一种高压电缆巡检周期自动规划方法

1.一种高压电缆巡检周期自动规划方法，其特征在于，包括高压电缆系统分类、电缆故障发展过程模拟、电缆设备累积故障数评估与巡检周期制定四部分，具体如下：第一部分：高压电缆系统分类：首先将高压电缆系统依照巡检目标分为电缆本体、中间接头、终端、接地系统与电缆通道5个部件；并进一步按照运行年限进行分类，不同运行年限内故障发展特性不同，因而相同部件且运行年限相同的设备归为一类；第二部分：电缆故障发展过程模拟：A1：将电缆设备故障发展过程分为缺陷出现与从缺陷发展为故障两部分，且均为具有一定时间特性的随机事件；A2：电缆缺陷出现过程数学模拟：得到单位时间内缺陷出现k次的概率；A3：缺陷发展为故障过程数学模拟：得到在某一时间段内，由开始出现缺陷到发展为故障的概率p(t|u)；A4：计算电缆故障发生率：综合步骤A2、A3得到故障发生率v(t)；A5：计算一年内累积电缆故障数期望值：根据步骤A4求得一个巡检周期T内发生故障数期望E N (T)和一年时间内累积故障总数期望D N (T)；A6：收集整理故障与巡检数据：将电缆故障数据按照故障发生时间顺序排列；历史巡检数据记录每次巡检的时间；A7：采用极大似然估计方法求解时间延迟分布函数中的参数λ与缺陷出现率α：A8：根据步骤A1-A6，可以分别计算得到不同运行年限i的电缆缺陷发生率α i 与时间延迟参数λ i ，从而得到不同运行年限内电缆故障发展特性；第三部分：不同电缆设备类型的累积故障数评估：B1：不同部件类型的故障数差异，采用故障失效危险指数计算不同部件的故障数；B2：根据前述第二部分得到的不同运行年限电缆的故障特性参数α i 与λ i ，结合故障失效危险指数γ ij ，得到不同运行年限内的电缆各部件的累积故障数期望 第四部分：巡检周期制定：首先评估电缆故障损失与巡检成本，之后以两者费用之和最低为目标制定规划巡检工作；电缆线路运维费用包括电缆故障损失与日常巡检成本两部分，电缆线路发生故障会造成停电损失C f ，产生设备更换费用C c 与施工安装费用C r ；日常电缆巡检费用C m 为巡视与检测的人员成本，费用评估方法如下；评估停电损失C f ：根据高压电缆故障所需停电抢修时间t、单位电价n以及对应的电缆线路供电量p，计算停电损失，如式(10)所示；C f ＝p·n·t (10)评估设备更换费用C c ：统计分析电缆厂家不同设备报价确定对应的设备更换成本；评估施工安装费用C r ：根据运维人员经验评估电缆故障的平均施工修复费用，包括外委施工人员与机械施工费用；评估日常电缆巡检费用C m ：日常巡检费用表示电缆线路中各部件一次巡检工作对应的巡视与检测人员平均费用，如式(11)所示，q表示运维人员薪酬，单位元/小时；x m 表示每条线路每次所需运维人员数量；L T 为每条线路每次巡检平均所需时间，单位为小时；C m ＝q·x m ·L T (11)以运维总费用最低为目标函数，即故障损失与日常巡检成本费用之和最低，建立电缆线路各部件巡检周期优化计算如式(12)所示；其中T ij 表示运行i年的电缆线路部件j的巡检周期，当单位运行年限内运维管理总费用最低时，对应的巡检周期为最优巡检周期。 2.根据权利要求1所述的一种高压电缆巡检周期自动规划方法，其特征在于，第二部分的步骤A2的具体过程为：电缆缺陷出现视为满足泊松分布的随机概率事件，即在一定时间内缺陷出现的概率满足泊松分布P(α)，单位时间内缺陷出现k次的概率如式(1)所示；参数α为缺陷出现率，表示单位时间内缺陷出现次数的平均值。 3.根据权利要求2所述的一种高压电缆巡检周期自动规划方法，其特征在于，第二部分的步骤A3的具体过程为：缺陷发展为故障所需时间记作h，且服从指数分布，如式(2)所示，λ为时间延迟参数，λ的倒数表示缺陷发展为故障所需时间的平均值；f(h)＝λe -λh (2)巡检消缺工作会影响电缆故障发展，设第i次巡检时刻为T i ，且巡检周期为T＝T i -T i-1 ，当第i-1次巡检与第i次巡检之间的某一时刻u缺陷出现，即T i-1 <u<T i ，并在第n-1次巡检之后的某一时刻t发生故障，则该缺陷经历了n-i次巡检且均没有被发现并消除，设通过巡检能够检查出缺陷的比例系数为β，时刻u出现缺陷在时刻t发展为故障的概率p(t|u)如式(3)所示； 4.根据权利要求3所述的一种高压电缆巡检周期自动规划方法，其特征在于，第二部分的步骤A4的具体过程为：故障发生率v(t)表示时间t内电缆故障数的期望值，综合步骤A2、A3，设通过巡检能够检查出缺陷的比例系数为β，故障发生率v(t)如式(4)所示； 5.根据权利要求4所述的一种高压电缆巡检周期自动规划方法，其特征在于，第二部分的步骤A5的具体过程为：根据步骤A4得到故障发生率与巡检周期T有关，一个巡检周期T内发生故障数期望E N (T)如式(5)所示，一年时间内累积故障总数期望D N (T)如式(6)所示； 6.根据权利要求5所述的一种高压电缆巡检周期自动规划方法，其特征在于，第二部分的步骤A6的具体过程为：将电缆故障数据按照故障发生时间顺序排列，第k个历史故障发生的时刻记作τ k ，历史故障记录总数记作FN；历史巡检数据记录每次巡检的时间，第n次巡检时刻记作T n 。 7.根据权利要求6所述的一种高压电缆巡检周期自动规划方法，其特征在于，第二部分的步骤A7的具体过程为：构造似然函数L，代入历史故障数据τ k 与巡检数据T n ，对似然函数两边分别取自然对数，并求lnL对λ、α的偏导等于0，求得参数λ、α的估计值；τ k 为按时间顺序排列的第k个历史故障发生的时刻，FN为历史故障记录总数，T n 为第n次巡检时刻。 8.根据权利要求1所述的一种高压电缆巡检周期自动规划方法，其特征在于，第三部分的步骤B1的具体过程为：根据不同运行年限电缆各部件的故障数计算得到相应的故障失效危险指数，如式(8)所示；其中j为1-5分别表示电缆本体、中间接头、终端、接地系统与电缆通道；γ ij 表示运行i年的电缆线路部件j的失效危险指数，n j (i)表示运行年限为i的部件j引起的电缆线路故障数，FN(i)表示运行年限为i的电缆故障总数。 9.根据权利要求8所述的一种高压电缆巡检周期自动规划方法，其特征在于，第三部分的步骤B2的具体过程为：不同运行年限内的电缆各部件的累积故障数期望如式(9)所示； 10.根据权利要求1所述的一种高压电缆巡检周期自动规划方法，其特征在于，第四部分中的单位运行年限为一年。