一种电力设施大气腐蚀监测系统的制作方法

本申请涉及电力监测，尤其涉及一种电力设施大气腐蚀监测系统。

背景技术：

1、相关技术中，由于输电杆塔、变电站构支架、接地引下线等户外电力设施长期暴露于高盐雾、高湿度、工业污染等大气环境中，导致时常发生大气腐蚀导致的构件减薄、断裂失效等问题，这些问题已成为威胁电网安全的主要诱因之一，并且，电力材料腐蚀因其隐蔽性和破坏力已经成为影响电力安全和稳定的重要因素。此外，由于电力设施跨越范围广、交通不便、设施不完善、维护困难等原因也造成无法有效巡检，常常一段时间再观察时已经出现大量锈蚀，甚至出现穿孔、断裂，给电网的稳定可靠运行带来了巨大的隐患。

2、虽然现有方法已经使用大气腐蚀在线监测系统来对其腐蚀状况进行实时监测，但是这些方法的传感器维度单一，无法立体评价电力设施运行状态；并且数据融合度低，仅仅输出腐蚀速率原始数据，未结合电力设施失效准则、荷载工况做风险判定，导致运维人员需自行对照规程判断，效率低且易误判，无法直接支撑运维决策。

3、综上，相关技术中存在的技术问题有待得到改善。

技术实现思路

1、本申请实施例的主要目的在于提出一种电力设施大气腐蚀监测系统，能够融合多维度监测数据，直接输出失效风险等级，并提高恶劣环境下电网腐蚀运维的精准度和效率。

2、为实现上述目的，本申请实施例的提出了一种电力设施大气腐蚀监测系统，所述监测系统包括：

3、前端感知层，所述前端感知层设有多类监测探头，多类监测探头分别监测电力设施腐蚀高发位点上的第一大气环境数据、第一测试片实时重量、超声波实时数据；

4、边缘网关层，所述边缘网关层包括若干个边缘网关；每一个所述边缘网关均与一个所述电力设施腐蚀高发位点对应，并均与所述前端感知层进行数据交互；所述边缘网关层用于对所述第一大气环境数据和所述第一测试片实时重量进行清洗后得到第二大气环境数据和第二测试片实时重量，并根据所述超声波实时数据计算所述电力设施腐蚀高发位点上的位点剩余壁厚数据和点腐蚀深度数据；

5、后台处理层，所述后台处理层布设于云端；所述后台处理层用于根据所述第二测试片实时重量和所述位点剩余壁厚数据进行腐蚀速率分析，基于腐蚀速率分析结果对所述第二大气环境数据和所述点腐蚀深度数据进行数据校准处理和腐蚀风险区识别，同时基于腐蚀速率分析结果对电力设施进行工程失效风险评估，并将所有所述第二测试片实时重量、所述位点剩余壁厚数据、校准处理后数据以及工程失效风险评估结果进行存储；

6、应用层，所述应用层用于根据所述腐蚀速率分析结果、所述工程失效风险评估结果以及所述位点剩余壁厚数据生成运维工单，并基于预设时长内的存储数据进行腐蚀趋势分析后生成腐蚀趋势分析报表。

7、在一些实施例中，所述监测系统还包括：

8、运维执行层，所述运维执行层用于接收基于所述运维工单或所述腐蚀趋势分析报表对电力设施进行运维后的处置记录信息。

9、在一些实施例中，每个所述监测探头均通过双层屏蔽壳体封装，所述双层屏蔽壳体包括外层壳体和内层壳体，所述外层壳体用于屏蔽高频电场，所述内层壳体用于屏蔽低频电场。

10、在一些实施例中，所述每个所述监测探头的外层壳体的表面均通过防水防腐蚀材料进行封装。

11、在一些实施例中，所述多类监测探头包括大气环境腐蚀监测探头、er腐蚀监测探头和阵列超声腐蚀监测探头；

12、所述大气环境腐蚀监测探头用于监测环境温度、环境湿度和沉降液ci-浓度；

13、所述er腐蚀监测探头内置多组不同初始厚度的测试片；所述er腐蚀监测探头用于监测所述电力设施腐蚀高发位点上所有测试片的第一测试片实时重量；

14、所述阵列超声腐蚀监测探头用于监测各个电力设施腐蚀高发位点上所有测试片的超声波实时数据。

15、在一些实施例中，所述阵列超声腐蚀监测探头包括柔性基底和若干个压电陶瓷单元；若干个所述压电陶瓷单元阵列排布于所述柔性基底上。

16、在一些实施例中，所述柔性基底的表面沉积有透明导电氧化物薄膜作为电磁屏蔽层，所述电磁屏蔽层通过单点接地。

17、在一些实施例中，所述根据所述第二测试片实时重量和所述位点剩余壁厚数据进行腐蚀速率分析，包括：

18、根据所述第二测试片实时重量和测试样片初始重量计算均匀腐蚀速率；

19、根据所述位点剩余壁厚数据和测试片初始厚度数据计算点腐蚀速率。

20、在一些实施例中，所述基于腐蚀速率分析结果对所述第二大气环境数据和所述点腐蚀深度数据进行数据校准处理和腐蚀风险区识别，包括：

21、对所述第二大气环境数据、所述均匀腐蚀速率、所述点腐蚀速率和所述点腐蚀深度数据进行时间戳对齐；

22、基于对齐后的均匀腐蚀速率校准理论腐蚀速率，得到环境-均匀腐蚀修正系数；

23、根据所述环境-均匀腐蚀修正系数对对齐后的点腐蚀深度数据、位点剩余壁厚数据与所述均匀腐蚀速率进行联动校验，确定局部减薄速率大于减薄阈值时，将对应位点标记为点腐蚀高风险区。

24、在一些实施例中，所述基于腐蚀速率分析结果对电力设施进行工程失效风险评估，包括：

25、确定所述位点剩余壁厚数据小于第一壁厚阈值或者所述点腐蚀深度数据中的最大点腐蚀深度大于第二壁厚阈值，生成腐蚀失效预警信息；

26、根据所述均匀腐蚀速率、所述点腐蚀速率和所述位点剩余壁厚数据中的最小剩余壁厚预测剩余寿命；

27、确定所述剩余寿命小于寿命阈值，生成寿命预警信息或寿命告警信息；

28、根据所述腐蚀失效预警信息、所述寿命预警信息或所述寿命告警信息生成风险分级标签。

29、本申请实施例至少包括以下有益效果：本申请提供一种电力设施大气腐蚀监测系统，该方案通过设置前端感知层、边缘网关层、后台处理层和应用层后，通过在前端感知层上设置多类监测探头，以同时监测电力设施腐蚀高发位点上的第一大气环境数据、第一测试片实时重量、超声波实时数据，然后在边缘网关层上设置若干个边缘网关，以通过每个边缘网关对第一大气环境数据和第一测试片实时重量进行清洗得到第二大气环境数据和第二测试片实时重量，并根据超声波实时数据计算电力设施腐蚀高发位点上的位点剩余壁厚数据和点腐蚀深度数据，接着后台处理层中根据第二测试片实时重量和位点剩余壁厚数据进行腐蚀速率分析，基于腐蚀速率分析结果对第二大气环境数据和点腐蚀深度数据进行数据校准处理和腐蚀风险区识别，同时基于腐蚀速率分析结果对电力设施进行工程失效风险评估后，从而可以融合多维度监测数据直接输出失效风险等级，提高因腐蚀原因导致电力失效的识别精度，并在应用层中根据腐蚀速率分析结果、工程失效风险评估结果以及压缩后数据中的位点剩余壁厚数据生成运维工单，并基于预设时长内的存储数据进行腐蚀趋势分析后生成腐蚀趋势分析报表，从而使得相关人员可以及时了解腐蚀状态并及时解决腐蚀故障问题，进而提高恶劣环境下电网腐蚀运维的精准度和效率。

1.一种电力设施大气腐蚀监测系统，其特征在于，所述监测系统包括：

2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括：

3.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，每个所述监测探头均通过双层屏蔽壳体封装，所述双层屏蔽壳体包括外层壳体和内层壳体，所述外层壳体用于屏蔽高频电场，所述内层壳体用于屏蔽低频电场。

4.根据权利要求3所述的监测系统，其特征在于，所述每个所述监测探头的外层壳体的表面均通过防水防腐蚀材料进行封装。

5.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述多类监测探头包括大气环境腐蚀监测探头、er腐蚀监测探头和阵列超声腐蚀监测探头；

6.根据权利要求5所述的监测系统，其特征在于，所述阵列超声腐蚀监测探头包括柔性基底和若干个压电陶瓷单元；若干个所述压电陶瓷单元阵列排布于所述柔性基底上。

7.根据权利要求6所述的监测系统，其特征在于，所述柔性基底的表面沉积有透明导电氧化物薄膜作为电磁屏蔽层，所述电磁屏蔽层通过单点接地。

8.根据权利要求5所述的监测系统，其特征在于，所述根据所述第二测试片实时重量和所述位点剩余壁厚数据进行腐蚀速率分析，包括：

9.根据权利要求8所述的监测系统，其特征在于，所述基于腐蚀速率分析结果对所述第二大气环境数据和所述点腐蚀深度数据进行数据校准处理和腐蚀风险区识别，包括：

10.根据权利要求9所述的监测系统，其特征在于，所述基于腐蚀速率分析结果对电力设施进行工程失效风险评估，包括：