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专利号: 2021113451150
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:

1.一种考虑能量提取的单重雷击下避雷器性能评估方法,其特征在于,首先搭建了考虑能量提取的单重雷击下避雷器性能评估试验平台,平台包括:冲击试验箱(1)、氧化锌避雷器试品(2)、冲击电流发生装置(3)、冲击电流控制台(4)、同轴电缆(5)、开关(6)、冲击电流检测仪(7)、冲击电流传感器(8)、冲击数据发送单元(9)、主机(10)、冲击高压传感器(11)、电压数据处理单元(12);

所述冲击电流发生装置(3)的输入端与冲击电流控制台(4)相连,冲击电流发生装置(3)的输出端经同轴电缆(5)与开关(6)相连,开关(6)的另一端与冲击电流检测仪(7)的输入端相连,冲击电流检测仪(7)的输出端与冲击电流传感器(8)的输入端相连接,冲击电流传感器(8)的输出端与冲击数据发送单元(9)相连,冲击数据发送单元(9)与主机(10)连接;

所述氧化锌避雷器试品(2)放置于冲击试验箱(1)中,氧化锌避雷器试品(2)的两端分别与冲击数据发送单元(9)和冲击电流控制台(4)串联;

所述冲击高压传感器(11)的两端与氧化锌避雷器试品(2)的两端相并联,冲击高压传感器(11)与电压数据处理单元(12)的输入端相连,电压数据处理单元(12)的输出端与主机相连接;

上述试验平台的试验方法,包括以下步骤:S1:经由冲击电流发生装置(3)对氧化锌避雷器试品(2)进行冲击试验,具体步骤为:在冲击电流控制台(4)上设置冲击电流发生装置(3)产生的冲击电流峰值IM,并启动冲击电流发生装置(3),同时合上开关(6),冲击电流发生装置(3)经同轴电缆(5)向电路输出冲击电流,冲击电流检测仪(7)将检测到的冲击电流波形信号传至冲击电流传感器(8),冲击电流传感器(8)将电信号发送至冲击数据发送单元(9),冲击数据发送单元(9)将相关数据通过专用通信线路传输至主机(10),主机(10)读出对应的冲击持续时间T,冲击高压传感器(11)将电压波形经电压数据处理单元(12)通过专用通信线路传输至主机(10),主机(10)读出对应的残压Ur,同时利用收到的数据计算出氧化锌避雷器的能量吸收实际值ER,改变冲击电流,得到不同冲击电流峰值下的能量吸收实际值ERi;

S2:结合试验设定及读出的冲击电流峰值IM,避雷器残压Ur以及冲击持续时间T,计算冲击电流作用下氧化锌避雷器的能量吸收标准值EB:式(1)中,EB是氧化锌避雷器的能量吸收标准值,Ur是避雷器残压,T为冲击持续时间,IM为冲击电流峰值,x为误差系数,y为积分变量。

S3:采取粒子群优化算法对能量吸收标准值公式进行建模,计算出使误差最小的x0值,具体步骤如下:

1)生成具有均匀分布的粒子和速度的初始总体,设置停止条件;

2)按照式(2)计算群体最优位置:式中,f(x)表示目标函数,n为实际测试数据组数,EBi为第i种冲击电流值对应计算所得的能量吸收标准值,ERi为第i种冲击电流值对应测量所得的能量吸收实际值;

3)更新每个粒子的位置和速度;

4)计算每个粒子位置的目标函数值,同时更新整个群体的最优位置与每个粒子的个体历史最优位置;

5)若满足停止条件,则停止搜索,输出搜索结果;否则返回第3)步;

6)根据优化得出最优值x0代入以下公式(3),得到优化后的计算能量吸收标准值理论公式:

S4:考虑优化后的计算能量吸收标准值EB,计算考虑能量提取的单重雷击下避雷器性能评估因子α:

S5:基于上述步骤得到的考虑能量提取的单重雷击下避雷器性能评估因子α进行评估,当α∈(0,1]时,认为氧化锌避雷器性能合格,可以正常服役;当α∈(1,+∞)时,表明氧化锌避雷器性能已大幅降低,为保证线路安全,应尽快换新。