一种电力材料的故障监测方法与流程

本发明涉及电力监测，具体为一种电力材料的故障监测方法。

背景技术：

1、电力材料的故障监测是确保电力系统安全运行的关键步骤之一，包括传感技术、数据采集与处理技术、故障诊断技术、通信技术和安全技术等；

2、传感技术是实现电力材料故障监测的基础，可以检测电力材料的各种物理参数，传感器的选择应根据监测对象的特性和监测需求来确定，数据采集与处理技术用于获取传感器采集的数据，并对数据进行处理和分析，实时性、准确性和可靠性是数据处理技术的关键考量因素，故障诊断技术旨在通过对监测数据的分析，识别出电力材料可能存在的故障或异常情况，可以通过建立模型、训练算法，从数据中学习出故障模式，并进行故障预测和诊断，通信技术用于传输监测数据和故障预警信息，通信技术的选择应考虑到监测环境的特点、数据传输的实时性要求和通信成本等因素，安全技术在电力材料故障监测中尤为重要，特别是涉及到实时数据传输和故障预警通知时，以确保监测系统的数据安全和系统稳定性；

3、现有的电力材料的故障监测方法，无法根据电缆不同位置的电缆温度判断电缆是否存在局部放电或老化，无法根据电缆不同位置的环境温度相应设定不同数量的温度监测点，无法根据电缆周围的环境温度，判断电缆是否能够及时降温，并对无法及时降温的电缆采取相应的措施，使电缆温度能够及时降至安全的温度，从而使电缆容易发生火灾等危险情况，电缆的局部放电造成电缆老化速度加快，使电缆的使用寿命减短，使用成本增高。

技术实现思路

1、本发明提供了一种电力材料的故障监测方法，用于促进解决背景技术中所提问题。

2、本发明提供如下技术方案：一种电力材料的故障监测方法，包括：

3、获取监测数据；

4、所述监测数据包括电缆温度、环境温度以及电力负载；

5、所述环境温度包括当前环境温度和预测环境温度；

6、根据电缆温度，通过数据分析策略，形成分析数据，以判断电缆是否老化或存在局部放电，从而对老化或存在局部放电的电缆进行相应的维修或更换；

7、根据环境温度和电力负载，建立电缆温升速率模型，以判断电缆是否存在安全隐患；

8、根据分析数据和监测数据，通过数据判定策略，形成判定数据，以根据环境温度判断电缆是否能够根据环境温度的变化降至安全的运行温度；

9、根据环境温度和电力负载，建立电缆降温速率模型，以判断电缆是否能够及时降温，从而对无法及时降温的电缆采取相应的辅助降温措施；

10、根据判定数据和监测数据，通过负载调整策略，形成调整数据，以对无法根据环境温度的变化及时降至安全的运行温度的电缆所对应的负载进行调整，从而辅助电缆及时降至安全的运行温度。

11、作为本发明所述电力材料的故障监测方法的一种可选方案，其中：所述数据分析策略，具体为：

12、获取第一终端温度、第二终端温度以及中点温度；

13、获取温度阈值；

14、若第一终端温度≤温度阈值、第二终端温度≤温度阈值且中点温度≤温度阈值，则不形成判定；

15、若第一终端温度＞温度阈值、第二终端温度＞温度阈值或中点温度＞温度阈值，则比较中点温度和第一终端温度；

16、若中点温度≤第一终端温度×(1－15％)，则认定第一终端温度对应的电缆终端存在局部放电，则对该电缆终端进行维修或更换；

17、若中点温度＞第一终端温度×(1－15％)且中点温度＜第一终端温度×(1+15％)，则比较中点温度和第二终端温度；

18、若中点温度≤第二终端温度×(1－15％)，则认定第二终端温度对应的电缆终端存在局部放电，则对该电缆终端进行维修或更换；

19、若中点温度＞第二终端温度×(1－15％)且中点温度＜第二终端温度×(1+15％)，则执行老化分析策略。

20、作为本发明所述电力材料的故障监测方法的一种可选方案，其中：所述老化分析策略，具体为：

21、获取电缆温度历史数据，所述电缆温度历史数据包括历史电力负载、环境历史温度以及电缆历史温度；

22、获取当前电缆温度、当前环境温度和当前电力负载；

23、提取当前环境温度和当前电力负载在电缆温度历史数据中所对应的电缆历史温度，定为目标电缆温度；

24、若当前的电缆温度≥目标电缆温度×(1－15％)，则判定电缆老化，则对该电缆整体进行更换；

25、若当前的电缆温度＞目标电缆温度×(1－15％)且当前的电缆温度＜目标电缆温度×(1+15％)，则判定电缆无问题，执行数据判定策略。

26、作为本发明所述电力材料的故障监测方法的一种可选方案，其中：所述获取第一终端温度、第二终端温度以及中点温度，具体为：

27、将电缆分为第一终端区域、第二终端区域和中点区域；

28、电缆的每个区域分别设置有若干温度监测点，对每个区域执行温度采集步骤；

29、分别获取第一终端区域、第二终端区域和中点区域的区域电缆温度；

30、则第一终端区域、第二终端区域和中点区域的区域电缆温度分别为第一终端温度、第二终端温度以及中点温度；

31、所述温度采集步骤，具体为：

32、s1、获取区域内的环境温度，定为区域环境温度；

33、设定环境温度阈值，记为[m，n]；

34、获取温度监测点的数量，所述温度监测点的数量包括第一数量、第二数量和第三数量；

35、s2、若区域环境温度＞环境温度阈值n，则在该区域均匀分布设定第一数量的温度监测点；

36、若区域环境温度≤环境温度阈值n且区域环境温度≥环境温度阈值m，则在该区域均匀分布设定第二数量的温度监测点；

37、若区域环境温度＜环境温度阈值m，则在该区域均匀分布设定第三数量的温度监测点；

38、s3、获取区域内每个温度监测点采集的电缆温度，定为采集电缆温度；

39、s4、计算该区域的电缆温度，定为区域电缆温度，区域电缆温度＝该区域内所有采集电缆温度之和÷该区域的温度监测点的数量。

40、作为本发明所述电力材料的故障监测方法的一种可选方案，其中：所述建立电缆温升速率模型，具体为：

41、获取不同的环境温度，形成温度集合a，记为a1……an；

42、获取不同的电力负载，形成负载集合b，记为b1……bn；

43、将温度集合a中的数据与负载集合b中的数据一一映射，形成新的待测集合，定为温度影响集合，记为a1b1，a1bn……anb1，anbn；

44、获取不同的电缆温度，形成电缆温度集合c，记为c1……cn；

45、将温度影响集合中的元素与电缆温度集合c中的数据一一映射，形成新的待测集合，定为初始温度集合，记为a1b1c1，a1b1cn……anbnc1，anbncn；

46、对初始温度集合中的元素，进行电缆温升测试；

47、获取初始温度集合中，每个元素的电缆温度升至危险温度所对应的电缆的温升时长，将该温升时长与初始温度集合中的元素一一对应，形成温升时长集合d，记为a1b1c1d1，a1b1cnd2……anbnc1d3，anbncnd4。

48、作为本发明所述电力材料的故障监测方法的一种可选方案，其中：所述数据判定策略，具体为：

49、获取当前环境温度和未来环境温度；

50、提取未来环境温度中数值最小的的温度值，定为目标环境温度；

51、若目标环境温度＜当前环境温度×(1－10％)，则判定电缆温度呈下降趋势，则不调整电力负载；

52、若目标环境温度≥当前环境温度×(1－10％)，则判定电缆的温度无法下降，则调整电力负载。

53、作为本发明所述电力材料的故障监测方法的一种可选方案，其中：所述建立电缆降温速率模型，具体为：

54、获取温度集合a、负载集合b和电缆温度集合c；

55、获取不同的负温差，形成温差集合e，记为e1……en；

56、将温度集合a中的数据与温差集合e中的数据一一映射，形成新的待测集合，定为温降集合f，记为f1……fn；

57、将温降集合f中的元素与负载集合b中的数据一一映射，形成新的温度影响集合，记为f1b1，f1bn……fnb1，fnbn；

58、将温度影响集合中的元素与电缆温度集合c中的数据一一映射，形成新的初始温度集合，记为f1b1c1，f1b1cn……fnbnc1，fnbncn；

59、对初始温度集合中的元素，进行电缆降温测试；

60、获取初始温度集合中，每个元素的电缆温度降至安全温度所对应的电缆的降温时长，将该降温时长与初始温度集合中的元素一一对应，形成降温时长集合g，记为f1b1c1g1，f1b1cng2……fnbnc1g3，fnbncng4。

61、作为本发明所述电力材料的故障监测方法的一种可选方案，其中：所述负载调整策略，具体为：

62、获取当前电缆温度、当前环境温度、目标环境温度以及当前电力负载；

63、计算目标负温差，目标负温差＝目标环境温度－当前环境温度；

64、提取当前电缆温度、当前环境温度、目标负温差以及当前电力负载在降温时长集合g中所对应的降温时长，定为第一目标时长；

65、提取当前电缆温度、当前环境温度以及当前电力负载在温升时长集合d中所对应的温升时长，定为第二目标时长；

66、若第一目标时长＜第二目标时长×(1－10％)，说明电缆温度能及时降至安全温度，则不调整电力负载；

67、若第一目标时长≥第二目标时长×(1－10％)，说明电缆温度无法及时降至安全温度，则调整电力负载。

68、作为本发明所述电力材料的故障监测方法的一种可选方案，其中：所述调整电力负载，具体为：

69、获取当前电力负载、当前环境温度和电缆的安全温度；

70、获取电缆温度历史数据；

71、提取当前环境温度和电缆的安全温度在电缆温度历史数据中所对应的电力负载，定为目标电力负载；

72、计算调整电力负载，调整电力负载＝目标电力负载×(1－15％)；

73、将当前电力负载调整至调整电力负载，以减小电力系统的压力，从而使电缆温度降低。

74、本发明具备以下有益效果：

75、1、该电力材料的故障监测方法，通过获取电缆不同位置的环境温度，根据环境温度的高低，相应设定不同数量的温度监测点，若电缆一位置的周围环境温度高，则该位置所设定的温度监测点的数量多，若该位置的周围环境温度低，则该位置所设定的温度监测点的数量少，若该位置的周围环境温度处于阈值范围内，则该位置所设定的温度监测数量为设定值，通过计算该位置的平均温度，确定该位置的电缆温度值，使数据更加准确，从而便于判断电缆是否存在局部放电或老化。

76、2、该电力材料的故障监测方法，通过获取电缆不同位置的电缆温度，根据不同位置之间的电缆温度的差值，确定电缆是否存在局部放电或老化，对存在局部放电的电缆终端及时进行维修或更换，使电缆的老化速度减慢，对存在老化问题的电缆及时进行维修和更换，防止电缆发生火灾等危险情况，延长电缆的使用寿命，降低使用成本。

77、3、该电力材料的故障监测方法，通过获取电缆的环境温度、电缆温度和电力负载，判断电缆是否存在自然降温的条件，即环境温度下降，若电缆不存在自然降温的条件，则相应调整减小电力负载，使电缆的温度及时下降至安全温度，若电缆存在自然降温的条件，则判断当前环境温度下，电缆是否能够及时降温，若电缆的降温时长大于温升时长，则说明电缆能够及时降温，则不需要通过调整减小电力负载进行辅助降温，若电缆的降温时长小于温升时长，则说明电缆无法及时降温，则需要通过调整减小电力负载进行辅助降温，防止电缆因长时间高温运行造成火灾等危险情况。