[发明专利]一种基于老化因子和非等间距GM(1,1)模型的电力电缆剩余寿命预测方法

权利要求书

1.一种基于老化因子和非等间距GM(1,1)模型的电力电缆剩余寿命预测方法，包括步骤：

根据一电缆在一个历史时间节点t_i的等温松弛电流I(t)计算该电缆在该历史时间节点的老化因子A(t_i)并存储该老化因子A(t_i)；

在一个预测时间节点，读取该电缆各所述历史时间节点的老化因子，并且，创建该电缆的一个累加序列老化因子数组A⁽¹⁾；

根据所述累加序列老化因子数组A⁽¹⁾计算一灰微分方程的参数，并且，使用所述参数预测该电缆在一个未来时间节点的老化因子；

当所述未来时间节点的老化因子大于一阈值时，以所述未来时间节点与该预测时间节点的时间差作为该电缆在该预测时间节点的剩余寿命。

2.根据权利要求1所述的电力电缆剩余寿命预测方法，其特征在于，所述在一个历史时间节点获得一电缆的等温松弛电流的方法包含步骤：

在所述电缆一端部的芯材和屏蔽层上安装一试验装置，所述试验装置包含直流恒压源、皮安表和放电电阻；

在极化阶段，由所述试验装置的直流恒压源对该电缆的芯材与屏蔽层之间的绝缘介质实施极化；

在去除表面自由电荷阶段，由所述试验装置的一放电电阻对该电缆的芯材与屏蔽层之间的绝缘介质去除表面自由电荷；

在测量等温松弛电流阶段，由所述试验装置的另一放电电阻对该电缆的芯材与屏蔽层之间的绝缘介质实施等温松弛，并使用所述试验装置的皮安表测量该电缆的在本阶段的等温松弛电流I(t)。

3.根据权利要求1所述的电力电缆剩余寿命预测方法，其特征在于，所述根据一等温松弛电流I(t)计算一电缆老化因子A(t_i)的方法包括步骤：

根据下式对所述等温松弛电流I(t)进行拟合，以获得拟合参数I₀、a_k和τ_k，

其中，

k表示三个不同时间尺度的序，τ₁表示主体极化时间常数，τ₂表示无定型与晶体界面松弛极化时间常数，τ₃表示绝缘老化导致界面极化松弛时间常数，I₀为等温松弛电流的直流偏移量，a_k是等温松弛电流拟合中对应于不同时间尺度的时间常数的参数；

根据下式计算时间节点t_i下该电缆的老化因子A(t_i)，

其中，t_i指第i次作等温松弛电流的时间。

4.根据权利要求1所述的电力电缆剩余寿命预测方法，其特征在于，所述根据一电缆各历史时间节点的老化因子创建其累加序列老化因子数组A⁽¹⁾的方法包含步骤：

将该电缆在所述预测时间节点前的n个老化因子按时间排序为一个历史老化因子序列A⁽⁰⁾，A⁽⁰⁾＝{A(t₁),A(t₂)…A(t_i)…A(t_n)}，其中1≤i≤n；

将所述历史老化因子序列A⁽⁰⁾变换为累加序列老化因子数组A⁽¹⁾，其中，

5.根据权利要求4所述的电力电缆剩余寿命预测方法，其特征在于，所述根据所述累加序列老化因子数组A⁽¹⁾计算一灰微分方程的参数的方法包含步骤：

构建所述灰微分方程为，

其中，a为累加序列老化因子A⁽¹⁾的发展系数，b为累加序列老化因子A⁽¹⁾的灰色作用量；

采用最小二乘法求解参数a和b的估计值，

其中，

为参数a的最优估计值，为参数b的最优估计值。