[发明专利]一种基于VLF电压谱的电缆径向损伤的检测方法

摘要

本发明公开了一种基于VLF电压谱的电缆径向损伤的检测方法，包括获取参考VLF电压谱介质损耗序列和待检测电缆VLF电压谱介质损耗序列、计算相关系数、根据相关系数判断待检测电缆是否存在径向损伤以及进一步判断待检测电缆的径向损伤程度等步骤。本发明的有益效果在于，检测方法通过测量并计算无损伤电缆与待检测电缆的VLF电压谱介质损耗序列的相关系数来判断电缆是否存在径向损伤，方法简单可靠，进一步对VLF电压谱介质损耗序列进行拟合求导，通过计算电缆的径向蠕变因子，能够更为准确、全面地判断电缆径向损伤的程度。

主权项

1.一种基于VLF电压谱的电缆径向损伤的检测方法，其特征在于，包括步骤一：取刚出厂的合格电缆，在电压10～65kV范围内依次平均选取n个测试电压点，第i个测试电压点处的电压值记为V_i，利用0.1Hz的超低频VLF试验仪测量每个测试电压点处的介质损耗值，第i个测试电压点处的介质损耗值记为把测量得到的n组数据记为参考VLF电压谱介质损耗序列F₁(V_i)，测试电压点处的电压值计算公式如下：其中，i为整数，i∈[1,n]；步骤二：取待检测电缆，同样在电压10～65kV范围内依次平均选取n个测试电压点，第i个测试电压点处的电压值记为V_i，利用0.1Hz的超低频VLF试验仪测量每个测试电压点处的介质损耗值，第i个测试电压点处的介质损耗值记为把测量得到的n组数据记为待检测电缆的VLF电压谱介质损耗序列F₂(V_i)，测试电压点处的电压值计算公式如下：其中，i为整数，i∈[1,n]；步骤三：计算参考VLF电压谱介质损耗序列F₁(V_i)与待检测电缆的VLF电压谱介质损耗序列F₂(V_i)之间的相关系数R：式中，i为整数，i∈[1,n]；为参考VLF电压谱介质损耗序列F₁(V_i)中的第i个介质损耗值，为待检测电缆的VLF电压谱介质损耗序列F₂(V_i)中的第i个介质损耗值；步骤四：根据步骤三中计算得到的相关系数R大小来判断待检测电缆是否存在径向损伤，若R≥5.1，则待检测电缆完好，检测结束；相反则存在径向损伤，继续进一步判断待检测电缆的径向损伤程度；步骤五：利用人工神经网络算法对参考VLF电压谱介质损耗序列F₁(V_i)与待检测电缆的VLF电压谱介质损耗序列F₂(V_i)进行拟合，分别得到对应的VLF电压谱拟合曲线G₁(V)和G₂(V)如下：式中，V∈[10,65]，表示拟合曲线G₁(V)和G₂(V)的自变量电压；k₁,b₁,c₁,d₁表示参考VLF电压谱拟合曲线G₁(V)的待求参数，k₂,b₂,c₂,d₂表示待检测电缆的VLF电压谱拟合曲线G₂(V)的待求参数，参数计算公式如下：其中，m＝1,2；令m＝1时，利用参考VLF电压谱介质损耗序列F₁(V_i)可以求出参数k₁,b₁,c₁,d₁；令m＝2时，通过待检测电缆的VLF电压谱介质损耗序列F₂(V_i)可以求得参数k₂,b₂,c₂,d₂；步骤六：对参考VLF电压谱拟合曲线G₁(V)与待检测电缆的VLF电压谱拟合曲线G₂(V)分别求导，得到曲线如下：式中，V∈[10,65]，表示求导曲线G′₁(V)和G′₂(V)的自变量电压；k₁,b₁,c₁表示求导曲线G′₁(V)的待求参数，k₂,b₂,c₂表示求导曲线G′₂(V)的待求参数，参数计算公式在步骤五已给出；步骤七：将10～65kV范围内的VLF电压谱拟合曲线G₁(V)和G₂(V)以及求导曲线G′₁(V)和G′₂(V)均等划分为200个计算区段，在每个计算区段内分别对G₁(V)与G₂(V)、G′₁(V)与G′₂(V)做积分差求解，同时得到两个积分差值序列A＝[A₁,A₂,…,A₂₀₀]与B＝[B₁,B₂,…,B₂₀₀]，计算公式如下：式中，V∈[10,65]，表示拟合曲线和求导曲线的自变量电压；A_k、B_k分别表示积分差值序列A＝[A₁,A₂,…,A₂₀₀]与B＝[B₁,B₂,…,B₂₀₀]中的第k个积分差值；h＝0.275kV，表示每个计算区段的长度；步骤八：分别计算两个积分差值序列A＝[A₁,A₂,…,A₂₀₀]与B＝[B₁,B₂,…,B₂₀₀]的平均值u_A、u_B以及标准差σ_A、σ_B，计算公式如下：式中，k为整数，k∈[1,200]；A_k、B_k分别表示积分差值序列A＝[A₁,A₂,…,A₂₀₀]与B＝[B₁,B₂,…,B₂₀₀]中的第k个积分差值；步骤九：计算两个积分差值序列A＝[A₁,A₂,…,A₂₀₀]与B＝[B₁,B₂,…,B₂₀₀]的标差系数θ和相对距离系数δ，计算公式如下：式中，σ_A、σ_B分别表示积分差值序列A＝[A₁,A₂,…,A₂₀₀]与B＝[B₁,B₂,…,B₂₀₀]的标准差，u_A、u_B分别表示积分差值序列A＝[A₁,A₂,…,A₂₀₀]与B＝[B₁,B₂,…,B₂₀₀]的平均值，其计算公式在步骤八中已经给出；A_k、B_k分别表示积分差值序列A＝[A₁,A₂,…,A₂₀₀]与B＝[B₁,B₂,…,B₂₀₀]中的第k个积分差值；步骤十：计算待检测电缆的径向蠕变因子计算公式如下：式中，θ和δ分别表示步骤九所求的标差系数与相对距离系数；A_k、B_k分别表示积分差值序列A＝[A₁,A₂,…,A₂₀₀]与B＝[B₁,B₂,…,B₂₀₀]中的第k个积分差值；步骤十一：判断径向蠕变因子的大小，当电缆处于轻度径向损伤，当电缆处于中度径向损伤，当电缆处于重度径向损伤。