曲線中每一階梯步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)電力電纜所處的環(huán)境溫度；
(2)根據(jù)所獲取的每一階梯步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)流過電力電纜的電流，估算由負(fù)荷電流導(dǎo)致的電纜運(yùn)行溫度；
(3)獲取電力電纜最大運(yùn)行溫度，該溫度取決于電纜的絕緣材料；
(4)由每一階梯步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)電力電纜所處的環(huán)境溫度、電纜運(yùn)行溫度和電力電纜最大運(yùn)行溫度，估算每一階梯步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)電纜芯的溫度；
(5)由每一階梯步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)電纜芯的溫度和電纜的基準(zhǔn)環(huán)境溫度(由用戶指定，通常為指定為20°C )，獲得每一階梯步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)電纜導(dǎo)體的溫度分布。
[0019]3、電力電纜電熱壽命模型的確定
電力電纜電熱壽命模型的確定如附圖4所示，包括:
(O由每一階梯步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的電纜芯的溫度，計(jì)及合適的參考溫度，獲取每一階梯步長(zhǎng)內(nèi)電力電纜的熱應(yīng)力；
(2)由每一階梯步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的電力電纜的電場(chǎng)強(qiáng)度實(shí)際值、最大電場(chǎng)強(qiáng)度獲取每一階梯步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)電力電纜的電應(yīng)力；
(3)依據(jù)電力電纜的電應(yīng)力與熱應(yīng)力協(xié)同作用原理，采用阿侖尼烏斯方程和逆冪模型相結(jié)合的方式，估算在電應(yīng)力、熱應(yīng)力以及二者的協(xié)同作用下電力電纜的使用壽命。
[0020]4、電力電纜退化累積過程的隨機(jī)特性建模電纜退化累積過程的隨機(jī)特性建模包括將電力電纜所承受的應(yīng)力分為夏季、春秋季、冬季三個(gè)等級(jí)，并定義在夏季、春秋季、冬季里，熱應(yīng)力等級(jí)分別為S1、S2和S3，且SI > S2> S3。將電力電纜的退化量用一個(gè)非穩(wěn)定的高斯過程描述，進(jìn)而估算平均累積退化量和方差。這其中，每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)或負(fù)荷周期內(nèi)的電纜退化量符合標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，其均值和方差隨著負(fù)荷周期數(shù)的增加會(huì)發(fā)生變化，因此，其變化路徑是不穩(wěn)定的。
[0021]5、電力電纜退化累積量的估算
電力電纜退化累積量的估算如附圖5所示，包括:
(O獲取一個(gè)負(fù)荷周期內(nèi)隨時(shí)間變化的電力電纜的運(yùn)行溫度；
(2)獲取一個(gè)負(fù)荷周期內(nèi)隨時(shí)間變化的電力電纜所處的環(huán)境溫度；
(3)獲取一個(gè)負(fù)荷周期內(nèi)隨時(shí)間變化的電力電纜的電場(chǎng)強(qiáng)度；
(4)根據(jù)一個(gè)負(fù)荷周期內(nèi)隨時(shí)間變化的電力電纜的運(yùn)行溫度、電力電纜所處的環(huán)境溫度、電力電纜的電場(chǎng)強(qiáng)度以及在電應(yīng)力、熱應(yīng)力以及二者的協(xié)同作用下電力電纜的使用壽命，估算一個(gè)負(fù)荷周期內(nèi)每一階梯步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)電力電纜壽命減少的百分?jǐn)?shù)；
(5)根據(jù)電力電纜壽命減少的百分?jǐn)?shù)求取一段時(shí)間內(nèi)電纜退化的累積量，即求取第η天電力電纜的電熱退化量，進(jìn)而獲得第天時(shí)間內(nèi)電纜的電熱退化累積總量。
[0022]本發(fā)明提出了一種考慮電力電纜電、熱應(yīng)力隨機(jī)過程的電纜退化累積量估算方法，提高了對(duì)電纜使用壽命預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，解決了電纜資產(chǎn)管理中確定電纜殘余壽命并準(zhǔn)確制定更換方案的技術(shù)難題，提高了電纜運(yùn)行維護(hù)的工作效率，進(jìn)而可以保證電力輸送的連續(xù)性，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。
[0023]上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種考慮隨機(jī)過程的電力電纜電熱退化累積量估算方法，用于對(duì)季節(jié)性的負(fù)荷周期里電力電纜累積的電熱退化量進(jìn)行估算，以預(yù)測(cè)電力電纜的運(yùn)行壽命，其特征在于:該方法包括電力電纜日常負(fù)荷的確定，電力電纜導(dǎo)體溫度估算，電力電纜電熱壽命模型的確定以及電纜退化累積量的估算四個(gè)步驟； (1)所述的電力電纜日常負(fù)荷的確定包括: ①獲取電力電纜受環(huán)境因素變化影響而隨時(shí)間連續(xù)變化的電力負(fù)荷； ②將連續(xù)變化的電力負(fù)荷離散為呈階梯狀變化的負(fù)荷曲線； ③獲取所述的負(fù)荷曲線中每一階梯步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)流過電力電纜的電流； (2)所述的電力電纜導(dǎo)體溫度估算包括: ①獲取所述的負(fù)荷曲線中每一階梯步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)電力電纜所處的環(huán)境溫度； ②根據(jù)所獲取的每一階梯步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)流過電力電纜的電流，估算由負(fù)荷電流導(dǎo)致的電纜運(yùn)行溫度； ③獲取電力電纜最大運(yùn)行溫度； ④由每一階梯步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)電力電纜所處的環(huán)境溫度、電纜運(yùn)行溫度和電力電纜最大運(yùn)行溫度，估算每一階梯步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)電纜芯的溫度； ⑤由每一階梯步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)電纜芯的溫度和電纜的基準(zhǔn)環(huán)境溫度，獲得每一階梯步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)電纜導(dǎo)體的溫度分布； (3)所述的電力電纜電熱壽命模型的確定方法包括: ①由每一階梯步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的電纜芯的溫度，計(jì)及參考溫度，獲取每一階梯步長(zhǎng)內(nèi)電力電纜的熱應(yīng)力； ②由每一階梯步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的電力電纜的電場(chǎng)強(qiáng)度實(shí)際值、最大電場(chǎng)強(qiáng)度獲取每一階梯步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)電力電纜的電應(yīng)力； ③依據(jù)電力電纜的電應(yīng)力與熱應(yīng)力協(xié)同作用原理，采用阿侖尼烏斯方程和逆冪模型相結(jié)合的方式，估算在電應(yīng)力、熱應(yīng)力以及二者的協(xié)同作用下電力電纜的使用壽命； (4)所述的電力電纜退化累積量估算包括: ①獲取一個(gè)負(fù)荷周期內(nèi)隨時(shí)間變化的電力電纜的運(yùn)行溫度； ②獲取一個(gè)負(fù)荷周期內(nèi)隨時(shí)間變化的電力電纜所處的環(huán)境溫度； ③獲取一個(gè)負(fù)荷周期內(nèi)隨時(shí)間變化的電力電纜的電場(chǎng)強(qiáng)度； ④根據(jù)一個(gè)負(fù)荷周期內(nèi)隨時(shí)間變化的電力電纜的運(yùn)行溫度、電力電纜所處的環(huán)境溫度、電力電纜的電場(chǎng)強(qiáng)度以及在電應(yīng)力、熱應(yīng)力以及二者的協(xié)同作用下電力電纜的使用壽命，估算一個(gè)負(fù)荷周期內(nèi)每一階梯步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)電力電纜壽命減少的百分?jǐn)?shù)； ⑤根據(jù)電力電纜壽命減少的百分?jǐn)?shù)求取一段時(shí)間內(nèi)電纜退化的累積量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮隨機(jī)過程的電力電纜電熱退化累積量估算方法，其特征在于:其還包括電力電纜退化累積過程的隨機(jī)特性建模； 所述的電纜退化累積過程的隨機(jī)特性建模包括將電力電纜所承受的應(yīng)力分為夏季、春秋季、冬季三個(gè)等級(jí)，將電力電纜的退化量用一個(gè)非穩(wěn)定的高斯過程描述，進(jìn)而估算平均累積退化量和方差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮隨機(jī)過程的電力電纜電熱退化累積量估算方法，其特征在于:該方法通過電力電纜狀態(tài)監(jiān)測(cè)和智能評(píng)估系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種考慮隨機(jī)過程的電力電纜電熱退化累積量估算方法，包括電力電纜日常負(fù)荷的確定，電力電纜導(dǎo)體溫度估算，電力電纜電熱壽命模型的確定以及電力電纜退化累積量的估算。電力電纜日常負(fù)荷的確定包括獲取電力電纜的呈階梯狀變化的負(fù)荷曲線及電纜中的電流；電力電纜導(dǎo)體溫度估算包括獲得電纜導(dǎo)體的溫度分布；電力電纜電熱壽命模型的確定包括估算在電應(yīng)力、熱應(yīng)力以及二者的協(xié)同作用下電纜使用壽命；電力電纜退化累積量的估算包括求取一段時(shí)間內(nèi)電纜退化的累積量。該方法能夠提高電纜使用壽命預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。
【IPC分類】G06F19-00, G01R31-08
【公開號(hào)】CN104765960
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510158146
【發(fā)明人】項(xiàng)勇, 姚雷明, 吳仁宜, 楊浩, 周灝, 韓雪菲, 周承科, 周文俊, 王航
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司蘇州供電公司, 武漢大學(xué), 北京伏佳安達(dá)電氣技術(shù)有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年4月3日