[发明专利]一种电缆系统故障分析方法

说明书

本发明涉及电缆线路技术领域，特别是涉及基于Weibull分布的电缆系统故障分析方法，包括收集待评估地区的电缆线路运行数据信息；建立电缆线路的Weibull分布参数函数；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Weibull分布参数函数建立基于Weibull分布的故障风险模型及优化后的可靠度函数；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。本发明能够结合实际电缆运行工况及条件对具体电缆线路的故障概率进行评估，从而为电缆运维管理部门提供快速做出检修或更换策略的一种依据，实现电缆个体差异化管理，保证电缆线路可靠运行。

技术领域

本发明涉及电缆线路技术领域，特别是涉及基于Weibull分布的电缆系统故障分析方法。

背景技术

高压电缆输电线路故障会造成重要电力设备的损坏，导致局部甚至大面积的停电。停电不仅造成电力公司和用户的经济损失，还会造成对社会和环境影响的间接损失。由于XLPE电缆生产工艺的差异，在电缆敷设过程中导致的损伤以及电缆运行环境恶劣等因素，极大地影响了电缆长期使用的可靠性，使许多电缆的实际寿命往往达不到设计要求，电缆提前进入老化期，为电力系统的运行安全埋下了重大隐患。如何评估运行XLPE电缆系统的故障风险，进而提前合理安排电缆的检修及更换，已经成为高压电缆领域亟待解决的问题。

目前高压电缆故障概率的计算方法主要包括两类，一类基于实验室内进行电缆加速老化试验，通过检测电缆样品的物化特性来反映电缆老化状况，进而推算故障概率，这类方法可以得到较完整的电缆数据分析样本，但由于试验环境与电缆实际运行环境存在差异，试验结果不一定能真实反映电缆运行状况；另一类为通过对电缆实际运行数据进行统计建模分析，这类方法可以利用现场实际运行数据进行统计分析，但需要收集一定数量的电缆数据。

有研究人员利用Weibull分布模型对电缆故障数据进行分析并根据结果对故障进行预测。应用Weibull分布模型可以分析所收集的电缆故障数和运行时间之间的关系，并通过故障数据对Weibull分布中的参数进行估计，统计分析电缆发生在不同时间发生故障的概率和可靠度，根据结果进行故障预测和运维退役决策。该方法能较好地结合电缆故障数据对电缆故障进行预测，但未能结合各电缆实际运行工况的不同，无法反映在不同运行条件对电缆可靠性的影响。

发明内容

本发明提供一种基于Weibull故障风险模型的电缆系统故障分析方法，其能够结合实际电缆运行工况及条件对具体电缆线路的故障概率进行评估，从而为电缆运维管理部门提供快速做出检修或更换策略的一种依据，实现电缆个体差异化管理，保证电缆线路可靠运行。

本发明的技术方案为：

一种电缆系统故障分析方法，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，还可以包括历次试验结果及故障情况等；

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。

进一步，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。

进一步，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。