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专利号: 2021100283617
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑瓷外套积污因素的避雷器安全风险评估方法,其特征在于,首先建立一种考虑瓷外套积污因素的避雷器安全风险评估平台,该平台包括:综合接地装置(3)、试验箱(4)、工频电源模块(10)、上位机(7)、数据采集器(9)、污秽浓度分析控制装置(5)、污秽控制开关(171)、污秽试品(172)、污秽输入导管(1731)、污秽输出导管(1732);

所述工频电源模块(10)包括依次连接的工频电源(101)、整流器(102)、逆变器(103)和变压器(104);

所述试验箱(4)包含了避雷器(1)、高精度电流参量测试仪(2)、开关(11)、耐高压电缆(12)、喷污发生装置(6)、污秽浓度测试仪1(14)、污秽浓度测试仪2(15)、除湿排气扇(176)、;

所述高精度电流参量测试仪(2)的电流输入端子IB与避雷器(1)的底部相连,高精度电流参量测试仪(2)的接地端子E与综合接地装置(3)连接,高精度电流参量测试仪(2)信号输出端子O与数据采集器(9)电连接,数据采集器(9)与上位机(7)电连接;

所述喷污发生装置(6)、高精度电流参量测试仪(2)、避雷器(1)、开关(11)、耐高压电缆(12)、污秽浓度测试仪1(14)、污秽浓度测试仪2(15)、除湿排气扇(176)均固定在试验箱(4)内部;

进一步地,所述污秽控制开关(171)、污秽浓度测试仪1(14)、污秽浓度测试仪2(15)、除湿排气扇(176)均与污秽浓度分析控制装置(5)电连接,污秽浓度分析控制装置(5)与上位机(7)电连接;

进一步地,所述污秽控制开关(171)上端经污秽输出导管(1732)与喷污发生装置(6)连接,下端经污秽输入导管(1731)与污秽试品(172)连接;

进一步地,所述工频电源模块(10)的输出端通过耐高压电缆(12)电连接至开关(11)的输入端,开关(11)的输出端连接至避雷器(1)的顶部输入端。

2.如权利要求1所述的一种考虑瓷外套积污因素的避雷器安全风险评估方法,其特征在于,包括以下步骤:

第一步:基于所建平台,开展极端复杂环境下避雷器的工频电流参量测试:S1:在上位机(7)上设定试验箱(4)的污秽浓度为P0,上位机(7)向污秽浓度分析控制装置(5)发出污秽浓度设定信号,污秽浓度分析控制装置(5)打开污秽控制开关(171),污秽试品(172)经污秽输入导管(1731)、污秽控制开关(171)、污秽输出导管(1732)流至喷污发生装置(6),喷污发生装置(6)向试验箱(4)内部喷洒污秽试品(172)进而调节试验箱(4)内的污秽浓度;污秽浓度测试仪1(14)、污秽浓度测试仪2(15)每隔t0秒同时测量试验箱(4)内的污秽浓度,并将结果传至污秽浓度分析控制装置(5),污秽浓度分析控制装置(5)计算两个测量结果的平均值Pi,若Pi与P0的绝对误差小于ΔP,则将Pi传回至上位机(7),同时关闭污秽控制开关(171);

S2:打开工频电源(101),同时闭合开关(11),高精度电流参量测试仪(2)测量避雷器(1)在工频电源模块(10)作用下产生的工频电流参量,并通过数据采集器(9)传输至上位机(7)中;

S3:断开开关(11),在污秽浓度的范围内进行等间隔均匀取值,并改变上位机(7)上设定的试验箱(4)内污秽浓度,重复S1、S2,得到m组试验工频电流参量数据;

所述S3中污秽浓度的范围具体为P0至5P0;

所述S3中间隔具体为|P0‑5P0|/(m‑1);

第二步:计算避雷器的工频电流参量理论计算值:式中Pi为第i个污秽浓度,U为避雷器工作电压,Ithi为避雷器在第i个污秽浓度下的工频电流参量理论计算值,α为误差系数,ζ为积分变量;

第三步、进行避雷器工频电流参量理论计算公式的优化,得出使避雷器工频电流参量理论计算值和试验实测值误差最小的α值,具体步骤为:a)随机生成初始解α,建立适应度函数f(α):式(2)中,f(α)表示适应度函数,Ithi为第i个污秽浓度下避雷器工频电流参量理论计算值,Imeai为第i个污秽浓度下避雷器工频电流参量试验测量值,m为对应试验工频电流参量数据组数;

b)通过自然启发式搜索方式得到新解α',若f(α)≤f(α'),α作为新解;反之α'作为新解;

c)判断是否满足终止条件,若满足,则运算结束输出最优解α0,否则回到步骤b);

d)将优化得出的最优α0带入公式(1),得到优化后的理论计算公式:式(3)中,P为污秽浓度,Ith为优化后的工频电流参量理论计算值,α0为优化得出的最优误差系数;

第四步:计算避雷器安全风险评估因子ρ,并进行避雷器安全风险评估:ρ=ln Ith‑ln Ic                   (4)式(4)中,Ic为避雷器临界基准工频电流参量;当ρ∈(‑∞,0]时,表征避雷器的可靠性状态正常;当ρ∈(0,+∞)时,表征避雷器可靠性状态异常,需要尽快停电检修或换新。