一种电缆绝缘材料剩余寿命评估方法与流程

本发明涉及电缆绝缘材料寿命评估与多尺度特征融合建模，尤其是一种电缆绝缘材料剩余寿命评估方法。

背景技术：

1、现有电缆绝缘材料寿命评估技术主要依赖于单一尺度的特征数据建模，或在多尺度特征融合环节采用传统特征压缩、加权融合或嵌入对齐方法，以实现对材料性能衰退进程的量化分析与寿命预测。目前常见的主流技术方案包括：基于宏观电气性能参数（如介质损耗角正切值、泄漏电流幅值、局部放电量）进行统计建模或机器学习建模的剩余寿命估算方法；以及基于微观结构退化（如扫描电镜图像、红外谱分析、纳米力学测试）反映材料老化机理的物理建模路径。随着近年来材料寿命管理数字化和智能化水平的提升，多尺度融合成为趋势，行业逐步尝试将微观结构表征与宏观电气量共同输入至深度学习模型，如多模态卷积网络、transformer注意力机制等结构，以提升对复杂运行环境下老化进程的适应能力与预测精度。

2、当前多尺度特征融合方法主要通过特征加权、统一归一化、模态嵌入对齐等技术实现不同尺度数据的混合，代表性技术如“基于多模态嵌入对齐的寿命预测模型”、“结合注意力加权机制的电缆老化评估方法”、“融合数据驱动与物理模型的宏微观联合建模寿命分析”以及行业标准推荐的数据分级采集与标准化建模流程。上述方法广泛适用于交联聚乙烯、乙丙橡胶等电缆绝缘材料的寿命监测与剩余寿命预测场景，尤其在高压输电、特种工程场所和长寿命周期评价中具备一定推广基础。

3、然而，现有多尺度特征融合技术存在以下主要问题：在老化路径识别与生命周期评估环节，缺乏将材料本征老化机理与多尺度数据动态耦合的机制，无法保证各特征在真实老化进程维度上的同步演化关系，造成寿命预测模型在复杂环境下的适应性与鲁棒性不足。

技术实现思路

1、本申请提供一种电缆绝缘材料剩余寿命评估方法，旨在解决上述背景技术中提到的现有技术存在的无法保证各特征在真实老化进程维度上的同步演化关系，造成寿命预测模型在复杂环境下的适应性与鲁棒性不足的问题。

2、本申请提供的一种电缆绝缘材料剩余寿命评估方法，具体包括：

3、s1：获取电缆绝缘材料的微观尺度原始数据与宏观尺度原始数据；

4、s2：对所述微观尺度原始数据进行非线性趋势映射处理，生成可比性微观退化相位序列，同时对所述宏观尺度原始数据进行同等参考条件下的映射处理，生成可比性宏观退化相位序列；

5、s3：利用构建的电缆绝缘材料知识图谱，将所述可比性微观退化相位序列与所述可比性宏观退化相位序列分别进行路径阶段识别，生成微观路径类型标签与宏观路径类型标签；

6、s4：根据所述微观路径类型标签与所述宏观路径类型标签在相同老化进度百分比下于理论路径曲线上的位置距离，计算出相位偏差度，并将所述相位偏差度与预设容差阈值参数进行逻辑比较操作，生成二值化校准触发标志位；

7、s5：根据所述二值化校准触发标志位，执行非线性时序重映射操作，生成消除尺度异构导致信息丢失的相位对齐特征组；

8、s6：基于所述相位对齐特征组构建加权有向图结构，对所述加权有向图结构进行迭代聚合处理，最终计算得到电缆绝缘材料剩余使用时间的剩余寿命估计值。

9、本申请提供的一种电缆绝缘材料剩余寿命评估方法，具有以下有益效果：

10、本方案通过利用交联断裂、氧化降解与微孔贯通三类典型老化路径作为先验知识框架，自动识别微观与宏观退化相位序列所处阶段并量化偏差度，实现对时间戳的非线性调整而非修改原始特征值，有效克服了传统多尺度融合方法中因忽略物理退化机制导致的特征对齐失准与寿命预测偏离问题，显著提升了复杂工况下的时空对齐精度与外推可靠性；同时，通过引入“相位对齐特征组”，保留各尺度原始响应强度及其演化趋势，按统一老化进度组织特征子集并以路径连续性定义边关系强化相邻阶段因果依赖，结合跨路径弱约束边捕捉潜在转变风险，大幅增强了预测结果的可解释性与部署效率。

1.一种电缆绝缘材料剩余寿命评估方法，其特征在于，具体包括：

2.根据权利要求1所述的电缆绝缘材料剩余寿命评估方法，其特征在于，所述微观尺度原始数据包括扫描电镜图像纹理熵、红外谱峰偏移量及纳米压痕模量衰减率，所述宏观尺度原始数据包括介质损耗角正切值、泄漏电流幅值及局部放电量统计均值。

3.根据权利要求1所述的电缆绝缘材料剩余寿命评估方法，其特征在于，所述电缆绝缘材料知识图谱结构化存储有交联断裂主导期、氧化降解主导期及微孔贯通主导期的物理化学演变规律和老化路径拓扑结构。

4.根据权利要求1所述的电缆绝缘材料剩余寿命评估方法，其特征在于，所述s2具体包括：

5.根据权利要求4所述的电缆绝缘材料剩余寿命评估方法，其特征在于，所述微观非线性退化曲线表征微观特征响应强度随真实时间演化规律，所述宏观非线性退化曲线表征宏观电气性能衰退轨迹。

6.根据权利要求4所述的电缆绝缘材料剩余寿命评估方法，其特征在于，所述可比性宏观退化相位序列与可比性微观退化相位序列具有统一横轴基准且保留各自特征响应强度。

7.根据权利要求3所述的电缆绝缘材料剩余寿命评估方法，其特征在于，所述s3具体包括：

8.根据权利要求7所述的电缆绝缘材料剩余寿命评估方法，其特征在于，所述老化路径拓扑结构是电缆绝缘材料在整个老化进程中，各主导老化路径阶段之间按特定时序逻辑和物理化学演变规律所构成的结构化连接框架与状态转移映射关系，它是电缆绝缘材料知识图谱中用于描述老化进程从起始到失效的内在机理骨架。

9.根据权利要求7所述的电缆绝缘材料剩余寿命评估方法，其特征在于，所述微观候选路径集合和宏观候选路径集合分别表示微观尺度演化趋势和宏观尺度演化趋势。

10.根据权利要求1所述的电缆绝缘材料剩余寿命评估方法，其特征在于，所述获取电缆绝缘材料的微观尺度原始数据与宏观尺度原始数据，针对微观尺度原始数据与宏观尺度原始数据的采样频率差异，采用三次样条插值和线性插值方法消除时间错位，通过最近邻匹配建立一一对应关系，实现毫秒级同步。