[发明专利]一种电缆老化状态测试装置、方法、设备、终端及评估系统

说明书

本发明属于电缆系统诊断技术领域，公开了一种电缆老化状态测试装置、方法、设备、终端及评估系统，提取声学信号，设计超声信号采集卡、A/D转换器并确定主控器件，实现超声检测硬件系统分析；利用采样控制模块、数字信号处理模块、数据存储模块、数据传输模块和辅助模块构建超声检测系统软件平台；利用未老化交联聚乙烯电缆制备老化试样，进行介电响应特性测试、力学性能测试、体积电阻率测试和声学特性测试；根据隐马尔可夫模型和LSTM模型，利用主成分分析与特征提取算法进行特征处理，构建电缆老化评估系统，实现电缆状态预测与分析。本发明基于大数据与人工智能算法，实现对电缆老化状态的科学评估与预测，提高电力系统的运维水平。

技术领域

本发明涉及电缆系统诊断技术领域，具体是一种电缆老化状态测试装置、方法、设备、终端及评估系统。

背景技术

对于电缆系统的诊断，现场应用的试验方法参见电缆预防性试验，一般分为两类，一类为绝缘耐压试验，另一类为绝缘特性试验。但电缆绝缘中存在的缺陷并不是都能通过试验暴露出来。而且上述试验又称破坏性试验，其本身就被认为是造成电缆绝缘损伤的潜在原因。

超声检测是一种无损检测方法，它特别适用于材料内部缺陷的检测，并且可以在一定程度上对缺陷进行检出、定位和评估。按照超声检测中所使用超声波的类型，可以分为横波检测法和纵波检测法两大类。其中，横波法检测灵敏度高，但缺陷定位复杂；纵波法使用直探头将超声纵波垂直于工件表面射入工件中，检测灵敏度相对较高，但缺陷定位容易，结果明晰直观，适合对缺陷进行深入分析与评估。纵波法主要分为透射法和脉冲回波法两种，其中透射法使用两个探头分别收发超声波，对两个探头的相对位置要求较高，不适合自动化检测；脉冲回波法使用一个探头收发超声波，实现方法简单，适用于自动化检测。

目前，国内外普遍采用超低频0.1Hz正弦电压激励下的相关介质值来对XLPE电缆的整体绝缘老化、受潮和水树劣化等特性进行检测。但是现有技术受测试系统精度及外界环境波动的影响较大，测试结果通常并不能准确反应绝缘材料真实的绝缘状态。因此，亟需设计一种新的电缆老化状态测试方法。

通过上述分析，申请人发现现有技术存在的问题或缺陷为：

1)现有技术在进行检测时多具有不可逆转的破坏性

2)超声波定位方法复杂或具有极高的限制性，智能化程度低；

(3)检测受环境影响较大，检测结果不准确。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种无破坏性，不受环境干扰且能够自动检测的电缆老化状态测试装置、方法、设备、终端及评估系统。

本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种电缆老化状态测试评估系统，电缆老化状态评估系统包括：采样控制模块、数字信号处理模块、数据存储模块、数据传输模块和辅助模块。

采样控制模块，用于在差分信号在进入AD芯片内部后，依次通过六级ADC模块的采样保持放大器缓冲；

数字信号处理模块，用于使用FIR带通滤波器模型对采样信号进行滤波处理；其中，数字信号处理包括有限冲击响应和无限冲击响应；

数据存储模块，用于基于Block Design环境通过DDR模块实现数据缓存、DDR模块读写控制以及PS-PL交互的功能；

数据传输模块，包括UDP模块、FIFO缓存模块以及信号跨时钟域同步模块，用于采用UDP协议进行数据传输业务；

辅助模块，包括复位模块、时钟管理模块、在线调试模块以及各功能模块之间的桥接交互模块，用于辅助整个软件系统的顺利运行。

进一步，在所述采样控制模块中，差分信号在进入AD采集模块内部之后，依次通过六级ADC模块缓冲。