【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及供電。
技術(shù)介紹
1、真空斷路器大多應(yīng)用于中高壓的電力網(wǎng)絡(luò)中，運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，電力網(wǎng)絡(luò)中的真空斷路器處于長期服役狀態(tài)，結(jié)構(gòu)材料老化等內(nèi)部因素和電網(wǎng)的產(chǎn)生的高壓以及電磁等外部因素都會引起真空狀態(tài)失效，影響斷路器滅弧，電弧拉弧會逐漸變長，最后變成空氣斷路器，空氣斷路器的分?jǐn)嗄芰h(yuǎn)小于真空斷路器，造成不可預(yù)知的危險(xiǎn)。
2、雖然現(xiàn)有的真空斷路器評估系統(tǒng)在一定程度上可以滿足當(dāng)前的需求，但還存在一定的缺陷，具體體現(xiàn)在：現(xiàn)有的真空斷路器評估系統(tǒng)通常是監(jiān)測真空斷路器本身的數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析的，忽略了真空斷路器真空滅弧室的電弧圖像數(shù)據(jù)，并且由于真空斷路器涉及的數(shù)據(jù)比較多，因此計(jì)算過程也比較復(fù)雜，對于真空斷路器的滅弧能力的評估和真空斷路器壽命的預(yù)測不夠及時(shí)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中忽略了真空斷路器的電弧圖像數(shù)據(jù)、計(jì)算過程復(fù)雜以及預(yù)測不夠及時(shí)的技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)分析的真空斷路器評估系統(tǒng)及方法。
2、本專利技術(shù)為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：
3、一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)分析的真空斷路器評估系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集模塊連接歷史數(shù)據(jù)集構(gòu)建模塊，歷史數(shù)據(jù)集構(gòu)建模塊連接滅弧能力評估模塊，滅弧能力評估模塊連接匹配模塊，匹配模塊連接結(jié)果分析與輸出模塊；
4、數(shù)據(jù)采集模塊用于獲取真空斷路器的歷史數(shù)據(jù)和測試數(shù)據(jù)；
5、歷史數(shù)據(jù)集構(gòu)建模塊用于根據(jù)數(shù)據(jù)采集模塊獲取的真空斷路器歷史數(shù)據(jù)構(gòu)建歷史數(shù)據(jù)集；
6、
7、匹配模塊用于計(jì)算真空斷路器的測試數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)的相似度，并結(jié)合滅弧能力評估指標(biāo)對真空斷路器進(jìn)行評估；
8、結(jié)果分析與輸出模塊用于輸出評估結(jié)果。
9、所述匹配模塊連接壽命預(yù)測模塊，壽命預(yù)測模塊連接結(jié)果分析與輸出模塊，壽命預(yù)測模塊用于對真空斷路器的壽命進(jìn)行預(yù)測；
10、所述數(shù)據(jù)采集模塊連接歷史數(shù)據(jù)單元和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)單元，歷史數(shù)據(jù)集構(gòu)建模塊連接時(shí)間段選擇單元和數(shù)據(jù)對應(yīng)單元，時(shí)間段選擇單元用于根據(jù)歷史數(shù)據(jù)選取時(shí)間段，數(shù)據(jù)對應(yīng)單元用于將歷史數(shù)據(jù)中的每個(gè)元素與時(shí)間段進(jìn)行對應(yīng)，滅弧能力評估模塊連接滅弧能力評估指標(biāo)計(jì)算單元、偏差度計(jì)算單元和關(guān)聯(lián)單元，滅弧能力評估指標(biāo)計(jì)算單元用于根據(jù)歷史數(shù)據(jù)及構(gòu)建真空斷路器的滅弧能力評估指標(biāo)，偏差度計(jì)算單元用于計(jì)算歷史數(shù)據(jù)與測試數(shù)據(jù)的偏差度，關(guān)聯(lián)單元用于將滅弧能力評估指標(biāo)與偏差度進(jìn)行關(guān)聯(lián)，匹配模塊連接圖像相似度計(jì)算單元和滅弧能力評估指標(biāo)比較單元，圖像相似度計(jì)算單元用于將實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)與歷史圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行相似度計(jì)算，選取相似度最大的歷史圖像數(shù)據(jù)作為匹配圖像數(shù)據(jù)，滅弧能力評估指標(biāo)比較單元用于獲取匹配圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的滅弧能力評估指標(biāo)，從而得到實(shí)時(shí)滅弧數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)的臨時(shí)滅弧能力評估指標(biāo)，再將臨時(shí)滅弧能力評估指標(biāo)與實(shí)時(shí)滅弧數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)計(jì)算滅弧能力評估指標(biāo)進(jìn)行比較，壽命預(yù)測模塊連接老化軌跡曲線獲取單元、壽命預(yù)測模型構(gòu)建單元和壽命預(yù)測單元，老化軌跡曲線單元用于找到與歷史數(shù)據(jù)集中元素的環(huán)境條件相匹配的老化軌跡曲線部分，壽命預(yù)測單元用于對比實(shí)際運(yùn)行環(huán)境與實(shí)驗(yàn)中模擬環(huán)境的相似性，將歷史數(shù)據(jù)點(diǎn)映射到相應(yīng)的老化曲線上，從而預(yù)測設(shè)備當(dāng)前的健康狀態(tài)和剩余壽命，結(jié)果分析與輸出模塊連接預(yù)測結(jié)果比較單元、壽命預(yù)測結(jié)果輸出單元和通知單元。
11、一種基于所述的一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)分析的真空斷路器評估系統(tǒng)執(zhí)行的方法，包括以下步驟：
12、根據(jù)真空斷路器的歷史圖像數(shù)據(jù)、歷史滅弧數(shù)據(jù)和歷史環(huán)境數(shù)據(jù)構(gòu)建歷史數(shù)據(jù)集；
13、獲取理想條件下的真空斷路器的測試數(shù)據(jù)，并基于歷史數(shù)據(jù)集的歷史滅弧數(shù)據(jù)和歷史環(huán)境數(shù)據(jù)構(gòu)建真空斷路器的滅弧能力評估指標(biāo)；
14、獲取真空斷路器的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)滅弧數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)，將實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)與歷史圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行相似度計(jì)算，并結(jié)合滅弧能力評估指標(biāo)判斷真空斷路器是否需要維修。
15、還包括以下步驟：
16、獲取真空斷路器出廠前在不同環(huán)境條件下測試得到的老化軌跡曲線，將歷史數(shù)據(jù)點(diǎn)映射到相應(yīng)的老化曲線上，進(jìn)而結(jié)合歷史滅弧數(shù)據(jù)和歷史環(huán)境數(shù)據(jù)構(gòu)建真空斷路器壽命預(yù)測模型；
17、根據(jù)真空斷路器的歷史實(shí)際壽命結(jié)果調(diào)整真空斷路器壽命預(yù)測模型，利用調(diào)整后的真空斷路器壽命預(yù)測模型基于實(shí)時(shí)滅弧數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)對真空斷路器的壽命進(jìn)行預(yù)測。
18、所述步驟構(gòu)建歷史數(shù)據(jù)集包括以下步驟：
19、根據(jù)歷史圖像數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)選取時(shí)間段t，獲取時(shí)間段t的真空斷路器的歷史滅弧數(shù)據(jù)和歷史環(huán)境數(shù)據(jù)；
20、將時(shí)間段t的歷史圖像數(shù)據(jù)與真空斷路器的歷史滅弧數(shù)據(jù)和歷史環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行對應(yīng)，構(gòu)成歷史數(shù)據(jù)集a，歷史數(shù)據(jù)集a＝{a1,a2,...,an}，a1表示歷史數(shù)據(jù)集的第一個(gè)元素，a2表示歷史數(shù)據(jù)集的第二個(gè)元素，an表示歷史數(shù)據(jù)集的第n個(gè)元素，且a1到an的排序按照時(shí)間順序排列，每個(gè)元素均包括對應(yīng)時(shí)段的歷史圖像數(shù)據(jù)、歷史滅弧數(shù)據(jù)和歷史環(huán)境數(shù)據(jù)；歷史數(shù)據(jù)集中元素的對應(yīng)關(guān)系為：一個(gè)時(shí)間段t對應(yīng)一個(gè)時(shí)間段t內(nèi)的歷史圖像數(shù)據(jù)，一個(gè)時(shí)間段t內(nèi)的歷史圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)一個(gè)時(shí)間段t內(nèi)的歷史滅弧數(shù)據(jù)，一個(gè)時(shí)間段t內(nèi)的歷史滅弧數(shù)據(jù)對應(yīng)一個(gè)時(shí)間段t內(nèi)的歷史環(huán)境數(shù)據(jù)。
21、所述歷史圖像數(shù)據(jù)為對真空斷路器拍攝得到的用于記錄觸頭磨損程度、絕緣材料老化狀況、滅弧室內(nèi)部污染情況的視覺信息的狀態(tài)照片；歷史滅弧數(shù)據(jù)是指在真空斷路器運(yùn)行過程中記錄下來的關(guān)于電弧行為和性能的數(shù)據(jù)，包括分合閘操作時(shí)的電流大小、電壓曲線、滅弧時(shí)間、開斷容量、燃弧電壓、電弧重燃率和觸頭磨損程度；歷史環(huán)境數(shù)據(jù)指的是與真空斷路器所在工作環(huán)境相關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)，包括溫度變化范圍、極端溫度值、濕度記錄、大氣壓力、環(huán)境污染物濃度。
22、所述步驟構(gòu)建真空斷路器的滅弧能力評估指標(biāo)包括以下步驟：
23、選取歷史數(shù)據(jù)集中時(shí)間段t內(nèi)的歷史圖像數(shù)據(jù)、歷史滅弧數(shù)據(jù)和歷史環(huán)境數(shù)據(jù)并將其劃分為n組測試數(shù)據(jù)；
24、針對歷史數(shù)據(jù)集中的每一個(gè)元素，結(jié)合測試數(shù)據(jù)，得到滅弧能力評估指標(biāo)c0：
25、
26、式中：w0m表示歷史數(shù)據(jù)集中元素的第m個(gè)環(huán)境數(shù)據(jù)、wm表示測試數(shù)據(jù)的第m個(gè)環(huán)境數(shù)據(jù)、m表示環(huán)境數(shù)據(jù)編號，取1到m、h0m表示歷史數(shù)據(jù)集中元素的第m個(gè)滅弧數(shù)據(jù)、h表示與歷史數(shù)據(jù)集中元素排序相同的t時(shí)間段內(nèi)的測試數(shù)據(jù)的滅弧數(shù)據(jù)平均值、hmax表示與歷史數(shù)據(jù)集中元素排序相同的t時(shí)間段內(nèi)的測試數(shù)據(jù)的滅弧數(shù)據(jù)最大值、hmin表示與歷史數(shù)據(jù)集中元素排序相同的t時(shí)間段內(nèi)的測試數(shù)據(jù)的滅弧數(shù)據(jù)最小值。
27、所述步驟獲取理想條件下的真空斷路器的測試數(shù)據(jù)，通過邊緣檢測和閾值分割方法識別并分割出測試數(shù)據(jù)中的歷史圖像數(shù)據(jù)的電弧區(qū)域，量取電弧區(qū)域的電弧長度、電弧寬度和電弧面積構(gòu)成電弧形態(tài)特征bi，通過邊緣檢測和閾值分割方法識別并分割出歷史數(shù)據(jù)集中的歷史圖像數(shù)據(jù)的電弧區(qū)域，量取電弧區(qū)域的電弧長度、電弧寬度和電弧本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)分析的真空斷路器評估系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)采集模塊連接歷史數(shù)據(jù)集構(gòu)建模塊，歷史數(shù)據(jù)集構(gòu)建模塊連接滅弧能力評估模塊，滅弧能力評估模塊連接匹配模塊，匹配模塊連接結(jié)果分析與輸出模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)分析的真空斷路器評估系統(tǒng)，其特征在于，所述匹配模塊連接壽命預(yù)測模塊，壽命預(yù)測模塊連接結(jié)果分析與輸出模塊，壽命預(yù)測模塊用于對真空斷路器的壽命進(jìn)行預(yù)測；
3.一種基于權(quán)利要求1-2任意一項(xiàng)所述的一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)分析的真空斷路器評估系統(tǒng)執(zhí)行的方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)分析的真空斷路器評估方法，其特征在于，還包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)分析的真空斷路器評估方法，其特征在于，所述步驟構(gòu)建歷史數(shù)據(jù)集包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)分析的真空斷路器評估方法，其特征在于，所述歷史圖像數(shù)據(jù)為對真空斷路器拍攝得到的用于記錄觸頭磨損程度、絕緣材料老化狀況、滅弧室內(nèi)部污染情況的視覺信息的狀態(tài)照片；歷史
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)分析的真空斷路器評估方法，其特征在于，所述步驟構(gòu)建真空斷路器的滅弧能力評估指標(biāo)包括以下步驟：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)分析的真空斷路器評估方法，其特征在于，所述步驟將實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)與歷史圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行相似度計(jì)算后包括以下步驟：
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)分析的真空斷路器評估方法，其特征在于，所述步驟獲取真空斷路器出廠前在不同環(huán)境條件下測試得到的老化軌跡曲線，結(jié)合歷史滅弧數(shù)據(jù)和歷史環(huán)境數(shù)據(jù)構(gòu)建真空斷路器壽命預(yù)測模型；包括以下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)分析的真空斷路器評估方法，其特征在于，所述步驟根據(jù)真空斷路器的歷史實(shí)際壽命結(jié)果調(diào)整真空斷路器壽命預(yù)測模型，利用調(diào)整后的真空斷路器壽命預(yù)測模型基于實(shí)時(shí)滅弧數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)對真空斷路器的壽命進(jìn)行預(yù)測，包括以下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)分析的真空斷路器評估系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)采集模塊連接歷史數(shù)據(jù)集構(gòu)建模塊，歷史數(shù)據(jù)集構(gòu)建模塊連接滅弧能力評估模塊，滅弧能力評估模塊連接匹配模塊，匹配模塊連接結(jié)果分析與輸出模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)分析的真空斷路器評估系統(tǒng)，其特征在于，所述匹配模塊連接壽命預(yù)測模塊，壽命預(yù)測模塊連接結(jié)果分析與輸出模塊，壽命預(yù)測模塊用于對真空斷路器的壽命進(jìn)行預(yù)測；
3.一種基于權(quán)利要求1-2任意一項(xiàng)所述的一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)分析的真空斷路器評估系統(tǒng)執(zhí)行的方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)分析的真空斷路器評估方法，其特征在于，還包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)分析的真空斷路器評估方法，其特征在于，所述步驟構(gòu)建歷史數(shù)據(jù)集包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)分析的真空斷路器評估方法，其特征在于，所述歷史圖像數(shù)據(jù)為對真空斷路器拍攝得到的用于記錄觸頭磨損程度、絕緣材料老化狀況、滅弧室內(nèi)部污染情況的視覺信息的狀態(tài)照片；歷史滅弧數(shù)據(jù)是指在真空斷路器運(yùn)行過程中記錄下來的關(guān)于電弧行...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：倪春雨，呂延哲，趙晨星，李成峰，趙志偉，張濱顯，徐妍，張?zhí)斐?/a>，方明，趙則語，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)遼寧省電力有限公司鐵嶺供電公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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