基于模糊聚類的離子配對檢測污穢成分方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力領(lǐng)域，尤其涉及一種基于模糊聚類的離子配對檢測污穢成分方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于工業(yè)的不斷發(fā)展和生態(tài)破壞嚴(yán)重，環(huán)境的污染程度日益加劇，在正常工作電 壓下，電氣設(shè)備外絕緣及線路絕緣在污穢環(huán)境中發(fā)生閃絡(luò)，已引起了電器絕緣工作者的普 遍重視，電力設(shè)備外絕緣及線路絕緣的污染不僅給電力系統(tǒng)的安全、正常運行造成了極大 的威脅、而且污穢閃絡(luò)事故的發(fā)生會造成國民經(jīng)濟的巨大損失，特別是高壓及超高壓電力 網(wǎng)，一旦發(fā)生污閃事故，影響面更廣，損失更大，
[0003] 目前，國內(nèi)外研究普遍采用等值覆鹽密度ESDD來表征污穢程度。然而，由于不同 地區(qū)的污穢成分差異，以及不同污穢成分對絕緣子污閃電壓的貢獻不同，使用等值鹽密評 估污穢度的方法暴露了諸多不足，導(dǎo)致無法對污閃電壓進行有效預(yù)測。因為沒有考慮到自 然污穢各種成分的污閃機制和特征。
[0004] 近年來，對自然污穢離子成分測量的研究有所發(fā)展，但陰陽離子配對的原則尚未 形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，目前常用的人工配對原則為：根據(jù)溶液中陰陽離子的數(shù)量關(guān)系、溶液PH值 等參數(shù)，先按照對污閃電壓影響顯著性從大到小的順序，先配對一價堿金屬鹽，后配對二價 堿金屬鹽，然后按照化合物溶解度從大到小的順序配對所得化合物種類和組分。此配對方 法因試驗人員主觀認知不同而存在較大差異，且配對的重復(fù)性和再現(xiàn)性不強，不能客觀真 實地測量電力系統(tǒng)外絕緣的污穢化合物成分。
[0005] 因此，需要一種新的離子配對檢測污穢成分的方法，既能保證離子配對結(jié)果的客 觀性和可重復(fù)性，又能方便研究自然污穢各種污穢成分的污閃機制和特性，實現(xiàn)對污閃電 壓的有效預(yù)測，保證電力系統(tǒng)安全可靠運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于模糊聚類的離子配對檢測污穢成分方法，以解決 上述問題。
[0007] 本發(fā)明提供的基于模糊聚類的離子配對檢測污穢成分方法，包括：
[0008] b.建立采樣點，并在采樣點對待測線路絕緣子表面進行自然積污，
[0009] c.將所述待測絕緣子表面污穢進行清洗，并將清洗后的污液靜置后進行過濾，
[0010] d.配置標(biāo)準(zhǔn)溶液，并將標(biāo)準(zhǔn)溶液注入離子交換色譜儀，獲取標(biāo)準(zhǔn)溶液的各離子的 標(biāo)準(zhǔn)色譜圖以及峰面積與濃度關(guān)系的校正曲線，
[0011] e.將待測絕緣子的清洗后的污液注入離子色譜儀，測量其污穢離子成分濃度，根 據(jù)相應(yīng)溶液的各離子的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖以及峰面積與濃度關(guān)系的校正曲線，獲取絕緣子表面污 穢的陰陽離子濃度，
[0012] f.以各陰陽離子為被分類對象，以各離子在絕緣子表面所積累的物質(zhì)的量為指 標(biāo)，建立分類對象的模糊相似關(guān)系，根據(jù)各陰陽離子間的模糊相關(guān)系數(shù)，對陰陽離子進行配 對，對污穢成分的進行檢測。
[0013] 進一步，所述步驟f還包括：
[0014] 以各陰陽離子為被分類對象，建立各待分類對象的模糊相似關(guān)系，并得到各離子 間的模糊相似矩陣，用R表示：
[0015] 進一步，所述模糊相似矩陣R為：
[0017] 其中，以各陰陽離子為被分類對象，得到待分類全體的論域U={所有檢測到的 陰、陽離子}，將其用Ui(i= 1，2,…，n)表示，則論域U=Iu1,U2,…，uj。以離子在不同絕 緣子表面所積累的物質(zhì)的量（mmol)作為獨立指標(biāo)，用Xk (k= 1，2,…，m)表示，k為不同材 質(zhì)的絕緣子，則每一待分類對象可由一組數(shù)據(jù)表征U1= (Xll，xl2，…，X1J;式中，ri]為離子 Ui與咼子u」的模糊相似關(guān)系；Xik為咼子u在絕緣子k上積累的物質(zhì)的量；Xjk為咼子uj在 絕緣子k上積累的物質(zhì)的量;m為不同材質(zhì)絕緣子的數(shù)量。
[0018] 進一步，步驟e還包括：
[0019] el.利用標(biāo)準(zhǔn)溶液對有效的校正曲線進行校驗，若各離子通過校正曲線所得計算 濃度與實際濃度誤差〈5%，則判定校正曲線為有效校正曲線；否則需要對不合要求的校正 曲線進行單獨校驗或重新生成；
[0020] e2.若獲取的任一污穢離子濃度高于標(biāo)準(zhǔn)溶液的最高濃度，則針對此離子對待測 溶液進行稀釋再測量，直到所述污穢離子濃度落入標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度區(qū)間內(nèi)；
[0021] e3.利用離子交換色譜法測得絕緣子表面污穢的陰陽離子濃度。
[0022] 進一步，步驟b之前還包括
[0023]a.采集污染參數(shù)，所述污染參數(shù)包括待測地區(qū)的地形、氣候、主要污染源和主要污 染物信息。
[0024] 進一步，步驟d中所述標(biāo)準(zhǔn)溶液的選取以待測地區(qū)的地形、氣候、主要污染源、主 要污染物等污染參數(shù)為依據(jù)。
[0025] 進一步，步驟c還包括對過濾后的污液進行定容保存。
[0026] 進一步，在離子配對檢測污穢成分時，對如當(dāng)?shù)氐闹饕廴疚镞M行優(yōu)先配對或排 除，再以各陰陽離子間的模糊相關(guān)系數(shù)為依據(jù)，對陰陽離子進行配對。
[0027] 進一步，步驟b還包括選取三種或三種以上不同材質(zhì)的線路絕緣子進行自然積 污。
[0028] 進一步，所述自然積污的時間不少于6個月。
[0029] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明基于模糊聚類理論，考慮自然污穢各種成分的污閃機 制和特征，以待測地區(qū)的實際污染和污染物在不同材質(zhì)絕緣子表面的積累特性為基礎(chǔ)，保 證離子配對結(jié)果的客觀性和可重復(fù)性，便于檢測污穢成分以及研究其污閃機制，有利于實 現(xiàn)對污閃電壓的有效預(yù)測，保證了電力系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定的運行。
【附圖說明】
[0030] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述：
[0031] 圖1是本發(fā)明的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0032] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述：圖1是本發(fā)明的原理示意圖。
[0033] 如圖1所示，本發(fā)明提供的基于模糊聚類的離子配對檢測污穢成分方法，包括：
[0034]a.采集污染參數(shù)，所述污染參數(shù)包括待測地區(qū)的地形、氣候、主要污染源和主要污 染物信息；
[0035] b.建立采樣點，并在采樣點對待測線路絕緣子表面進行自然積污，
[0036]c.將所述待測絕緣子表面污穢進行清洗，并將清洗后的污液靜置后進行過濾，
[0037] d.配置標(biāo)準(zhǔn)溶液，并將標(biāo)準(zhǔn)溶液注入離子交換色譜儀，獲取標(biāo)準(zhǔn)溶液的各離子的 標(biāo)準(zhǔn)色譜圖以及峰面積與濃度關(guān)系的校正曲線，
[0038]e.將待測絕緣子的清洗后的污液注入離子色譜儀，測量其污穢離子成分濃度，根 據(jù)相應(yīng)溶液的各離子的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖以及峰面積與濃度關(guān)系的校正曲線，獲取絕緣子表面污 穢的陰陽離子濃度，
[0039]f.以各陰陽離子為被分類對象，以各離子在絕緣子表面所積累的物質(zhì)的量為指 標(biāo)，建立分類對象的模糊相似關(guān)系，根據(jù)各陰陽離子間的模糊相關(guān)系數(shù)，對陰陽離子進行配 對，對污穢成分的進行檢測。
[0040] 其中，步驟e還包括
[0041]el.利用標(biāo)準(zhǔn)溶液對有效的校正曲線進行校驗，若各離子通過校正曲線所得計算 濃度與實際濃度誤差〈5%，則判定校正曲線為有效校正曲線；否則需要對不合要求的校正 曲線進行單獨校驗或重新生成。
[0042]e2.若獲取的任一污穢離子濃度高于標(biāo)準(zhǔn)溶液的最高濃度，則針對此離子對待測 溶液進行稀釋再測量，直到所述污穢離子濃度落入標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度區(qū)間內(nèi)；
[0043]e3.利用離子交換色譜法測得絕緣子表面污穢的陰陽離子濃度。
[0044] 在本實施例中，以各陰陽離子為被分類對象，得到待分類全體的論域U={所有檢 測到的陰、陽離子}，將其用Ui(i= 1，2,…，n)表示，則論域U=Iu1,U2,…，uj。以離子在 不同絕緣子