【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及數據檢測，具體地說，涉及一種固體絕緣材料內部水分含量的虛擬感知方法及系統。
技術介紹
1、在電力系統和電氣設備中，固體絕緣材料扮演著至關重要的角色，其性能直接影響到設備的安全運行和使用壽命。然而，固體絕緣材料在運行過程中容易受到各種因素的影響，其中水分含量是一個關鍵因素。水分不僅會降低絕緣材料的電氣性能，還可能導致設備發生故障，甚至引發安全事故。
2、傳統的水分含量檢測方法有的還需要對絕緣材料進行物理取樣和破壞性測試，這不僅耗時耗力，而且無法實時監測材料內部的水分變化。此外，這些方法可能還無法全面反映絕緣材料內部的水分分布情況，因此在實際應用中存在一定的局限性。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題在于克服現有技術的不足，提供一種固體絕緣材料內部水分含量的虛擬感知方法及系統，可以通過虛擬檢測環境模型進行預測，無需對固體絕緣材料進行物理破壞，保證了材料的完整性和可重復使用性。
2、為解決上述技術問題，本專利技術采用技術方案的基本構思是：
3、第一方面，一種固體絕緣材料內部水分含量的虛擬感知方法，包括：
4、獲取固體絕緣材料特性參數；
5、根據固體絕緣材料特性參數，構建虛擬檢測環境模型；
6、在虛擬檢測環境模型中施加模擬電場，并獲取極化電流和去極化電流的變化數據；
7、對極化電流和去極化電流的變化數據進行數字化處理，以生成對應的頻譜數據；
8、根據頻譜數據以及預設的目標
9、將預測結果與實際檢測的水分含量數據進行比對，以得到評估結果。
10、進一步的，獲取固體絕緣材料特性參數，包括：
11、獲取關于固體絕緣材料特性的原始數據；
12、從原始數據中提取出與固體絕緣材料特性相關的關鍵特征；
13、對關鍵特征進行聚類，計算每個數據點到各個聚類中心的距離，并將其分配到對應的聚類中心；對于每個聚類，計算其內部所有數據點的均值，并將該均值作為新的聚類中心；重復步驟，直到達到預設的迭代次數，完成聚類后，將獲得不同的材料特性組合，每一類代表一組具有相似特性的材料。
14、進一步的，原始數據包括材料的電阻率、介電常數、擊穿電壓、耐熱性；關鍵特征包括材料的化學成分、物理結構和加工工藝。
15、進一步的，對極化電流和去極化電流的變化數據進行數字化處理，以生成對應的頻譜數據，包括：
16、根據極化電流和去極化電流的變化數據，周期性獲取電信號值，將電信號值轉換為有限數量的數字信號離散值；
17、根據數字信號離散值，重構時域的極化電流和去極化電流數據；
18、根據時域的極化電流和去極化電流數據，計算對應的頻譜數據。
19、進一步的，根據極化電流和去極化電流的變化數據，周期性獲取電信號值，將電信號值轉換為有限數量的數字信號離散值，包括：
20、確定采樣頻率，以及設置采樣時間長度；
21、按照設定的采樣頻率和時間長度對極化電流和去極化電流進行采樣；
22、每次采樣均得到一個代表對應時間點電流大小的模擬電信號值；
23、將模擬電信號值送入模數轉換器，模數轉換器將每個模擬電信號值映射到一個對應的數字上，以得到數字信號離散值。
24、進一步的，模數轉換器將每個模擬電信號值映射到一個對應的數字上，包括：
25、確定模擬電信號的范圍和數字信號的范圍，設模擬電信號的最小值為amin，最大值為amax；
26、根據模擬電信號的最小值為amin和最大值為amax，計算模擬信號的范圍寬度ar＝amax－amin；
27、計算數字信號的范圍寬度，并根據數字信號的范圍寬度，計算映射比例
28、對于每一個模擬電信號值a，執行以下步驟來映射到對應的數字信號值：
29、將模擬電信號值a通過no＝a－amin標準化到范圍之內，其中，no表示標準化值；
30、使用比例因子通過dv＝no×sf將標準化值映射到數字信號范圍內，dv表示映射后對應的數字值。
31、進一步的，根據頻譜數據以及預設的目標函數進行數值計算，以得到固體絕緣材料內部水分含量的預測結果，包括：
32、分析頻譜數據，以得到幅度隨頻率的分布情況；
33、根據歷史數據，定義頻譜數據與水分含量關系的目標函數；
34、根據頻譜數據和目標函數，以得到固體絕緣材料內部水分含量的預測結果。
35、第二方面，一種固體絕緣材料內部水分含量的虛擬感知系統，包括：
36、獲取模塊，用于獲取固體絕緣材料特性參數；根據固體絕緣材料特性參數，構建虛擬檢測環境模型；在虛擬檢測環境模型中施加模擬電場，并獲取極化電流和去極化電流的變化數據。
37、處理模塊，用于對極化電流和去極化電流的變化數據進行數字化處理，以生成對應的頻譜數據；根據頻譜數據以及預設的目標函數進行數值計算，以得到固體絕緣材料內部水分含量的預測結果；將預測結果與實際檢測的水分含量數據進行比對，以得到評估結果。
38、采用上述技術方案后，本專利技術與現有技術相比具有以下有益效果：通過虛擬檢測環境模型進行預測，無需對固體絕緣材料進行物理破壞，保證了材料的完整性和可重復使用性；通過施加模擬電場并獲取極化電流和去極化電流的變化數據，能夠高效地獲取關于絕緣材料內部水分含量的信息；利用預設的目標函數進行數值計算，能夠預測固體絕緣材料內部的水分含量，有助于及時發現潛在的水分問題并采取相應的預防措施；虛擬感知方法減少實體檢測的頻率和需要，從而降低了維護成本和人力成本，能夠預測并提前處理潛在問題；通過對絕緣材料內部水分含量的準確檢測，可以及時發現并處理潛在的安全隱患，從而提升電氣系統的整體安全性。
39、下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式作進一步詳細的描述。
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1.一種固體絕緣材料內部水分含量的虛擬感知方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的固體絕緣材料內部水分含量的虛擬感知方法，其特征在于，獲取固體絕緣材料特性參數，包括：
3.根據權利要求2所述的固體絕緣材料內部水分含量的虛擬感知方法，其特征在于，原始數據包括材料的電阻率、介電常數、擊穿電壓、耐熱性；關鍵特征包括材料的化學成分、物理結構和加工工藝。
4.根據權利要求3所述的固體絕緣材料內部水分含量的虛擬感知方法，其特征在于，對極化電流和去極化電流的變化數據進行數字化處理，以生成對應的頻譜數據，包括：
5.根據權利要求4所述的固體絕緣材料內部水分含量的虛擬感知方法，其特征在于，根據極化電流和去極化電流的變化數據，周期性獲取電信號值，將電信號值轉換為有限數量的數字信號離散值，包括：
6.根據權利要求5所述的固體絕緣材料內部水分含量的虛擬感知方法，其特征在于，模數轉換器將每個模擬電信號值映射到一個對應的數字上，包括：
7.根據權利要求6所述的固體絕緣材料內部水分含量的虛擬感知方法，其特征在于，根據頻譜
8.一種固體絕緣材料內部水分含量的虛擬感知系統，該系統實現如權利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于：包括：
9.一種計算設備，其特征在于，包括：
10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質中存儲有程序，該程序被處理器執行時實現如權利要求1-7中任一所述的方法。
...【技術特征摘要】
1.一種固體絕緣材料內部水分含量的虛擬感知方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的固體絕緣材料內部水分含量的虛擬感知方法，其特征在于，獲取固體絕緣材料特性參數，包括：
3.根據權利要求2所述的固體絕緣材料內部水分含量的虛擬感知方法，其特征在于，原始數據包括材料的電阻率、介電常數、擊穿電壓、耐熱性；關鍵特征包括材料的化學成分、物理結構和加工工藝。
4.根據權利要求3所述的固體絕緣材料內部水分含量的虛擬感知方法，其特征在于，對極化電流和去極化電流的變化數據進行數字化處理，以生成對應的頻譜數據，包括：
5.根據權利要求4所述的固體絕緣材料內部水分含量的虛擬感知方法，其特征在于，根據極化電流和去極化電流的變化數據，周期性獲取電信號值，將...
【專利技術屬性】
技術研發人員：齊超亮，景中炤，陳志剛，田鳳蘭，何天驥，周帆，
申請(專利權)人：國網河南省電力公司鄭州供電公司，
類型：發明
國別省市：
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