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申请/专利权人：国网宁夏电力有限公司;国网宁夏电力有限公司电力科学研究院

摘要：本发明提供了一种基于金属颗粒启举的电极氟化评估方法、介质及系统，属于电极氟化评估技术领域，包括：获取金属颗粒在待测GIS中的运动图像并获取金属颗粒的运动轨迹；提取反弹轨迹段；对于反弹轨迹段，计算金属颗粒的带电量；根据金属颗粒的带电量以及金属颗粒与GIS中电极接触时间，计算金属颗粒的充电速度；将多个反弹轨迹段对应的金属颗粒充电速度在数据库中进行匹配，得到多个电极氟化指数，包括氟化温度和氟化时长；对得到的多个电极氟化指数进行聚类，以聚类中心作为待测GIS电极的氟化指数。解决了现有技术中判断GIS电极氟化效果的方法是通过实验来验证，不能实现快捷的电极氟化的快速判断，影响维护效率的技术问题。

主权项：1.一种基于金属颗粒启举的电极氟化评估方法，其特征在于，包括以下步骤：S10、获取金属颗粒在待测GIS中的运动图像；S20、根据运动图像，获取金属颗粒的运动轨迹；S30、获取金属颗粒运动轨迹中多个存在金属颗粒与GIS中电极接触并充电反弹到最高点的轨迹段，记为反弹轨迹段：1基于S20的所述金属颗粒的运动轨迹曲线，分析所述运动轨迹曲线的拐点、极值特征点；提取出金属颗粒自由下落过程中出现的拐点和反弹上升过程中出现的顶点，区分为下降临界点和上升临界点两个类别；2根据两类临界点的坐标值、出现时间，结合所述运动轨迹曲线的形状特征，判断各个临界点是否对应金属颗粒与GIS中电极的下方电极接触造成的碰撞反弹行为；分析下降临界点后曲线走势是否出现与之对应的上升过程；3对于判定为碰撞反弹临界点的特定点对，提取其之间的曲线段作为反弹过程的轨迹区间；采用曲线剪裁操作在原始轨迹中分割出反弹对应部分，得到反弹曲线段的数学表示；4重复上述判断和提取过程，在全条运动轨迹中识别出所有的反弹曲线段，每个反弹曲线段以一个下降临界点和上升临界点对表示，对应一次完整的碰撞反弹行为；将得到的所有反弹曲线段集中统一存储，完成对反弹轨迹段的提取和获取；S40、对于反弹轨迹段，结合金属颗粒本身的重力、GIS内部电场强度，计算金属颗粒的带电量：1在有限元素分析软件中重建待测GIS内部三维几何模型，加载实际的电场控制参数，模拟计算得到GIS内部区域的静电场空间分布规律；建立电场分布结果的查找表数据库；2获取金属颗粒的物理属性参数，包括形状尺寸、材料密度、体积质量的数据；3提取步骤S30中存储的各反弹轨迹段的数据，包括反弹运动时长、运动起点和终点坐标；4设置运动学分析模型和碰撞动力学模型，根据反弹参数、电场分布查找表、金属颗粒属性参数以及牛顿定律原理，采用数值计算的方法确定反弹运动每个时刻金属颗粒的运动速度、受力、加速度以及带电量；5存储并输出反弹运动全过程中金属颗粒带电量的数据曲线或特征值；提取该曲线的最大带电量值作为最终的金属颗粒充电量计算结果；S50、根据金属颗粒的带电量以及金属颗粒与GIS中电极接触时间，计算金属颗粒的充电速度：1提取步骤S40得到的各反弹段运动中金属颗粒带电量数据；2提取各反弹段的关键特征参数，包括反弹持续时长、金属颗粒与电极接触时长数据；3建立基于带电量曲线的电荷量计算模型；结合接触电极时长参数，应用电荷守恒原理法则，确定金属颗粒从电极处获得的电荷量；4将获得电荷量除以接触电极时长，计算平均的电荷传递速率，即金属颗粒的充电速度；5存储各反弹段对应的充电速度结果，并进行可视化显示，绘制充电速度曲线或统计直方图；S60、将多个反弹轨迹段对应的金属颗粒充电速度在预先设定的充电速度-电极氟化数据库中进行匹配，得到多个电极氟化指数，包括氟化温度和氟化时长：1根据金属颗粒在电极氟化的GIS内的运动试验，构建“充电速度-氟化指数”的关联数据库；该数据库反映了充电速度-氟化指数的映射关系；2获取步骤S50输出的各反弹段的金属颗粒充电速度结果；3在预构建的数据库中查找与这些充电速度值最接近的匹配项，提取对应的氟化指数，包括实验测定的电极损耗温度、损耗时长指标；S70、对得到的多个电极氟化指数进行聚类，以聚类中心作为待测GIS电极的氟化指数：1从步骤S60获得的多个匹配电极氟化指数数据集中，提取关键特征参数，利用主成分分析方法构建特征向量；2使用K-均值或模糊C均值聚类算法，基于氟化指数的特征向量对数据集进行分组处理；提取各聚类的类别中心点；3比较不同聚类中心点的电极氟化温度和时长指标，选取这些指标数值最大的一个中心点；4将此最大指标中心的氟化温度和氟化时长作为所有反弹段的集总结果，最终输出为待测GIS设备电极区的评估氟化指数。

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