一种电力线缆的寿命检测预警方法及系统与流程
本发明涉及电缆检测，具体涉及一种电力线缆的寿命检测预警方法及系统。
背景技术：
1、电缆是现代社会中不可或缺的重要设施，它们被广泛应用于电力输送、通信传输、建筑装潢等各个领域。然而，随着电缆的使用时间增长，其老化、损坏等问题也日益凸显。因此，对电缆的寿命监测预警进行科学规范是至关重要的。
2、首先，电缆的使用年限应当根据其材料、结构、工作环境等因素进行科学评估。一般来说，常见的绝缘材料有聚乙烯、交联聚乙烯、橡胶等，而导体则多为铜、铝等金属材料。这些材料的性能和寿命直接影响着电缆的使用年限。另外，电缆的结构也包括绝缘层、导体、护套等部分，它们的质量和工艺水平同样对使用年限产生影响。影响电缆寿命的主要因素包括：电缆本身的质量，电缆生产过程中的错误或遗漏环节可能导致质量不佳，容易在外部环境和不当使用条件下损坏，从而影响寿命。外部环境，温度、湿度和腐蚀性物质等因素对电缆寿命有显著影响。例如，高温环境可能导致电缆过热、绝缘击穿甚至爆炸和起火；潮湿环境中的水或水蒸气可能进入电缆接头，导致绝缘层受潮，降低绝缘性能。机械损伤，外力损伤是常见的电缆故障原因，如施工机械牵引力太大拉断电缆、电缆过度弯曲损坏绝缘层等。化学腐蚀，电缆长期处于化学环境较差的地区，其铠装、铅皮或外护层可能被腐蚀，导致绝缘降低。电缆接头的故障。电缆接头是线路中的薄弱环节，施工不良(如接头压接不紧、加热不充分)会导致绝缘降低，引发事故。长期过负荷运行，电缆长期过负荷运行会导致导体和绝缘层过热，加速绝缘老化，尤其在夏季，电缆温升可能导致绝缘薄弱处首先被击穿。正常老化与自然灾害，电缆本体的正常老化以及自然灾害(如地震、洪水)也会影响电缆寿命。
3、电缆在出厂时会进行一次寿命预测，一般来说，电缆的使用寿命可以达到20-30年左右,如果使用在良好的条件下,有些电缆还能达到40年以上的使用寿命。显然，电缆在使用时使用寿命并不完全等同于电缆出厂时预测的使用寿命，所以需要对正在使用的电缆进行寿命监测，保证电缆使用安全，传统的单独测量式手段虽然能够直观发现电缆老化的现象，但是主要依靠人工检测，不仅效率低下，而且容易受到人为因素的影响，对于一些微小的缺陷，人工检测也很难准确判断，此外，传统的加大了人工工作的工作强度。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种电力线缆的寿命检测预警方法及系统，该方法通过获取电缆使用环境中多维度的寿命影响参数对电缆剩余的寿命进行预测，通过神经网络模型融合电缆的表面损伤寿命影响参数、温度影响寿命参数和电压影响寿命参数能够更加准确地预测出电缆的剩余寿命，并在电缆寿命低于预设值时发出警报，能够提高电缆使用的安全性，提高电缆监测的效率和准确率。
2、一种电力线缆的寿命检测预警方法，包括：
3、获取电缆的寿命影响参数；
4、根据所述电缆的寿命影响参数计算电缆的寿命；
5、当电缆的寿命低于预设值时，发出警报。
6、优选地，所述获取电缆的寿命影响参数包括：
7、获取电缆图像；
8、利用边缘检测算法提取电缆图像的特征信息，所述特征信息包括电缆表面信息和电缆形状信息；
9、根据电缆表面信息计算电缆表面完整度系数；
10、根据电缆形状信息计算电缆形状匹配度系数；
11、根据所述电缆表面完整度系数和所述电缆形状匹配度系数计算电缆表面损伤参数。
12、优选地，所述获取电缆的寿命影响参数包括：
13、获取电缆的环境温度数据、环境湿度数据和自身温度数据；
14、将所述环境温度数据、环境湿度数据和自身温度数据作为ukf滤波器的输入；
15、所述ukf滤波器输出待测sigma点集；
16、对每个sigma点进行评价，选取多个评价高的sigma点作为优选sigma点集；
17、将优选sigma点集代替sigma点集；
18、采用ukf滤波器根据所述优选sigma点集对下一时刻的环境状态向量进行预测；
19、将预测的环境状态向量输入卷积神经网络；
20、卷积神经网络输出电缆的温度影响寿命参数。
21、优选地，所述获取电缆的寿命影响参数包括：
22、测量电缆的运输电压；
23、将所述电缆的运输电压输入三层bp神经网络；
24、三层bp神经网络输出电缆的电压影响寿命参数。
25、优选地，所述根据所述电缆的寿命影响参数计算电缆的寿命包括：
26、将所述电缆的寿命影响参数输入电缆寿命预测模型；
27、所述电缆寿命预测模型根据电缆的表面损伤参数、温度影响寿命参数和电压影响寿命参数计算电缆的剩余寿命。
28、优选地，计算所述电缆表面完整度系数和所述电缆形状匹配度系数包括：
29、所述电缆表面完整度系数表示为：
30、
31、其中，s表示表面完整度系数，ci表示电缆图像中电缆边缘线的圆形度，bi表示电缆边缘线的标准圆形度，n表示图像帧数；
32、所述电缆形状匹配度系数表示为：
33、
34、其中，p表示形状匹配度系数，(xi,yi)表示电缆图像中各交点的坐标，xi表示电缆图像中各交点的横坐标，yi表示电缆图像中各交点的纵坐标。
35、优选地，所述对每个sigma点进行评价，选取多个评价高的sigma点作为优选sigma点集包括：
36、计算电缆的环境温度数据、环境湿度数据和自身温度数据在设定时间段内的数据波动情况和特征分布情况；
37、根据所述数据波动情况和特征分布情况分别计算电缆的环境温度数据、环境湿度数据和自身温度数据的波动指标；
38、根据每个sigma点的数值和电缆的环境温度数据、环境湿度数据和自身温度数据的波动指标计算每个sigma点的评价指标；
39、选取评价指标为前70％的sigma点作为优选sigma点集。
40、优选地，所述根据所述数据波动情况和特征分布情况分别计算电缆的环境温度数据、环境湿度数据和自身温度数据的波动指标包括：
41、所述波动指标表示为：
42、
43、其中，wi表示第i种测试数据的波动指标，max(xi)表示第i种测试数据的最大值，min(xi)表示第i种测试数据的最小值，xi表示第i种测试数据，xi，j表示第i种测试数据在第j个时刻的测试数据，表示所有时刻的第i种测试数据的均值，si表示所有时刻的第i种测试数据的标准差，zi表示所有时刻的第i种测试数据的中值，n表示所有时刻的总数量，表示和zi之间的欧氏距离，norm()表示线性归一化函数。
44、一种电力线缆的寿命检测预警系统，包括：
45、数据获取模块，用于获取电缆的寿命影响参数；
46、数据处理模块，用于根据所述电缆的寿命影响参数计算电缆的寿命；
47、判断模块，用于当电缆的寿命低于预设值时，发出警报。
48、一种电子设备，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序代码，所述计算机程序代码包括计算机指令，当所述处理器执行所述计算机指令时，所述电子设备执行一种电力线缆的寿命检测预警方法。
49、本发明的有益效果在于：本发明通过高分辨率的工业相机对电缆进行实时拍摄，并将拍摄的图像上传至图像处理单元，图像处理单元利用边缘监测算法提取出电缆图像的特征信息，然后根据电缆图像的特征信息计算出电缆关于表面完整度还有形状匹配度综合得到电缆的表面损伤参数；然后根据电缆使用环境参数，包括环境温度、环境湿度和自身温度计算电缆的温度影响寿命参数；根据电缆的工作电压计算出电缆的电压影响参数；因为电缆寿命的主要影响因素为电缆的表面损伤，电缆的使用环境和电缆的工作电压，所以将上述主要影响因素输入神经网络模型，神经网络模型融合各个主要影响因素，最终能够准确地预测出电缆剩下的寿命，如果电缆剩下的寿命低于预设值，那么会向工作人员发出警报，及时更换新的电缆，保证了电缆使用的安全，提高了电缆监测的效率。
技术特征：
1.一种电力线缆的寿命检测预警方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种电力线缆的寿命检测预警方法，其特征在于，所述获取电缆的寿命影响参数包括：
3.根据权利要求1所述的一种电力线缆的寿命检测预警方法，其特征在于，所述获取电缆的寿命影响参数包括：
4.根据权利要求1所述的一种电力线缆的寿命检测预警方法，其特征在于，所述获取电缆的寿命影响参数包括：
5.根据权利要求1所述的一种电力线缆的寿命检测预警方法，其特征在于，所述根据所述电缆的寿命影响参数计算电缆的寿命包括：
6.根据权利要求2所述的一种电力线缆的寿命检测预警方法，其特征在于，计算所述电缆表面完整度系数和所述电缆形状匹配度系数包括：
7.根据权利要求3所述的一种电力线缆的寿命检测预警方法，其特征在于，所述对每个sigma点进行评价，选取多个评价高的sigma点作为优选sigma点集包括：
8.根据权利要求7所述的一种电力线缆的寿命检测预警方法，其特征在于，所述根据所述数据波动情况和特征分布情况分别计算电缆的环境温度数据、环境湿度数据和自身温度数据的波动指标包括：
9.一种电力线缆的寿命检测预警系统，其特征在于，包括：
10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序代码，所述计算机程序代码包括计算机指令，当所述处理器执行所述计算机指令时，所述电子设备执行如权利要求1至8任一项所述的一种电力线缆的寿命检测预警方法。
技术总结
本发明的目的是提供一种电力线缆的寿命检测预警方法及系统，该方法包括：获取电缆的寿命影响参数；根据所述电缆的寿命影响参数计算电缆的寿命；当电缆的寿命低于预设值时，发出警报。本发明通过获取电缆使用环境中多维度的寿命影响参数对电缆剩余的寿命进行预测，通过神经网络模型融合电缆的表面损伤寿命影响参数、温度影响寿命参数和电压影响寿命参数能够更加准确地预测出电缆的剩余寿命，并在电缆寿命低于预设值时发出警报，能够提高电缆使用的安全性，提高电缆监测的效率和准确率。
技术研发人员：田玉辉,田京芳,张松
受保护的技术使用者：广西润雄电力科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23