获取模块，用于根据所述预处理结果，结合第一预设权重获取逻辑，构建综合评价矩阵；

59、状态判断模块，用于根据所述综合评价矩阵以及目标电缆实际参数数据，结合第二综合评价指数计算逻辑，确定目标电缆健康状态。

60、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法的步骤。

61、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

62、与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明提出一种电缆健康状态评价方法及系统，预设评估目标电缆健康状态的评估指标，所述评估指标包括一级指标和二级指标，所述一级指标包括在线监测指标、敷设环境指标、离线检测指标、设备信息指标以及日常巡检信息指标；获取目标电缆中评估指标参数化数据，并对所述参数数据进行预处理；根据所述预处理结果，结合第一预设权重获取逻辑，构建综合评价矩阵；根据所述综合评价矩阵以及目标电缆实际参数数据，结合第二综合评价指数计算逻辑，确定目标电缆健康状态。本发明所提出的电缆健康状态评价方法及系统，不仅考虑了多个方面的评估指标，而且通过合理的权重分配和数据处理方式，能够准确地反映目标电缆的健康状态。此外，本发明还具有以下有益效果：

63、首先，本发明提出的方法及系统具有高度的灵活性和可扩展性。由于评估指标包括一级指标和二级指标，可以根据实际需要对指标进行增减或调整，以适应不同应用场景的需求。同时，本发明也提供了预处理结果和综合评价矩阵的构建方法，使得后续的评价过程更加便捷和高效。

64、其次，本发明的方法及系统能够实时动态地监测电缆的健康状态。通过在线监测指标和离线检测指标的结合，可以实时获取目标电缆的实时状态数据，并对其进行快速处理和分析。这有助于及时发现电缆的潜在问题，并采取相应措施进行修复或维护，从而提高电缆的安全性和可靠性。

65、最后，本发明的方法及系统还具有强大的数据分析和可视化能力。通过构建综合评价矩阵和计算综合评价指数，可以清晰地展示目标电缆的健康状态以及各项指标的表现情况。同时，也可以利用可视化工具将评价结果以图表或报告的形式呈现出来，方便用户进行直观分析和决策。

66、综上所述，本发明所提出的电缆健康状态评价方法及系统具有高度的灵活性、实时动态监测能力以及强大的数据分析和可视化能力，为电缆的健康状态评价提供了新的解决方案。