风电机组电缆绝缘检测系统的制作方法

专利2025-05-27  14


本发明属于检测,具体为风电机组电缆绝缘检测系统。


背景技术:

1、风力发电机组是将风的动能转换为电能的系统,风力发电机组包括风轮、发电机;风轮中含叶片、轮毂、加固件等组成;它有叶片受风力旋转发电、发电机机头转动等功能,风力发电电源由风力发电机组、支撑发电机组的塔架、蓄电池充电控制器、逆变器、卸荷器、并网控制器、蓄电池组等组成,风力发电机组进行发电时,都要保证输出电频率恒定,这无论对于风机并网发电还是风光互补发电都非常必要,要保证风电的频率恒定,一种方式就是保证发电机的恒定转速,即恒速恒频的运行方式,因为发电机由风力机经过传动装置进行驱动运转,所以这种方式无疑要恒定风力机的转速,这种方式会影响到风能的转换效率;另一种方式就是发电机转速随风速变化,通过其它的手段保证输出电能的频率恒定,即变速恒频运行;

2、公开号“202010308349.7”提出的“一种高压电缆绝缘检测系统及其检测方法”,所解决的问题是“该检测设备可以在电缆本体的侧表面行走,补光灯对电缆的侧表面进行补光,拍摄镜头对电缆的外侧表面进行拍摄,拍摄之后的图像通过中控模块处理之后传输给信号收发模块,信号收发模块将图像信息传递到基站,便于工作人员调阅查看;该系统使用过程中有效的提升电缆绝缘层缝隙的检测精度,提升检测效果”;

3、通常在风电机组内部会使用到若干的电缆对电力设备进行连接,而风力发电机组中往往在海面上也会去进行使用,而海水存在有一定的腐蚀性,海面上的风力发电机组在长时间的使用后,往往外表面会受到腐蚀,而电缆的外表面也会一定程度的受到腐蚀情况,因此电缆外表面的耐腐蚀性与绝缘需要做到最为优异,市面上一般在电缆进行使用时,往往需要对电缆的外表面进行绝缘的检测,在绝缘检测达标后,才能进行使用,但是电缆的外表面耐腐蚀情况并不得而知,在将电缆放置在海面上进行长久的使用时,电缆的外表面会造成腐蚀情况,导致电缆漏电的情况,造成严重的危害,对此,我们提出了风电机组电缆绝缘检测系统。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本发明提供了风电机组电缆绝缘检测系统,以解决以上技术问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:风电机组电缆绝缘检测系统,检测系统包括有:实景场地模拟系统、检测系统与计算机端,计算机端内构建有腐蚀动力学模型用以对电缆外表面腐蚀情况进行分析,实景场地模拟系统包括有水池与氯化钠搭建道具与材料,检测系统包括有兆欧表检测设备;

3、检测系统工作流程为:

4、s1、实景场地模拟系统搭建,选取通风向阳的房间,在房间内放置有水池,并不断的在水池内添加氯化钠,模拟出实景实验场地环境;

5、s2、选取一组实验所用的电缆,将电缆放置在氯化钠水池中浸泡,将两端漏出,浸泡一段时间后进行检测实验;

6、s3、将电缆的一端连接到兆欧表的“l”端子,将电缆的另一端连接到电力输入设备处;

7、s4、检测系统进行检测,启动兆欧表,让其逐渐加速并保持稳定,观察绝缘电阻的读数,绝缘电阻为1mω以上则电缆绝缘正常,若为1mω以下,则电缆绝缘存在问题;

8、s5、记录测试时的环境温度、湿度、电缆的型号与长度信息,将数据进行收集,传输至计算机端内部;

9、s6、在计算机内部建立出电缆的腐蚀动力学模型,将收集的数据代入至模型内部,对电缆的外表面腐蚀情况进行分析;

10、s7、将分析的结果转换为报表呈现,检测人员对数据进行分析,对电缆做出改进完善。

11、优先地,s1步骤中水池的大小为2m*2m的正方形水池,氯化钠的添加量为700g,其中水与氯化钠的比例为20∶0.7,光照时间为8h,模拟出海水的场景。

12、优先地,s2步骤中电缆的长度为6m,将电缆中的3m浸入在水池中进行浸泡,浸泡时间为3d,其中氯化钠为纯氯化钠。

13、优先地,s3步骤中的兆欧表为指针式绝缘兆欧表,其中兆欧表为5000v,兆欧表有三个接线柱,其中l接在被测物和大地绝缘的导体部分,e接被测物的外壳或大地,g接在被测物的屏蔽上或不需要测量的部分。

14、优先地,s4步骤中兆欧表启动步骤为摇动兆欧表的手柄,使发电机达到额定转速,转速为120r/min,观察指针是否指在标尺的“∞”位置,然后将接线柱“线l和地e”短接,缓慢摇动手柄,观察指针是否指在标尺的“0”位,得出结果。

15、优先地,s5步骤中通过实时的对检测步骤中选用的参数进行记录来将数据进行保存,s6步骤中腐蚀动力学模型的建立步骤为:

16、a1、确定需要研究的腐蚀过程和目标,理解建模的目的和需求,明确模型的应用场景和范围;

17、a2、收集与腐蚀过程相关的实验数据或实际生产数据,整理并筛选出有用的数据,为建模提供基础,确定模型中的变量;

18、a3、在计算机内部建立出腐蚀动力学模型;

19、a4、准备训练用的数据集,将数据集代入至腐蚀动力学模型中,对模型的准确性进行验证,并调整腐蚀动力学模型中的参数,不断的模型进行优化。

20、优先地,a1步骤中研究腐蚀的目标为电缆外表面,建模的目的是为了了解电缆外表面腐蚀情况而构建模型,模型应用的场景为海水对电缆外表面腐蚀的场景。

21、优先地,a2步骤中收集的数据为s5步骤中所记录的数据信息,数据整理与筛选包括有对数据的清洗与数据的去重,其中数据的清洗步骤为通过统计描述分析法定义清洗的规则,来处理掉缺失的数据与内容不全的数据,规则的定义为明确需要清洗的类型,字段与标准,清洗的规则为删除缺失值,修正异常值与合并重复值;

22、数据的去重方法通过使用set函数进行去重,set函数通过将去重的数据转换为集合,再转换为列表,代码为:data=(1234125637899),data=list(data),print(data),输出的结果为(123456789);

23、其中模型的变量为测试时的环境温度、测试时的湿度、测试时的电缆的型号、测试时的电缆长度信息与测试时的水分酸碱度情况。

24、优先地,a3步骤中腐蚀动力学模型的计算公式为:m=kd*t+a;

25、其中m为质量变化,kd为金属界面反应的动力学常数,a为常数,t为时间。

26、优先地,a4步骤中对模型的准确性进行验证的方法通过使用交叉验证法进行验证,将数据集d划分为n个大小相似的互斥子集,即d=d1并d2并d3…并dn,每个子集之间没有交集,每次用k-1个子集的并集作为训练集,余下的那个作为测试集,这样得到n组数据集,进行n次训练和测试,最终返回的是这n个结果的均值,对模型进行验证。

27、与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

28、本发明通过模拟出海水的环境,并将电缆放置在海水中进行浸泡来模拟出电缆长时间的使用情况,针对这种情况对电缆的绝缘性进行检测,并实时的记录下实验中的参数数据,在计算机内部建立出腐蚀动力学模型,将记录下的参数数据代入到内部,对电缆的外表面的腐蚀情况进行分析,得出结论,来了解到海水对电缆外表面影响的情况与使用的寿命,在快到使用寿命时,及时作出更换,降低漏电的情况,带来更好的使用前景。


技术特征:

1.风电机组电缆绝缘检测系统,其特征在于,检测系统包括有:实景场地模拟系统、检测系统与计算机端,计算机端内构建有腐蚀动力学模型用以对电缆外表面腐蚀情况进行分析,实景场地模拟系统包括有水池与氯化钠搭建道具与材料,检测系统包括有兆欧表检测设备;

2.根据权利要求1所述的风电机组电缆绝缘检测系统,其特征在于:s1步骤中水池的大小为2m*2m的正方形水池,氯化钠的添加量为700g,其中水与氯化钠的比例为20∶0.7,光照时间为8h,模拟出海水的场景。

3.根据权利要求1所述的风电机组电缆绝缘检测系统,其特征在于:s2步骤中电缆的长度为6m,将电缆中的3m浸入在水池中进行浸泡,浸泡时间为3d,其中氯化钠为纯氯化钠。

4.根据权利要求1所述的风电机组电缆绝缘检测系统,其特征在于:s3步骤中的兆欧表为指针式绝缘兆欧表,其中兆欧表为5000v,兆欧表有三个接线柱,其中l接在被测物和大地绝缘的导体部分,e接被测物的外壳或大地,g接在被测物的屏蔽上或不需要测量的部分。

5.根据权利要求1所述的风电机组电缆绝缘检测系统,其特征在于:s4步骤中兆欧表启动步骤为摇动兆欧表的手柄,使发电机达到额定转速,转速为120r/min,观察指针是否指在标尺的“∞”位置,然后将接线柱“线l和地e”短接,缓慢摇动手柄,观察指针是否指在标尺的“0”位,得出结果。

6.根据权利要求1所述的风电机组电缆绝缘检测系统,其特征在于:s5步骤中通过实时的对检测步骤中选用的参数进行记录来将数据进行保存,s6步骤中腐蚀动力学模型的建立步骤为:

7.根据权利要求6所述的风电机组电缆绝缘检测系统,其特征在于:a1步骤中研究腐蚀的目标为电缆外表面,建模的目的是为了了解电缆外表面腐蚀情况而构建模型,模型应用的场景为海水对电缆外表面腐蚀的场景。

8.根据权利要求6所述的风电机组电缆绝缘检测系统,其特征在于:a2步骤中收集的数据为s5步骤中所记录的数据信息,数据整理与筛选包括有对数据的清洗与数据的去重,其中数据的清洗步骤为通过统计描述分析法定义清洗的规则,来处理掉缺失的数据与内容不全的数据,规则的定义为明确需要清洗的类型,字段与标准,清洗的规则为删除缺失值,修正异常值与合并重复值;

9.根据权利要求6所述的风电机组电缆绝缘检测系统,其特征在于:a3步骤中腐蚀动力学模型的计算公式为:m=kd*t+a;

10.根据权利要求6所述的风电机组电缆绝缘检测系统,其特征在于:a4步骤中对模型的准确性进行验证的方法通过使用交叉验证法进行验证,将数据集d划分为n个大小相似的互斥子集,即d=d1并d2并d3…并dn,每个子集之间没有交集,每次用k-1个子集的并集作为训练集,余下的那个作为测试集,这样得到n组数据集,进行n次训练和测试,最终返回的是这n个结果的均值,对模型进行验证。


技术总结
本发明涉及检测技术领域,具体涉及风电机组电缆绝缘检测系统,检测系统包括有:实景场地模拟系统、检测系统与计算机端,计算机端内构建有腐蚀动力学模型用以对电缆外表面腐蚀情况进行分析。本发明通过模拟出海水的环境,并将电缆放置在海水中进行浸泡来模拟出电缆长时间的使用情况,针对这种情况对电缆的绝缘性进行检测,并实时的记录下实验中的参数数据,在计算机内部建立出腐蚀动力学模型,将记录下的参数数据代入到内部,对电缆的外表面的腐蚀情况进行分析,得出结论,来了解到海水对电缆外表面影响的情况与使用的寿命,在快到使用寿命时,及时作出更换,降低漏电的情况,带来更好的使用前景。

技术研发人员:谭建鑫,郭艳旬,井延伟,沙济通,段树纯,刘宏伟
受保护的技术使用者:河北建投新能源有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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