[发明专利]一种电缆系统故障分析方法

权利要求书

1.一种电缆系统故障分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：收集待评估地区的电缆线路运行数据信息，数据信息包括电缆的运行时间、运行条件、运行环境；

S2：建立电缆线路的Weibull分布参数函数，包括两参数形式的故障概率密度函数、故障概率分布函数、可靠度函数及故障率函数；

S3：从步骤S1收集的数据信息中引入能影响高压电缆故障的影响因素，并估计影响因素的电缆故障回归参数，将影响因素及回归参数加入步骤

S2中的故障率函数，建立基于Weibull分布的故障风险模型及优化后的可靠度函数；

S4：选取要分析的电缆样本数据及影响因素，对影响因数的回归参数进行估计，从而计算电缆样本的故障率或可靠度。

2.根据权利要求1所述的一种电缆系统故障分析方法，其特征在于，步骤S1中的运行时间指的是电缆服役时间，即从投入使用到因故障而停止运行的时间。

3.根据权利要求1所述的一种电缆系统故障分析方法，其特征在于，步骤S1中的运行条件涉及的因素有电压、电流、温度、负荷率中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种电缆系统故障分析方法，其特征在于，步骤S1中的运行环境指的是电缆的铺设方式，包括隧道、直埋、穿管、顶管中的任一铺设方式。

5.根据权利要求1所述的一种电缆系统故障分析方法，其特征在于，步骤S2中的故障概率密度函数、故障概率分布函数、故障可靠度函数及故障率函数分别为公式(1)、(2)、(3)、(4)所示；

故障概率密度函数：

故障概率分布函数：

可靠度函数：

故障率函数：

其中t为电缆的运行时间，β为电缆的形状参数，η为电缆的尺度参数。

6.根据权利要求5所述的一种电缆系统故障分析方法，其特征在于，当β1时，故障率随运行时间增加而下降，表明电缆线路处于早期故障模式；当β＝1时，故障率不随时间变化，表明电缆线路处于随机失效的模式；当β1时，故障率随运行时间增加而增加，表明电缆线路处于老化阶段；当1β4时，表示线路处于老化初期；当β4时，表示线路处于老化的中晚期。

7.根据权利要求5所述的一种电缆系统故障分析方法，其特征在于，采用极大似然估计法对Weibull分布中的参数β和η进行估计。

8.根据权利要求1所述的一种电缆系统故障分析方法，其特征在于，步骤S3中的影响因素为X，与影响因数X对应的回归参数为α，回归参数α表示与电缆故障相关的影响因数X的权重，所以基于Weibull分布的故障风险模型及优化后的可靠度函数如公式(5)、(6)所示；

故障风险模型：

优化后的可靠度函数：

其中X_j为第j个与电缆故障相关的影响因素，α_j为影响因素X_j所对应的回归参数；当α_j为正值时，表示第j个影响因素对电缆故障起到正面的作用效果；当α_j为负值时，表示第j个影响因素对电缆故障起到负面的作用效果；当α_j等于0时，则表示第j个影响因素与电缆故障无关；q表示影响因素的个数，j＝1,2,3…q。

9.根据权利要求8所述的一种电缆系统故障分析方法，其特征在于，根据公式(5)和(6)还能得出优化后的概率密度函数，如公式(7)所示；

f(t,X)＝h(t,X)·R(t,X) (7)。

10.根据权利要求8所述的一种电缆系统故障分析方法，其特征在于，回归参数α能通过经验估计、最大似然函数法估计、贝叶斯推断中的一种方法进行估计。