【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及高壓電纜線路監管，尤其涉及一種高壓電纜線路運行狀態反演方法及系統。
技術介紹
1、高壓電纜線路作為電網設備中主要的輸電組成要素，因其工況復雜、環境多變等因素，一直是電網運維的重點工作。隨著城區輸電網電纜化率的不斷提高，電纜回路數量增加，磁場耦合導致的電纜金屬護套感應電壓和環流問題愈加嚴重；由于長期運行在熱、電、機械等因素下，電纜內部或電纜外部不可避免的存在各種缺陷，最終導致電纜絕緣的老化或失效。近年來因為電纜附件和緩沖層缺陷導致電纜擊穿事故頻繁發生，嚴重影響電力系統的安全穩定運行。因此，為了保證電力系統的正常運行，降低事故發生率，實現不同工況下隧道電纜的正常狀態及缺陷故障的模擬反演十分重要。
2、目前的專利技術專利提出的電纜反演方法中，針對電纜隧道的反演方法研究較少，而在電纜典型缺陷方面，主要是針對電纜終端與中間接頭的缺陷模擬，及電纜緩沖層的缺陷模擬,沒有同時針對隧道電纜正常工況及電纜典型缺陷的反演方法。在已有的方法中大多局限于單個模型來實現現役電纜運行狀態反演，未能將電纜隧道空間大尺度與局部缺陷的仿真結果進行對比，進而實現隧道工況下電纜線路不同狀態的仿真復現和缺陷模擬反演。
3、專利cn118366011?a公開了一種模型訓練、地下電纜管道缺陷識別方法、產品及設備，利用目標圖像及樣本圖像，對目標檢測模型進行訓練，得到地下電纜管道缺陷識別模型，可以提高訓練得到的地下電纜管道缺陷識別模型的檢測精度。該方法可以在較低的電纜檢測成本的情況下給出地下電纜管道的故障識別模型，但其識別方法并不涉及電纜的
4、專利cn118334561?a涉及一種高壓電纜的智慧全景巡檢監測方法及系統。該方法主要通過獲取高壓電纜全景圖像并基于高壓電纜全景圖像的平均亮度強度數據及陰影區域像素分布數據得到電纜部件三維坐標，生成電纜部件形態結構數據，獲取環境感知參數。該專利實現了實時、高效的電纜全景巡檢監測，但不足之處同樣在于該方法只能檢測電纜的外部缺陷，其評估結果存在片面性，容易忽略其他因素對電纜工作狀態的影響。
5、專利cn115079060?b專利技術涉及三芯電纜相電流測量技術，具體涉及基于差分進化算法的三芯電纜相電流空間磁場反演方法，通過建立三芯電纜空間磁場計算模型，在電纜表面利用霍爾傳感器測量沿電纜周向的磁感應強度，采用差分進化算法求解該非線性方程組，從而得到三相電流值。該方法實現了三芯電纜相電流，但該專利僅涉及電流方面的反演，并沒有涉及到溫度場、電磁場以及電纜缺陷的反演。
6、專利cn104776938a提供了一種基于電纜表面溫度的電纜接頭纜芯溫度反演方法及系統。利用電纜本體表面溫度通過反演和擬合，即可獲得準確的纜芯接觸點溫度，簡單便捷。但該方法并沒有考慮電纜附件存在缺陷時導致電場畸變的情況。
7、專利cn118409163?a提出了一種高壓電纜緩沖層性能評估方法及裝置，通過采集電纜緩沖層的層間接觸電阻率、壓緊力、含水率、體積電阻率和表面電阻判斷緩沖層是否滿足對應的預設指標，進而判定待檢電纜是否存在潛在燒蝕缺陷。該方法具有準確性高等優點，但該方法通過輸入參數得到的電纜模型只能判斷該段電纜緩沖層缺陷的存在，并沒有涉及到具體缺陷的種類和定位。
8、專利cn118409163?a通過對電纜及其電纜附件的溫度進行監測，對電流、溫度數據進行擬合分析并進行仿真計算的結果修正，獲得電纜附件熱點溫度，進而判斷電纜附件是否出現故障。但是該方法在仿真時同樣沒有考慮缺陷發生位置，這可能導致在反演過程中忽略掉一些潛伏性缺陷的存在。
技術實現思路
1、鑒于上述現有存在的問題，提出了本專利技術。
2、因此，本專利技術提供了一種高壓電纜線路運行狀態反演方法，本專利技術的目的在于提供一種不同工況下隧道電纜的正常狀態及電纜典型缺陷故障的模擬和反演方法，首先基于電纜隧道的多物理場仿真實現電纜運行狀態的模擬，其次基于電纜典型缺陷的仿真實現電纜線路典型缺陷或故障的模擬，在隧道電纜群及典型電纜缺陷的多物理場耦合仿真基礎上，獲得關鍵空間標定點的線路運行關鍵特征量及間隔內的狀態參量，綜合了電纜整體運行狀態模擬和典型缺陷模擬來實現電纜線路狀態的仿真復現和缺陷反演。
3、為解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案，一種高壓電纜線路運行狀態反演方法，包括：
4、收集電纜附件結構、尺寸以及材料參數，建立電纜附件及其缺陷的電磁熱多物理場仿真模型；收集電纜緩沖層結構、尺寸以及材料參數，建立電纜緩沖層及其缺陷的多物理場仿真模型；收集電纜隧道結構和尺寸參數以及電纜本體結構、尺寸和材料參數，建立電纜隧道電磁場、溫度場和流場的多物理場仿真模型及場路耦合模型；獲得電纜線路狀態參量的實際測量值，與電纜隧道空間大尺度與局部缺陷的仿真結果進行對比，根據對比結果對多物理場仿真模型進行修正；基于優化后的仿真模型和參數，實現不同工況下隧道電纜及電纜典型缺陷故障的反演。
5、作為本專利技術所述的高壓電纜線路運行狀態反演方法的一種優選方案，其中：所述建立電纜附件及其缺陷的電磁熱多物理場仿真模型包括，通過設置缺陷尺寸、位置和材料參數，仿真分析電纜附件安裝或運行中復合絕緣界面的劃痕、雜質殘留、滲水缺陷對電纜接頭發熱及局部放電的影響規律，獲得不同缺陷狀態下附件附近的關鍵特征量。
6、作為本專利技術所述的高壓電纜線路運行狀態反演方法的一種優選方案，其中：所述不同缺陷狀態下附件附近的關鍵特征量包括，電場、溫度。
7、作為本專利技術所述的高壓電纜線路運行狀態反演方法的一種優選方案，其中：所述建立電纜緩沖層及其缺陷的多物理場仿真模型包括，通過設置缺陷尺寸、位置和材料參數，仿真分析緩沖層受潮、阻水粉析出、緩沖層和鋁護套接觸不良缺陷對電纜運行狀態的影響規律，提取電纜緩沖層缺陷附近的電場和溫度特征參量。
8、作為本專利技術所述的高壓電纜線路運行狀態反演方法的一種優選方案，其中：所述建立電纜隧道電磁場、溫度場和流場的多物理場仿真模型及場路耦合模型包括，通過研究穩態和暫態工況下電纜的電磁場和溫度場變化特性，分析隧道流場、運行工況對電纜溫度、電磁場參量的影響。
9、作為本專利技術所述的高壓電纜線路運行狀態反演方法的一種優選方案，其中：所述建立電纜隧道電磁場、溫度場和流場的多物理場仿真模型及場路耦合模型包括，基于電纜隧道多物理場耦合模型，獲得線路運行關鍵參數和特征量；所述線路運行關鍵參數包括電纜溫度、電磁場。
10、作為本專利技術所述的高壓電纜線路運行狀態反演方法的一種優選方案，其中：所述不同工況下隧道電纜及電纜典型缺陷故障的反演包括，通過隧道電纜的電磁熱流多物理場耦合仿真，獲得不同工況下隧道電纜的溫度分布；通過電纜附件典型缺陷和電纜緩沖層缺陷的多物理場仿真，獲得不同缺陷對電纜電場、溫度狀態參量的影響規律，進而通過局部放電、電流狀態指標對電纜運行提出預警，同時也可和現場電纜獲得的局部放電、溫度、電流參量進行對比分析。
11、所述本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高壓電纜線路運行狀態反演方法，其特征在于：包括，
2.如權利要求1所述的一種高壓電纜線路運行狀態反演方法，其特征在于：所述建立電纜附件及其缺陷的電磁熱多物理場仿真模型包括，通過設置缺陷尺寸、位置和材料參數，仿真分析電纜附件安裝或運行中復合絕緣界面的劃痕、雜質殘留、滲水缺陷對電纜接頭發熱及局部放電的影響規律，獲得不同缺陷狀態下附件附近的關鍵特征量。
3.如權利要求2所述的一種高壓電纜線路運行狀態反演方法，其特征在于：所述不同缺陷狀態下附件附近的關鍵特征量包括，電場、溫度。
4.如權利要求3所述的一種高壓電纜線路運行狀態反演方法，其特征在于：所述建立電纜緩沖層及其缺陷的多物理場仿真模型包括，通過設置缺陷尺寸、位置和材料參數，仿真分析緩沖層受潮、阻水粉析出、緩沖層和鋁護套接觸不良缺陷對電纜運行狀態的影響規律，提取電纜緩沖層缺陷附近的電場和溫度特征參量。
5.如權利要求4所述的一種高壓電纜線路運行狀態反演方法，其特征在于：所述建立電纜隧道電磁場、溫度場和流場的多物理場仿真模型及場路耦合模型包括，通過研究穩態和暫態工況下電纜的電磁場和
6.如權利要求5所述的一種高壓電纜線路運行狀態反演方法，其特征在于：所述建立電纜隧道電磁場、溫度場和流場的多物理場仿真模型及場路耦合模型包括，基于電纜隧道多物理場耦合模型，獲得線路運行關鍵參數和特征量；
7.如權利要求6所述的一種高壓電纜線路運行狀態反演方法，其特征在于：所述不同工況下隧道電纜及電纜典型缺陷故障的反演包括，通過隧道電纜的電磁熱流多物理場耦合仿真，獲得不同工況下隧道電纜的溫度分布；通過電纜附件典型缺陷和電纜緩沖層缺陷的多物理場仿真，獲得不同缺陷對電纜電場、溫度狀態參量的影響規律，進而通過電場、溫度指標對電纜運行提出預警，同時也可和現場電纜獲得的局部放電、溫度、電流參量進行對比分析。
8.一種采用如權利要求1～7任一所述的一種高壓電纜線路運行狀態反演方法的系統，其特征在于：系統包括，數據采集模塊、數據處理模塊、仿真模型模塊、分析模塊；
9.一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1至7中任一項所述的方法的步驟。
10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至7中任一項所述的方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種高壓電纜線路運行狀態反演方法，其特征在于：包括，
2.如權利要求1所述的一種高壓電纜線路運行狀態反演方法，其特征在于：所述建立電纜附件及其缺陷的電磁熱多物理場仿真模型包括，通過設置缺陷尺寸、位置和材料參數，仿真分析電纜附件安裝或運行中復合絕緣界面的劃痕、雜質殘留、滲水缺陷對電纜接頭發熱及局部放電的影響規律，獲得不同缺陷狀態下附件附近的關鍵特征量。
3.如權利要求2所述的一種高壓電纜線路運行狀態反演方法，其特征在于：所述不同缺陷狀態下附件附近的關鍵特征量包括，電場、溫度。
4.如權利要求3所述的一種高壓電纜線路運行狀態反演方法，其特征在于：所述建立電纜緩沖層及其缺陷的多物理場仿真模型包括，通過設置缺陷尺寸、位置和材料參數，仿真分析緩沖層受潮、阻水粉析出、緩沖層和鋁護套接觸不良缺陷對電纜運行狀態的影響規律，提取電纜緩沖層缺陷附近的電場和溫度特征參量。
5.如權利要求4所述的一種高壓電纜線路運行狀態反演方法，其特征在于：所述建立電纜隧道電磁場、溫度場和流場的多物理場仿真模型及場路耦合模型包括，通過研究穩態和暫態工況下電纜的電磁場和溫度場變化特性，分析隧道流場、運行工況對電纜溫度、電磁場參量的影響。
6.如權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張偉，陳杰，李陳瑩，譚笑，楊景剛，曹京滎，吳強，柏倉，高超，張廼龍，邱剛，黃新宇，
申請(專利權)人：國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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