一种杆塔接地体腐蚀检测方法、系统、设备、介质和产品与流程

本发明涉及杆塔接地体检测，尤其涉及一种杆塔接地体腐蚀检测方法、系统、设备、介质和产品。

背景技术：

1、输电杆塔接地装置是电力系统防雷保护的关键基础设施，承担着将雷击故障电流快速泄放入地的重要作用，接地体的完好状态直接关系输电线路的运行安全。杆塔接地体长期埋设于地下，受土壤酸碱度、盐分、微生物以及杂散电流等多重因素影响，极易发生电化学腐蚀，造成接地导体截面减薄、局部锈蚀甚至断裂失效，进而引起接地电阻升高，大幅提升线路雷击跳闸风险，严重时还会引发设备损坏、人身安全隐患等问题。我国输电线路覆盖山地、丘陵、盐碱地等各类复杂地域，不同区域土壤腐蚀特性差异显著，大量在运杆塔接地体的地下腐蚀状态无法直接目视观测。传统运维模式多依靠抽样开挖、工频接地电阻测试开展状态评估，开挖检测作业工程量大、成本高，仅能实现小范围抽样，难以掌握接地体全线的真实腐蚀情况；而工频接地电阻仅能够反映接地系统整体性能，无法区分土壤介质影响与接地导体本身的局部腐蚀缺陷，难以定位腐蚀点位、量化金属损失程度，难以支撑电网开展接地装置的精准化、预防性运维工作。

2、目前，现有杆塔接地体腐蚀检测主要采用脉冲涡流检测，但脉冲涡流检测大多直接利用感应电压幅值作为判断依据，检测结果容易受激励信号波动、线圈姿态、复杂土壤电磁噪声干扰，幅值特征难以稳定区分不同等级的腐蚀缺陷，对早期轻微腐蚀识别灵敏度不足，降低了接地装置运行的可靠性。

技术实现思路

1、本发明提供了一种杆塔接地体腐蚀检测方法、系统、设备、介质和产品，解决了现有杆塔接地体腐蚀检测主要采用脉冲涡流检测，但脉冲涡流检测大多直接利用感应电压幅值作为判断依据，检测结果容易受激励信号波动、线圈姿态、复杂土壤电磁噪声干扰，幅值特征难以稳定区分不同等级的腐蚀缺陷，对早期轻微腐蚀识别灵敏度不足，降低了接地装置运行的可靠性的技术问题。

2、本发明第一方面提供的一种杆塔接地体腐蚀检测方法，包括：

3、获取杆塔接地体的多个感应电压信号，对各个所述感应电压信号进行特征提取，得到对应的时域特征向量；

4、采用各个所述时域特征向量对所述杆塔接地体进行微段化物理反演，得到对应的腐蚀参数；

5、基于多个预先训练好的腐蚀检测模型对各个所述时域特征向量进行腐蚀等级评估，得到多个腐蚀等级；

6、采用各个所述腐蚀参数和各个所述腐蚀等级生成对应的杆塔接地体腐蚀检测结果。

7、可选地，所述对各个所述感应电压信号进行特征提取，得到对应的时域特征向量的步骤，包括：

8、分别将各个所述感应电压信号进行对数变换，得到对应的对数响应曲线；

9、分别将各个所述对数响应曲线进行时间微分处理，得到对应的衰减时间常数曲线；

10、采用预设的有效响应时间窗分别对各个所述衰减时间常数曲线进行时域特征提取，得到对应的时域特征向量。

11、可选地，所述采用各个所述时域特征向量对所述杆塔接地体进行微段化物理反演，得到对应的腐蚀参数的步骤，包括：

12、将所述杆塔接地体划分为多个微切段，并构建各个所述微切段对应的候选参数；

13、分别将各个所述候选参数输入预设的正演响应模型，得到多个理论时域特征向量；

14、分别将各个所述候选参数输入预设的双层电阻模型，得到多个理论电阻；

15、基于预设的反演目标函数，根据各个所述理论时域特征向量和各个所述理论电阻对各个所述微切段对应的候选参数进行迭代优化，得到对应的腐蚀参数。

16、可选地，所述基于预设的反演目标函数，根据各个所述理论时域特征向量和各个所述理论电阻对各个所述微切段对应的候选参数进行迭代优化，得到对应的腐蚀参数的步骤，包括：

17、分别将各个所述候选参数对应的理论时域特征向量和理论电阻输入预设的反演目标函数，得到多个反演目标函数值；

18、分别选取各个所述微切段对应的反演目标函数值中最小值关联的候选参数作为参考候选参数；

19、分别采用各个所述参考候选参数生成新的候选参数；

20、当所述候选参数的迭代次数大于或等于预设的迭代阈值时，则分别选取各个所述微切段对应的反演目标函数值中最小值关联的候选参数作为腐蚀参数；

21、当所述候选参数的迭代次数小于所述迭代阈值时，则跳转执行所述分别将各个所述候选参数输入预设的正演响应模型，得到多个理论时域特征向量的步骤。

22、可选地，所述基于多个预先训练好的腐蚀检测模型对各个所述时域特征向量进行腐蚀等级评估，得到多个腐蚀等级的步骤，包括：

23、分别将各个所述时域特征向量输入多个预先训练好的腐蚀检测模型，得到多个腐蚀检测投票结果；

24、按照预设的投票策略，分别整合各个所述时域特征向量对应的腐蚀检测投票结果，得到多个腐蚀等级。

25、可选地，所述采用各个所述腐蚀参数和各个所述腐蚀等级生成对应的杆塔接地体腐蚀检测结果的步骤，包括：

26、分别将各个所述腐蚀参数的残余金属直径与预设的最小安全直径进行差值处理，得到多个第一差值；

27、分别将各个所述第一差值和预设的平均腐蚀速率进行比值处理，得到多个平均剩余寿命；

28、分别采用各个所述残余金属直径和对应的平均剩余寿命作为检索条件；

29、采用各个所述检索条件检索预设的运维决策列表，匹配对应的运维决策结果；

30、采用各个所述运维决策结果和各个所述腐蚀等级生成对应的杆塔接地体腐蚀检测结果。

31、本发明第二方面提供的一种杆塔接地体腐蚀检测系统，包括：

32、采集模块，用于获取杆塔接地体的多个感应电压信号，对各个所述感应电压信号进行特征提取，得到对应的时域特征向量；

33、反演模块，用于采用各个所述时域特征向量对所述杆塔接地体进行微段化物理反演，得到对应的腐蚀参数；

34、腐蚀模块，用于基于多个预先训练好的腐蚀检测模型对各个所述时域特征向量进行腐蚀等级评估，得到多个腐蚀等级；

35、检测模块，用于采用各个所述腐蚀参数和各个所述腐蚀等级生成对应的杆塔接地体腐蚀检测结果。

36、本发明第三方面提供的一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述所述的杆塔接地体腐蚀检测方法的步骤。

37、本发明第四方面提供的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述所述的杆塔接地体腐蚀检测方法。

38、本发明第五方面提供的一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，其中，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行如上述所述的杆塔接地体腐蚀检测方法。

39、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

40、本发明通过获取杆塔接地体的多个感应电压信号，对各个感应电压信号进行特征提取，得到对应的时域特征向量，采用各个时域特征向量对杆塔接地体进行微段化物理反演，得到对应的腐蚀参数，基于多个预先训练好的腐蚀检测模型对各个时域特征向量进行腐蚀等级评估，得到多个腐蚀等级，采用各个腐蚀参数和各个腐蚀等级生成对应的杆塔接地体腐蚀检测结果。克服了现有杆塔接地体腐蚀检测主要采用脉冲涡流检测，但对早期轻微腐蚀识别灵敏度不足，降低了接地装置运行的可靠性的技术问题。与传统的杆塔接地体腐蚀检测相比，本发明一方面通过对各个感应电压信号进行特征提取，将稳态衰减特征构造成标准化时域特征向量，既充分利用了脉冲涡流响应中能够反映接地体腐蚀状态的有效信息，又规避了原始波形直接运算带来的数据冗余与噪声干扰，另一方面采用各个时域特征向量对杆塔接地体进行微段化物理反演和腐蚀等级评估，实现物理机理驱动的参数反演与数据驱动的分类评估相互结合，突破单一评估手段的局限性，微段化处理能够定位接地体不同位置的局部腐蚀缺陷，避免传统整体检测无法识别局部劣化的问题，同时，采用各个腐蚀参数和各个腐蚀等级生成对应的杆塔接地体腐蚀检测结果，将检测数据转化为可落地的运维处置建议，定性评估结果与定量物理参数可以相互交叉校验，有效降低噪声、环境干扰带来的误判概率，提升接地装置运行的可靠性与准确度，提高了接地装置运行的可靠性。