[发明专利]电缆载流量循环加热试验中基于符号判别的温度控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力电缆测试技术，特别涉及一种电缆载流量循环加热试验中基于符号判别的温度控制方法。

背景技术

电力电缆测试中，电缆的载流量-温度关系直接反应了电缆的工作特性和实际允许的载流能力。根据国际电工委员会IEC60364标准规定，绝缘体材料为聚氯乙烯(PVC)的电缆，导体温度限为70℃；交联聚乙烯(XPLE)和乙烯-丙烯复合膏(EPR)电缆，导体温度限为90℃；矿物不紧靠的裸电缆，导体温度限为105℃。针对不同类型的电缆实施快速的载流量循环加热试验，达到电缆允许的温度上限并维持至少2个小时成为当前电缆参数测试中的主要内容。在以往的测试中，科研机构多采用以IEC60287标准中规定的额定载流量计算公式或其变形公式计算出的电流值作为参考，手动调节电缆加载电流值从而实现电缆温度逐步稳定到设定温度的方法，调节、计算过程复杂、繁琐，试验过程易受人员和环境的影响，长时稳定效果和控制精度不高，不同温度的调整值改变十分困难。专利申请号CN200810048229.7公开了一种电力电缆导体温度自动跟踪和控制方法，通过计算温度变化率、温度稳定特征、根据电流设定值获得电流调整幅度，达到温度跟踪的目的。该方法在一定程度上实现了电缆加热过程中温度控制的自动化，但没有考虑测量过程中的噪声干扰和目标电流修改的机制和修改幅度的一般性，控制过程鲁棒性不足，温度稳定的过渡时间较长。发明专利申请号CN200910192506.6公开了一种电缆载流量的确定方法及确定装置，通过设定电缆导体电流、温度的初始值，计算导体的最终稳定温度，通过不断迭代修正电流、温度值，最终达到稳定的温度上限，实现电缆载流量的确定。该方法虽然对电缆实际允许载流量的确定提供了可操作的试验方法，但其控制过程依然是一种温度尝试逼近的过程，整个温度调节时间过长。

发明内容

本发明是针对电缆载流量循环加热试验中温度稳定时间长、控制精度不高的问题，提出了一种电缆载流量循环加热试验中基于符号判别的温度控制方法，是一种电缆载流量循环加热试验中快速的温度稳定控制方法，提取测量过程中反映温度变化趋势的特征参数，利用其符号特性做出温度控制决策，实现快速的温度稳定控制，提高控制过程的鲁棒性，降低温度控制过程中的迟滞、超调和震荡现象。

本发明的技术方案为：一种电缆载流量循环加热试验中基于符号判别的温度控制方法，具体包括如下步骤：

1）根据电缆种类，调用初始参数设定子程序，在初始参数设定子程序中设定目标温度，电缆截面积，电缆最大承受电流，电缆最小分辨电流，循环次数，升温时间，降温时间，根据电缆截面积选择电流系数，初始参数设定结束；

2）循环加热开始按键状态判断，如果没有开始，等待；开始则进入下一步；

3）调用AD数据采集及滤波子程序，采集数个瞬时温度取平均得到中值滤波结果，作为温度输入信号使用；采集数个瞬时电流取平均得到中值滤波结果，作为电流输入信号，AD采集结束；

4）调用符号量提取子程序，设定温度的符号量判断阈值；设定温度斜率的符号量判断阈值；设定电流的符号量判断阈值；设定电流斜率的符号量判断阈值，根据公式1运算，

公式1为

    

其中，x为特征信息变化量，为设定值，为设定值的阈值；“+”表示特征信息大于设定值的上限，“0”表示特征信息处于设定值的上下限范围内，“-”表示特征信息小于设定值的下限；通过公式1得到温度斜率符号、目标温度符号、电流斜率符号、目标电流符号，分别为，，，

5）调用符号量判断子程序，根据公式2进行调压器电机动作符号获取，

公式2为

OUT(M)=JudgeMotor[INPUT(，，，)]，  

具体运算过程采用公式3中的三个运算映射完成，

公式3为

OUT(M)=+=JudgeMotor[(*,*,*,-)]                  

OUT(M)=-=JudgeMotor[(*,*,*,+)]                   

OUT(M)=0=JudgeMotor[(*,*,*,0)]                   

根据OUT(M)的输出符号，得到电机的立即动作方式，其中，OUT(M)=+，电机正转；OUT(M)=-，电机反转；OUT(M)=0，电机停止，*为对于信号符号特征模型中不影响信号符号特征判断的信息项；

根据公式4进行目标电流参数修改符号判断，获得CHANGE(I)，

公式4为