一种电缆老化故障预测方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及电缆检测，尤其涉及一种电缆老化故障预测方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、电力电缆作为电力传输系统的核心载体，其运行状态的优劣直接关系到整个电力网络的可靠性与稳定性。随着电缆使用年限的持续增加，以及外部复杂环境因素（如温度、湿度、化学腐蚀、机械应力等）的综合影响，电缆本体不可避免地会出现绝缘材料性能退化、导体氧化腐蚀、屏蔽层损伤等一系列老化问题。如果这些潜在的缺陷和隐患未能被及时发现和准确预测，一旦故障发生，极易引发电缆绝缘击穿、线路短路，甚至导致大规模停电事故，造成重大的经济损失和社会影响。目前，行业内普遍采用的电缆故障预测方法大多依赖于对单一状态参数（例如仅监测绝缘电阻值）的定期测量或在线监测。这种单一维度的监测方式存在明显的局限性：所获取的特征信息维度不足，难以全面、深刻地反映电缆的整体健康状态；同时，所构建的预测模型往往结构单一、适应性不强。这些缺陷共同导致了故障预测的精度偏低、预警信号发出滞后，无法实现对电缆状态的前瞻性精准研判，因而难以满足现代电力系统向数字化、智能化运维模式转型升级的迫切需求。

技术实现思路

1、本发明提供了一种电缆老化故障预测方法、装置、电子设备及存储介质，用于解决电缆预测精度低、预警滞后，无法满足智能化运维的需求的技术问题。

2、本发明提供了一种电缆老化故障预测方法，包括：

3、采集电缆的多维数据和运行年限；

4、对所述多维数据进行预处理，得到多个类型的预处理数据；

5、计算所述电缆的绝缘电阻衰减率和局部放电量增长率；

6、根据所述绝缘电阻衰减率和所述局部放电量增长率计算老化系数；

7、根据所述预处理数据和所述老化系数，提取关键特征；

8、采用所述关键特征进行预测，得到预测特征值；

9、对所述预测特征值进行特征匹配，得到所述电缆的老化等级；

10、根据所述老化等级、所述预测特征值和所述运行年限计算故障概率；

11、根据所述故障概率进行故障分级预警。

12、可选地，所述多维数据包括电气参数、环境参数和物理状态参数。

13、可选地，所述对所述多维数据进行预处理，得到多个类型的预处理数据的步骤，包括：

14、采用箱型图法剔除所述多维数据中的异常值，得到异常剔除数据；

15、基于k近邻差值法，对所述异常剔除数据进行缺失值补全，得到补全数据；

16、对所述补全数据进行标准化，得到多个类型的预处理数据。

17、可选地，所述计算所述电缆的绝缘电阻衰减率和局部放电量增长率的步骤，包括：

18、获取新电缆初始绝缘电阻和初始局部放电量；

19、获取所述电缆的当前绝缘电阻和当前局部放电量；

20、计算所述当前绝缘电阻和所述新电缆初始绝缘电阻的比值，得到所述电缆的绝缘电阻衰减率；

21、计算所述当前局部放电量和所述初始局部放电量之间的比值，得到所述电缆的局部放电增长率。

22、可选地，所述根据所述预处理数据和所述老化系数，提取关键特征的步骤，包括：

23、根据所述预处理数据，计算各类型的预处理数据与各类型的老化系数的相关性；

24、将相关性大于预设阈值的类型对应的预处理数据确定为关键特征。

25、可选地，所述对所述预测特征值进行特征匹配，得到所述电缆的老化等级的步骤，包括：

26、获取预设老化特征库，所述预设老化特征库包括多个等级的老化特征集；

27、分别计算所述预测特征值与多个等级的老化特征集之间的相似度；

28、将相似度最高的老化特征集的等级确定为所述电缆的老化等级。

29、可选地，所述根据所述老化等级、所述预测特征值和所述运行年限计算故障概率的步骤，包括：

30、根据所述老化等级映射得到基础故障概率；

31、获取所述电缆的材质，并根据所述材质确定衰减系数；

32、采用所述运行年限和所述衰减系数，结合指数衰减模型，生成衰减故障概率；

33、从预设历史故障数据库中查询与所述预测特征值相似度最高的预设个数的相似案例及所述相似案例对应的实际故障概率；

34、根据所有所述相似案例的所述实际故障概率计算所述电缆的相似故障概率；

35、加权融合所述基础故障概率、所述衰减故障概率和所述相似故障概率，得到所述电缆的故障概率。

36、本发明还提供了一种电缆老化故障预测装置，包括：

37、多维数据和运行年限采集模块，用于采集电缆的多维数据和运行年限；

38、预处理模块，用于对所述多维数据进行预处理，得到多个类型的预处理数据；

39、绝缘电阻衰减率和局部放电量增长率计算模块，用于计算所述电缆的绝缘电阻衰减率和局部放电量增长率；

40、老化系数计算模块，用于根据所述绝缘电阻衰减率和所述局部放电量增长率计算老化系数；

41、关键特征提取模块，用于根据所述预处理数据和所述老化系数，提取关键特征；

42、预测特征值生成模块，用于采用所述关键特征进行预测，得到预测特征值；

43、老化等级生成模块，用于对所述预测特征值进行特征匹配，得到所述电缆的老化等级；

44、故障概率计算模块，用于根据所述老化等级、所述预测特征值和所述运行年限计算故障概率；

45、故障分级预警模块，用于根据所述故障概率进行故障分级预警。

46、本发明还提供了一种电子设备，所述设备包括处理器以及存储器：

47、所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

48、所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行如上任一项所述的电缆老化故障预测方法。

49、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行如上任一项所述的电缆老化故障预测方法。

50、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：本发明公开了一种电缆老化故障预测方法，并具体公开了：采集电缆的多维数据和运行年限；对多维数据进行预处理，得到多个类型的预处理数据；计算电缆的绝缘电阻衰减率和局部放电量增长率；根据绝缘电阻衰减率和局部放电量增长率计算老化系数；根据预处理数据和老化系数，提取关键特征；采用关键特征进行预测，得到预测特征值；对预测特征值进行特征匹配，得到电缆的老化等级；根据老化等级、预测特征值和运行年限计算故障概率；根据故障概率进行故障分级预警。

51、本发明通过多维数据采集获取电缆运行状态基础信息，经数据预处理消除干扰因素，提取与老化相关的关键特征，通过时序预测与特征匹配融合的预测架构，实现电缆老化程度评估与故障发生概率预测，并生成分级预警信号。通过各步骤的逻辑闭环设计，提升了预测的准确性与时效性，为电缆运维提供科学依据，降低故障停运风险。