【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力设施安全评估，尤其涉及一种杆塔腐蚀安全评估系统及其方法。
技术介绍
1、在电力系统中，杆塔作为输电线路的重要支撑结构，其安全性能至关重要。然而，由于长期暴露在自然环境中，杆塔容易受到各种腐蚀因素的影响，如大气腐蚀、土壤腐蚀、化学腐蚀等。腐蚀会导致杆塔的强度降低、结构变形，严重威胁电力系统的稳定运行。
2、目前，对于杆塔腐蚀的评估主要存在以下不足与缺失：
3、评估方法单一：现有的评估方案往往采用单一的指标或方法进行评估，缺乏全面性和准确性。例如，仅通过目测或简单的仪器测量来判断杆塔的腐蚀情况，无法准确反映杆塔的整体腐蚀状况。
4、缺乏实时性：传统的评估方法通常是定期进行检测，不能实时监测杆塔的腐蚀变化，难以及时发现潜在的安全隐患。
5、数据整合分析不足：现有评估方案对获取的杆塔相关数据整合分析不够深入，不能充分挖掘数据中的潜在信息，难以做出科学准确的评估。
6、预警机制不完善：在发现杆塔腐蚀问题后，缺乏有效的预警机制，不能及时通知相关人员采取措施，导致问题可能进一步恶化。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
2、一种杆塔腐蚀安全评估系统，包括数据分析模块、安全评估模块和预警模块；
3、所述数据分析模块用以针对获取的杆塔相关数据进行预处理、特征提取、分类评估和整合分析；
4、所述数据预处理单元包括去噪模块、
5、所述去噪模块处理获取杆塔腐蚀的原始数据，用以减少对后续分析的干扰，具体包括均值滤波、中值滤波、高斯滤波处理：
6、特征提取单元通过提取与腐蚀相关的特征，能够有效预测或诊断杆塔的腐蚀状况；
7、均值：描述腐蚀数据的整体水平，反映长期腐蚀的平均状态，表达式为：
8、[\mu＝\frac{1}{n}\sum_{i＝1}^{n}x(i)]
9、(\mu)是均值；
10、(x(i))是腐蚀数据点。
11、具体为杆塔表面电位的均值反映长期的腐蚀电位变化，均值越大表明腐蚀电位越高；
12、方差，用于衡量数据的离散程度，方差越大，表示腐蚀数据波动越大，可能有突发性的腐蚀；表达式为：
13、[\s igma^2＝\frac{1}{n}\sum_{i＝1}^{n}(x(i)-\mu)^2]
14、(\s igma^2)是方差；
15、包括不同时间段的电位或电流波动，用方差衡量变化的剧烈程度，较大的方差可能提示腐蚀正在加速；
16、标准差是方差的平方根，反映数据的波动范围，表达式为：
17、[\s igma＝\sqrt{\frac{1}{n}\sum_{i＝1}^{n}(x(i)-\mu)^2}]
18、标准差用于判断腐蚀状态的稳定性，较大的标准差表示数据不稳定；
19、最大值、最小值：
20、最大值可以指示腐蚀过程中的峰值，而最小值则指示低谷值，表达式为：
21、[x_{
ext{max}}＝\max(x(i)),\quad x_{
ext{min}}＝\min(x(i))]
22、(x_{
ext{max}})和(x_{
ext{min}})分别是数据的最大值和最小值；
23、包括腐蚀电流的最大值可能对应于腐蚀速率的高峰期，最小值可能对应于腐蚀缓慢期；
24、时域特征用以反映腐蚀数据在时间上的变化趋势；
25、峰值：反映腐蚀电流或电压的最大幅值；具体表达式为：
26、[a_p＝\max(x(i))]
27、(a_p)是峰值；
28、(x(i))是腐蚀数据点；
29、监测杆塔表面电压的峰值与局部腐蚀相关，用来识别腐蚀点；
30、均值绝对值：用于反映信号整体的幅值大小；表达式为：
31、[a_{
ext{mean}}＝\frac{1}{n}\sum_{i＝1}^{n}|x(i)|]
32、(a_{
ext{mean}})是均值绝对值；
33、(x(i))是腐蚀数据点；
34、杆塔表面电流的均值绝对值用于识别整体腐蚀趋势，趋势变大提示腐蚀速率增加；
35、(3)分类评估单元分类评估单元旨在根据不同的特征参数对杆塔的腐蚀环境进行分类和评估，分类评估单元主要采用以下方法进行分类评估：
36、①大气腐蚀评估目标：
37、对与大气腐蚀相关的数据进行评估，分析大气中的湿度、温度、污染物因素对杆塔腐蚀的影响，并结合大气腐蚀模型，计算大气腐蚀速率和程度；
38、收集与大气腐蚀相关的环境数据；可以利用气象站记录的数据、环境监测站提供的数据或者自行安装传感器获取实时数据。
39、大气腐蚀模型计算
40、将经过预处理的环境数据输入大气腐蚀模型的公式中：
41、[c＝a
imes t^n]
42、其中，系数a与大气中的湿度、温度、污染物浓度等因素相关，可以通过查表或经验公式确定。指数n通常取值在0.6到1之间。
43、腐蚀速率计算与评估
44、使用大气腐蚀模型计算杆塔表面每年的腐蚀速率(μm/year)，并对不同区域的腐蚀速率进行对比分析。
45、②土壤腐蚀评估目标：
46、评估与土壤腐蚀相关的数据，分析土壤的电阻率、酸碱度、含水量的因素对杆塔基础部分的腐蚀影响；采用土壤腐蚀模型，计算腐蚀速率并评估腐蚀风险；
47、土壤数据采集
48、在杆塔基础周围采集土壤样本，并测量关键参数；
49、土壤腐蚀速率计算
50、将采集到的土壤数据输入土壤腐蚀模型的公式：
51、[r＝\frac{2\pi a v}{i}]
52、其中，r表示土壤电阻率，电阻率较低的土壤腐蚀性较高。土壤电阻率与腐蚀速率成反比关系，结合实际土壤数据，使用已有的经验公式或标准计算腐蚀速率。
53、腐蚀评估与等级划分
54、根据电阻率、ph值、含水量等参数，使用土壤腐蚀标准评估土壤腐蚀环境的等级，包括轻度、中度、严重腐蚀；
55、③化学腐蚀评估目标：
56、评估与化学腐蚀相关的数据，分析杆塔周围的化学物质对腐蚀的影响。采用化学腐蚀模型，计算化学腐蚀速率并评估腐蚀风险；
57、化学环境数据采集
58、重点采集化学环境数据，包括：
59、酸雨数据：通过环境监测获取酸雨的ph值，尤其关注ph<5.5的酸雨；
60、工业废气数据：评估工业区的二氧化硫(so2)、氮氧化物(nox)等气体的浓度，结合风速和风向数据分析这些污染物的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种杆塔腐蚀安全评估系统，其特征在于，包括数据分析模块、安全评估模块和预警模块；
2.根据权利要求1所述的一种杆塔腐蚀安全评估系统，其特征在于，所述均值滤波，其用于温度、湿度的外部因素导致的缓慢波动的数据，通过在数据窗口内对数据取平均值来平滑数据，表达式为：
3.根据权利要求1所述的一种杆塔腐蚀安全评估系统，其特征在于，所述归一化，包括：
4.根据权利要求1所述的一种杆塔腐蚀安全评估系统，其特征在于，所述插值法具体表达式为：
5.一种杆塔腐蚀安全评估方法，其特征在于，具体步骤如下：
【技术特征摘要】
1.一种杆塔腐蚀安全评估系统，其特征在于，包括数据分析模块、安全评估模块和预警模块；
2.根据权利要求1所述的一种杆塔腐蚀安全评估系统，其特征在于，所述均值滤波，其用于温度、湿度的外部因素导致的缓慢波动的数据，通过在数据窗口内对数据取平均值来平滑数据，表达式...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩春城，赵长春，刘春，高波，梁宝庆，谢蓓敏，任唯贺，李睿，张轶夫，陈万意，
申请(专利权)人：国网吉林省电力有限公司超高压公司，
类型：发明
国别省市：
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