一种基于广义极值理论的瓷绝缘子红外检测阈值优化方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种基于广义极值理论的瓷绝缘子红外检测阈值优化方法、系统及存储介质，包括如下步骤：将红外检测出来的劣化绝缘子利用绝缘电阻表测试阻值，选择绝缘电阻作为样本集；求出劣化绝缘子温差数据；使用广义极值分布对样本进行拟合，根据广义极值分布的函数表达式，对函数的三个参数进行极大似然估计，得到分布的参数值，求出劣化绝缘子温差数学模型；采用K‑S检验，检验样本是否符合分布；红外检测瓷绝缘子温差阈值的获取。本发明专利技术利用极值理论对样本进行拟合分析，得到红外检测瓷绝缘子的不同程度的温差阈值，完善了判定准则，从而提高了红外检测瓷绝缘子的检测准确率，大大降低了电网系统存在的隐患。

An optimization method, system and storage medium of infrared detection threshold of porcelain insulator based on generalized extreme value theory

【技术实现步骤摘要】
一种基于广义极值理论的瓷绝缘子红外检测阈值优化方法、系统及存储介质
本专利技术涉及高压输变电设备运行维护检修
，具体涉及一种基于广义极值理论的瓷绝缘子红外检测阈值优化方法、系统及存储介质。
技术介绍
目前，在架空输电线路和变电站中大量使用悬式瓷绝缘子。如果一串绝缘子中有劣化绝缘子出现，则表示部分绝缘被短路，相应地增加了闪络概率。如果有零值绝缘子串发生工频闪络或遭受雷击，会有很大电流流过零值绝缘子内部，强大的电流产生的热效应往往会造成悬式绝缘子铁帽炸裂或脱开，从而出现绝缘子串掉串、导线落地等严重事故。一般而言，对于瓷质绝缘子串，只有串中存在劣化绝缘子时才会发生掉串和导线落地事故。《输变电设备状态检修试验规程》(DL/T393)规定线路及变电站内盘形悬式瓷绝缘子应定期开展劣化检测。目前，绝缘子劣化检测普遍采用电压分布法(火花间隙)，该方法存在工作量大、安全性差、效率低、易受电磁干扰和误(漏)检概率较大的缺陷。据统计,由绝缘子引发的各类故障居高压输电线路所有故障的首位。在DL/T664-2016《带电设备红外诊断应用规范》中提出基于红外热像原理的盘形悬式瓷绝缘子(简称绝缘子)检测技术，并规定绝缘电阻≤300MΩ为劣化绝缘子，旨在提高零值、低值绝缘子检测的效率和准确率，从而减少因绝缘子劣化导致的输变电设备事故发生。在该规范中提出以劣化绝缘子与相邻两片正常绝缘子的平均温差为1℃作为判别依据，但在实际红外检测项目中发现该一温差数值比较大，容易造成大多数劣化绝缘子漏检，对电网安全带来较大隐患。因为劣化绝缘子铁帽的发热功率随绝缘电阻值的变化呈非线性变化，因此利用红外检测劣化绝缘子会存在检测盲区。当温差范围上下限分别为0.2、0.4、0.6℃时，分布电压＞15kV的绝缘子盲区范围占零值绝缘子的百分比范围为：3％～8.9％，5％～15％，15％～24％。检测盲区一般处于1～13MΩ之间。虽然该检测盲区范围较小，劣化绝缘子落入检测盲区概率很小，但是处于检测盲区的劣化绝缘子都是对电网危害最大的零值绝缘子。在DL/T664-2016《带电设备红外诊断应用规范》中所规定的1K温差判别阈值，在实际应用过程中存在着零值漏检率较高的问题。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种基于广义极值理论的瓷绝缘子红外检测阈值优化方法，其能够有效提高红外检测劣化绝缘子的准确率。技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供一种基于广义极值理论的瓷绝缘子红外检测阈值优化方法，包括如下步骤：S1：将红外检测出来的劣化绝缘子测试绝缘电阻值，设定绝缘电阻值的样本范围，将位于样本范围内的劣化绝缘子作为样本集；S2：求出样本集中的劣化绝缘子的温差数据；S3：使用广义极值分布对样本集中的劣化绝缘子进行拟合，根据广义极值分布的函数表达式，进行极大似然估计，得到分布的参数值，根据步骤S2得到的温差数据求出劣化绝缘子温差数学模型；S4：根据劣化绝缘子温差数学模型得到拟合概率密度函数分布，依据概率密度函数的定义，其拟合曲线与横坐标的面积为相应数据发生的概率，通过计算阴影部分的面积，得到该分布平均温差大于设定温度值的概率值，根据样本集中的劣化绝缘子中最小的温差值，通过红外检测盲区的分析，得到劣化绝缘子的温差阈值。进一步的，所述步骤S1中绝缘电阻值的样本范围为阻值≤300MΩ。进一步的，所述步骤S3具体为：广义极值分布的概率分布函数为：广义极值分布的概率密度函数为：式中k为形状参数，μ为位置参数，σ为尺度参数，利用得到的样本X＝(x1，x2，…，xn)，对广义极值分布进行参数的极大似然估计，其对数似然函数为：令求出劣化绝缘子温差数学模型。所述步骤S3执行后，采用K-S检验，对样本集中的样本进行拟合优度检验，检验样本是否符合分布。所述拟合优度检验具体为：构造统计量：KS＝max(|Fn(x)-G(x)|)其中Fn(x)为样本得到的经验分布函数，G(x)为指定的分布函数，设定显著水平值，经K-S检验，若算出K-S检验返回值h＝0，则表明接受原假设，样本数据符合广义极值分布。进一步的，所述步骤S2中利用公式将劣化绝缘子温差数据求出，其中Tn代表该劣化绝缘子串中第n片劣化的绝缘子铁帽温度。本专利技术还公开了一种基于广义极值理论的瓷绝缘子红外检测阈值优化系统，所述系统包括网络接口、存储器和处理器；其中，所述网络接口，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，实现信号的接收和发送；所述存储器，用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序指令；所述处理器，用于在运行所述计算机程序指令时，执行一种基于广义极值理论的瓷绝缘子红外检测阈值优化方法的步骤。本专利技术还公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有一种基于广义极值理论的瓷绝缘子红外检测阈值优化方法的程序，所述一种基于广义极值理论的瓷绝缘子红外检测阈值优化方法的程序被至少一个处理器执行时实现所述的一种基于广义极值理论的瓷绝缘子红外检测阈值优化方法的步骤。本专利技术中当绝缘子劣化时，其阻值、电抗值、分布电压、泄露电流的流通路径以及发热功率等因素将会发生不同程度的变化，从而导致正常绝缘子与劣化绝缘子温度相差很大。根据红外检测原理正常绝缘子串的温度与电压分布相同，即呈现不对称的马鞍形分布，而劣化绝缘子串因劣化绝缘子的存在，其温度分布会出现明显的峰谷现象。在DL/T664-2016《带电设备红外诊断应用规范》中红外检测瓷绝缘子的温差为1K，这一数值在实际运用中误差较大，会造成较多绝缘子漏判，影响检测准确率。故本专利技术提出一种基于广义极值理论的瓷绝缘子红外检测阈值优化方法，其将现有的红外检测出来的劣化绝缘子利用绝缘电阻法测试，将温差与绝缘电阻阻值记录下来；对温差样本进行数学建模拟合，将对应的绝缘电阻阻值进行统计归纳，最终得出基于广义极值理论的红外检查瓷绝缘子温差阈值。有益效果：本专利技术与现有技术相比，其利用极值理论对样本进行拟合分析，得到红外检测瓷绝缘子的不同程度的温差阈值，完善了判定准则，从而提高了红外检测瓷绝缘子的检测准确率，解决了零值漏检率较高的问题，大大降低了电网系统存在的隐患。附图说明图1为拟合概率密度函数分布图；图2为Ⅰ段母线间隔3号构架小号侧A相红外图像示意图；图3为温差样本散点示意图；图4为零值绝缘电阻散点示意图；图5为低值绝缘电阻散点示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术。本专利技术提供一种基于广义极值理论的瓷绝缘子红外检测阈值优化方法，包括如下步骤：S1：样本采集：将红外检测出来的劣化绝缘子利用绝缘电阻表测试阻值，选择阻值≤300MΩ的绝缘电阻作为样本集。S2：样本处理：利用公式将劣化绝缘子温差数据求出，其中Tn代表该劣化绝缘子串中第n片劣化的绝缘子铁帽温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于广义极值理论的瓷绝缘子红外检测阈值优化方法，其特征在于：包括如下步骤：/nS1：将红外检测出来的劣化绝缘子测试绝缘电阻值，设定绝缘电阻值的样本范围，将位于样本范围内的劣化绝缘子作为样本集；/nS2：求出样本集中的劣化绝缘子的温差数据；/nS3：使用广义极值分布对样本集中的劣化绝缘子进行拟合，根据广义极值分布的函数表达式，进行极大似然估计，得到分布的参数值，根据步骤S2得到的温差数据求出劣化绝缘子温差数学模型；/nS4：根据劣化绝缘子温差数学模型得到拟合概率密度函数分布，依据概率密度函数的定义，其拟合曲线与横坐标的面积为相应数据发生的概率，通过计算阴影部分的面积，得到该分布平均温差大于设定温度值的概率值，根据样本集中的劣化绝缘子中最小的温差值，通过红外检测盲区的分析，得到劣化绝缘子的温差阈值。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于广义极值理论的瓷绝缘子红外检测阈值优化方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：将红外检测出来的劣化绝缘子测试绝缘电阻值，设定绝缘电阻值的样本范围，将位于样本范围内的劣化绝缘子作为样本集；
S2：求出样本集中的劣化绝缘子的温差数据；
S3：使用广义极值分布对样本集中的劣化绝缘子进行拟合，根据广义极值分布的函数表达式，进行极大似然估计，得到分布的参数值，根据步骤S2得到的温差数据求出劣化绝缘子温差数学模型；
S4：根据劣化绝缘子温差数学模型得到拟合概率密度函数分布，依据概率密度函数的定义，其拟合曲线与横坐标的面积为相应数据发生的概率，通过计算阴影部分的面积，得到该分布平均温差大于设定温度值的概率值，根据样本集中的劣化绝缘子中最小的温差值，通过红外检测盲区的分析，得到劣化绝缘子的温差阈值。


2.根据权利要求1所述的一种基于广义极值理论的瓷绝缘子红外检测阈值优化方法，其特征在于：所述步骤S1中绝缘电阻值的样本范围为阻值≤300MΩ。


3.根据权利要求1所述的一种基于广义极值理论的瓷绝缘子红外检测阈值优化方法，其特征在于：所述步骤S3具体为：
广义极值分布的概率分布函数为：






广义极值分布的概率密度函数为：






式中k为形状参数，μ为位置参数，σ为尺度参数，利用得到的样本X＝(x1，x2，…，xn)，对广义极值分布进行参数的极大似然估计，其对数似然函数为：



令求出劣化绝缘子温差数学模型。


4.根据权利要求1所述的一种基于广义极值理论...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，高嵩，李来福，高超，王永强，毕晓甜，张廼龙，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，湖南湖大华龙电气与信息技术有限公司，江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32