[发明专利]一种用于含水量分析的绝缘电阻测量数据处理方法

摘要

本发明涉及一种用于含水量分析的绝缘电阻测量数据处理方法，该方法应用于绝缘电阻表内，依照特定时间序列记录在不同测试时刻的被测试品绝缘电阻原始数据，对记录的绝缘电阻原始数据进行奇异值的剔除，随后对剔除奇异值的数据依照不同时间段进行移动平均滤波，最后采用分段线性插值法进行拟合，获得对数坐标轴按每倍频十等分时刻点上的数据，形成一条完整平滑的绝缘电阻随时间变化的曲线，以便后续进行含水量的分析和评估。

主权项

1.一种用于含水量分析的绝缘电阻测量数据处理方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：第一步骤：原始数据的获取：绝缘电阻表在按下测试键后开始自动计时，连续对电压、电流信号采样，按照欧姆定律计算绝缘电阻值，每秒获得10个绝缘电阻数据；同时，绝缘电阻表依照时间序列在离散时间点记录并保存相应的绝缘电阻数据，记为二维数组(t0(n)，R0(n))，t0(n)为离散时间点，R0(n)为在t0(n)离散时间点对应的绝缘电阻数据，并依据二维数组(t0(n)，R0(n))绘制绝缘电阻随时间变化的原始数据曲线；所述第一步骤中绝缘电阻表依照时间序列在离散时间点记录并保存相应的绝缘电阻数据，并绘制绝缘电阻随时间变化的曲线的具体方法是：时间序列数组定义为t0(n)，具体函数表达式如下：其中n为序列号；t0(n)为离散时间点，在t0(n)离散时间点对应的绝缘电阻数据为R0(n)，每个离散时间点上的数据R0(n)为以该离散时间点为中心，以该离散点所在时间段内的时间间隔为时间窗口宽度，该时间窗口内连续采样点对应的绝缘电阻值的平均值；依照该时间序列，测试达3小时整时，记录的数据组数为1170组，绝缘电阻表将时间序列和对应的绝缘电阻原始数据储存在一个二维数组(t0(n)，R0(n))中，使用二维数组(t0(n)，R0(n))绘制绝缘电阻随时间变化的曲线；第二步骤：原始数据去奇异值：.首先判断原始数据中有无奇异值，如果存在奇异值需要将奇异值去除，去奇异值后的二维数组记为(t₁(n)，R₁(n))：根据原始数据的变化规律设置绝缘电阻值的上限值R_max和下限值R_min，当测试数据R₀(n)超出上限值或者低于下限值，即时，该测试数据标记为奇异值；所述第二步骤中剔除奇异值的具体方法是：当出现奇异值时，利用奇异值出现离散时点前、后的有效数据，计算该奇异值所在时间段的斜率，并在该时间段内通过线性插值法估算该奇异点处的绝缘电阻值，原始数据去奇异值后，估算奇异值时点数据的函数表达式如下：t1(n)＝t0(n)；第三步骤：分段移动平均滤波：为了有效消除测试数据高频小幅波动，同时保留测试数据随时间变化的规律，依据采样时间间隔的不同，基于剔除奇异值的数据，采用分段移动平均滤波算法进行处理；所述第三步骤中采用分段移动平均滤波算法进行处理的具体方法是：前10s数据保持不变；11～59s数据采用窗口n为3的移动平均滤波；60s数据用58s、60s和62s数据求算数平均得到；62～598s数据采用窗口n为3的移动平均滤波；600s数据采用596s、600s和605s数据求算数平均得到；605～3595s数据采用窗口n为5的移动平均滤波；3600s数据采用3570s、3600s和3630s数据求算数平均得到；3630～10650s数据采用窗口n为7的移动平均滤波；10680～10800s数据保持不变；第四步骤：对数坐标轴每倍频十等分：找到离散时间点按对数坐标轴每倍频十等分后对应的数据，记为二维数组(t3(n)，R3(n))，离散时间序列为t3(n)，其中n＝1,2....41：基于分段移动平均后的数据，采用分段插值法计算对数坐标轴每倍频十等分后离散时间点对应的绝缘电阻值R3(n)，将分段移动平均滤波后的数据按对数坐标轴每倍频十等分并画出相应的曲线，便于后续进行含水量的分析和评估；所述第四步骤中采用分段插值法计算对数坐标轴每倍频十等分后离散时间点对应的绝缘电阻值R3(n)的具体方法是：①给定对数横坐标时间刻度t3(n)；②根据绝缘电阻表记录绝缘电阻数据所依据的时间序列t2(n)判断插值横坐标时间点t3(n)的相邻时间点，计算该相邻时间区段内曲线的斜率k；(③根据给定对数横坐标的时间刻度t3(n)、分段移动平均滤波后的二维数组(t2(n),R2(n))，及横坐标所在相邻时间区段内曲线的斜率k，求出离散时间点对应的绝缘电阻值R3(n)＝依据时间序列t2(n)判断插值横坐标时间点t3(n)的相邻时间点所对应的绝缘电阻表记录绝缘电阻数据+k×(给定对数横坐标的时间刻度t3(n)‑依据的时间序列t2(n)判断插值横坐标时间点t3(n)的相邻时间点)。