[發明專利]一種極端復雜環境下的避雷器服役性能測評方法

有效

• 申請號: 202110028105.8
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112858812B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 黃林;周利軍;張棟
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/12;G06F17/10
• 代理公司: 武漢聚信匯智知識產權代理有限公司 42258
• 代理人: 馬尚偉

1.一種極端復雜環境下的避雷器服役性能測評方法，其特征在于，首先建立一種極端復雜環境下的避雷器服役性能測試平臺，該測試平臺包含：綜合接地裝置(3)、試驗箱(4)、工頻電源模塊(10)、空氣含水量分析控制裝置(5)、上位機(7)、數據采集器(9)、溫度分析儀(110)、污穢濃度分析控制裝置(17)、污穢控制開關(171)、污穢試品(172)、污穢輸入導管(1731)、污穢輸出導管(1732)、溫度控制總線(18)；

所述工頻電源模塊(10)包括依次連接的工頻電源(101)、整流器(102)、逆變器(103)和變壓器(104)；

所述試驗箱(4)包含了避雷器(1)、高精度電流參量測試儀(2)、空氣含水量調節器(6)、開關(11)、耐高壓電纜(12)、空氣含水量傳感器一(13)、空氣含水量傳感器二(14)、空氣含水量傳感器三(15)、空氣含水量傳感器四(16)、溫度傳感器(111)、溫度傳感器(112)、噴污發生裝置(174)、污穢濃度測試儀(175)、除濕排氣扇(176)、溫度控制裝置(181)；

所述高精度電流參量測試儀(2)的電流輸入端子IB與避雷器(1)的底部相連，高精度電流參量測試儀(2)的接地端子E與綜合接地裝置(3)連接，高精度電流參量測試儀(2)信號輸出端子O與數據采集器(9)電連接，數據采集器(9)與上位機(7)電連接；

所述空氣含水量調節器(6)、空氣含水量傳感器一(13)、空氣含水量傳感器二(14)、空氣含水量傳感器三(15)、空氣含水量傳感器四(16)、高精度電流參量測試儀(2)、避雷器(1)、開關(11)、耐高壓電纜(12)、溫度傳感器(111)、溫度傳感器(112)、噴污發生裝置(174)、污穢濃度測試儀(175)、除濕排氣扇(176)、溫度控制裝置(181)均固定在試驗箱(4)內部；

進一步地，所述空氣含水量傳感器一(13)、空氣含水量傳感器二(14)、空氣含水量傳感器三(15)、空氣含水量傳感器四(16)、空氣含水量調節器(6)均與空氣含水量分析控制裝置(5)電連接，空氣含水量分析控制裝置(5)與上位機(7)電連接；

進一步地，所述溫度傳感器(111)、溫度傳感器(112)、溫度控制總線(18)均與溫度分析儀(110)電連接，溫度分析儀(110)與上位機(7)電連接；

進一步地，所述溫度分析儀(110)經溫度控制總線(18)與溫度控制裝置(181)連接；

進一步地，所述污穢控制開關(171)、污穢濃度測試儀(175)、除濕排氣扇(176)均與污穢濃度分析控制裝置(17)電連接，污穢濃度分析控制裝置(17)與上位機(7)電連接；

進一步地，所述污穢控制開關(171)上端經污穢輸出導管(1732)與噴污發生裝置(174)連接，下端經污穢輸入導管(1731)與污穢試品(172)連接；

進一步地，所述工頻電源模塊(10)的輸出端通過耐高壓電纜(12)電連接至開關(11)的輸入端，開關(11)的輸出端連接至避雷器(1)的頂部輸入端；

包括以下步驟：

第一步：基于所建測試平臺，開展極端復雜環境下避雷器的電流參量信號測試：

S1：在上位機(7)上設定試驗箱(4)的溫度為T_i0，上位機(7)向溫度分析儀(110)發出溫度設定信號，溫度分析儀(110)經溫度控制總線(18)控制溫度控制裝置(181)進而調節試驗箱(4)內的溫度；溫度傳感器(111)、溫度傳感器(112)測量試驗箱(4)內的溫度并將結果傳至溫度分析儀(110)，溫度分析儀(110)計算兩個溫度測量值的平均值T_i，若T_i與T_i0的絕對誤差小于T₀，則將T_i傳回至上位機(7)，否則溫度分析儀(110)繼續控制溫度控制裝置(181)調節試驗箱(4)內的溫度；

S2：在上位機(7)上設定試驗箱(4)的污穢濃度為P_i0，上位機(7)向污穢濃度分析控制裝置(17)發出污穢濃度設定信號，污穢濃度分析控制裝置(17)打開污穢控制開關(171)，污穢試品(172)經污穢輸入導管(1731)、污穢控制開關(171)、污穢輸出導管(1732)流至噴污發生裝置(174)，噴污發生裝置(174)向試驗箱(4)內部噴灑污穢試品(172)進而調節試驗箱(4)內的污穢濃度；污穢濃度測試儀(175)每隔t₀秒測量一次試驗箱(4)內的污穢濃度P_i，并將結果傳至污穢濃度分析控制裝置(17)，若P_i與P_i0的絕對誤差小于P₀，則將P_i傳回至上位機(7)，同時關閉污穢控制開關(171)；

S3：在上位機(7)上設定試驗箱(4)內的水汽含量為H_i0，上位機(7)向空氣含水量分析控制裝置(5)發出水汽含量設定信號，空氣含水量分析控制裝置(5)控制空氣含水量調節器(6)設定試驗箱(4)內的水汽含量，空氣含水量傳感器一(13)、空氣含水量傳感器二(14)、空氣含水量傳感器三(15)、空氣含水量傳感器四(16)測量試驗箱(4)內的水汽含量情況并將測量結果傳回至空氣含水量分析控制裝置(5)，空氣含水量分析控制裝置(5)計算四個水汽含量測量值的平均值H_i，若H_i與H_i0的絕對誤差小于H₀，則將H_i傳回至上位機(7)，否則空氣含水量分析控制裝置(5)繼續控制空氣含水量調節器(6)調節試驗箱(4)內的水汽含量；

所述S1、S2、S3同時進行；

S4：打開工頻電源(101)，同時閉合開關(11)高精度電流參量測試儀(2)測量避雷器(1)在工頻電源(101)用下產生的電流參量信號I_leak，并通過數據采集器(9)傳輸至上位機(7)中；

第二步：計算極端復雜環境避雷器的服役性能評估系數α：

S5：計算污穢畸變影響因子P_t：

式(1)中，P_i為試驗箱(4)內的污穢濃度，U為避雷器工作電壓；

S6：計算溫度偏差系數T_t：

式(2)中，T_i為試驗箱(4)內的溫度，I_leak為實測的避雷器電流參量信號；

S7：計算水汽含量性能因子H_t：

式(3)中，H_i為試驗箱(4)內的水汽含量；

S8：計算極端復雜環境避雷器的服役性能評估系數α：

式(4)中w₁、w₂、w₃為權重因子且滿足w₁+w₂+w₃＝1；

第三步：進行避雷器服役性能評估：

當α∈[0.9，1.1]時表征避雷器的服役性能良好；當α∈(0.7，0.9)U(1.1,1.2)時，表征避雷器服役性能較差，需要停電檢修；當α∈[1.2，+∞)U(-∞，0.7]時，表征避雷器服役性能較差，需要停電更換；

第四步：更改上位機(7)上設定試驗箱(4)的污穢濃度P_i0、水汽含量H_i0、溫度T_i0的值，重復步驟第二步至第四步，即可進行各種極端復雜環境下避雷器服役性能測評。