케이블국 방선 모니터링 시스템이 정상과 이상을 구분하는 것은 다중 기술 융합의 복잡한 과정으로 하드웨어 검측, 신호 처리와 스마트 알고리즘의 협동 작업이 필요하다.센싱 기술, 인공 지능 및 사물 인터넷 기술의 발전에 따라 국방 모니터링의 정확성과 신뢰성이 끊임없이 향상되어 전력 케이블의 안전 운행에 더욱 강력한 보장을 제공할 것이다.앞으로 적응학습, 디지털쌍둥이 등 신기술의 응용은 국방감시측정시스템이 더욱 강한 환경적응능력과 더욱 정확한 고장조기경보능력을 갖추게 될것이다.
1. 국부 방전의 기본 개념
국부 방전은 케이블 절연 시스템에서 국부 영역에서 발생하는 비관통성 방전 현상을 말한다.이런 방전은 즉시 절연이 뚫리지 않지만 장기간 존재하면 점차 절연재료를 렬화시켜 최종적으로 엄중한 고장을 일으킬수 있다.케이블국 방선 모니터링 시스템은 이러한 방전 신호를 실시간으로 감지하여 케이블의 절연 상태를 평가한다.
2. 정상 신호와 이상 신호의 특징 차이
1.신호폭치특징: 정상적인 작업상황에서의 전자기교란신호는 일반적으로 폭치가 비교적 낮고 안정적이지만 이상국방신호폭치가 비교적 높으며 증가추세를 나타낼수 있다.
2.위상 분포 특징: 정상적인 간섭 신호는 종종 무작위로 작업 주파수 주기 곳곳에 분포하지만, 이상 국방 신호는 대부분 작업 주파수 전압의 특정 위상 구간 (예: 전압 상승 또는 하강 단계) 에 집중된다.
3.반복 주파수 특징: 정상적인 소음 신호의 중복률이 불안정하고 이상 국방 신호는 일반적으로 상대적으로 안정적인 중복률을 가진다.
4.파형 특징: 이상 국방 펄스 파형은 일반적으로 특정한 상승 시간과 감쇠 특성을 가지고 정상적인 교란 신호의 파형과 현저한 차이가 있다.
5.주파수 특성: 스펙트럼 분석을 통해 이상 국방 신호가 특정 주파수 대역에 현저한 에너지 집중이 있고 정상적인 소음 신호의 스펙트럼 분포가 비교적 넓으며 현저한 피크가 없다는 것을 알 수 있다.
3. 정상과 이상을 구분하는 주요 기술 방법
1.임계값 비교법:시스템에서 미리 설정한 방전량, 방전 횟수 등 매개 변수의 임계값은 임계값을 초과하면 이상으로 판정한다.이 방법은 간단하고 직접적이지만 케이블 유형, 운영 환경 등에 따라 임계값을 합리적으로 설정해야 합니다.
2.패턴 인식 기술: 인공지능 알고리즘 (예: 신경망, 벡터 지원 등) 을 이용하여 방전 신호를 분류 식별한다.시스템은 대량의 정상과 이상 샘플 훈련을 통해 식별 모델을 구축한다.
3. 위상 분별 분석(PRPD): 작업 주파수 주기 동안 방전 신호의 위상 분포 패턴을 분석하여 정상과 이상을 구분한다.서로 다른 유형의 국방 결함 (예: 가스 갭 방전, 표면 방전 등) 은 PRPD 스펙트럼 특징을 가지고 있다.
4.다중 센서 데이터 융합: 여러 센서를 사용하여 서로 다른 위치에서 신호를 감지하고 신호 도착 시간차, 관련성 분석 등 방법을 통해 실제 국방 신호와 외부 간섭을 구분한다.
5.추세분석법: 같은 위치의 신호 변화 추세를 장기적으로 모니터링하고 갑자기 증가하거나 규칙적인 성장을 보이는 모델은 흔히 이상 상황을 나타낸다.
6. 펄스 파형 분석법: 포획된 단일 펄스 파형에 대해 특징 추출을 한다. 예를 들어 상승 시간, 펄스 폭, 진동 횟수 등 파라미터를 전형적인 국방 펄스 특징 라이브러리와 비교한다.
4. 구분의 정확성을 높이는 보조조치
1. 환경 소음 기준 테스트: 시스템은 케이블의 무국방 조건에서 환경 소음 특징을 기록하여 후속 신호 분석의 기준으로 삼는다.
2.다중 지점 공동 모니터링: 여러 모니터링 지점의 신호 대비를 통해 단일 모니터링 지점이 받을 수 있는 국부적인 간섭을 배제한다.
3.운행 상황 관련 분석: 모니터링 데이터와 부하 변화, 온도 변화 등 운행 파라미터를 관련 분석하여 작업 상황 변화로 인한 오판을 배제한다.
4.정기 교정 및 검증: 정기적으로 표준 신호 소스로 모니터링 시스템을 교정하여 감지 감도와 정확도를 확보합니다.
5.전문가 시스템 보조 의사결정: 분야 전문가의 경험 지식을 규칙 라이브러리로 코딩하여 자동 판단 시스템에 두 번째 의견을 제공한다.
5. 실제 응용에서의 도전과 대책
1.복잡한 전자기 간섭 환경: 변전소 등 장소의 전자기 간섭은 복잡하므로 하드웨어 필터와 디지털 신호 처리를 결합하는 방식으로 신호 잡음비를 높여야 한다.
2.케이블 유형 다양성: XLPE, 충전 케이블과 같은 서로 다른 유형의 케이블의 국방 특징이 다르므로 모니터링 시스템은 조절 가능한 매개변수 설정을 갖추어야 한다.
3.점진적 결함 인식: 초기 국방 신호가 미약하여 고감도 센서와 첨단 신호 강화 알고리즘이 필요합니다.
4.빅 데이터 처리: 온라인 모니터링은 대용량 데이터를 생성하며, 효율적인 데이터 압축 및 특징 추출 기술이 필요합니다.