[發明專利]一種不同空氣含水量下避雷器可靠性狀態評估方法

有效

• 申請號: 202110028340.5
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112684274B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 張棟;周利軍;黃林
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 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

1.一種不同空氣含水量下避雷器可靠性狀態評估方法，其特征在于，該避雷器可靠性狀態評估方法是基于避雷器可靠性狀態評估平臺，該評估平臺包含：避雷器(1)、工作電流強度參數測試儀(2)、綜合接地裝置(3)、試驗箱(4)、空氣含水量分析控制裝置(5)、空氣含水量調節器(6)、上位機(7)、工作電壓發生控制器(8)、數據采集器(9)、工作電壓發生裝置(10)、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)；

所述避雷器(1)的底部接地端與綜合接地裝置(3)連接；

所述工作電流強度參數測試儀(2)的電流輸入端子IB與避雷器(1)的底部相連，工作電流強度參數測試儀(2)的接地端子E與綜合接地裝置(3)連接，工作電流強度參數測試儀(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)、工作電流強度參數測試儀(2)、避雷器(1)、開關(11)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)與空氣含水量調節器(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，所述電壓發生裝置(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；工作電壓發生裝置(10)與工作電壓發生控制器(8)連接，工作電壓發生控制器(8)與上位機(7)連接；

可靠性狀態評估包括以下步驟：

第一步，通過上位機(7)向空氣含水量分析控制裝置(5)發出空氣含水量設定信號，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)內的空氣含水量，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)內的空氣含水量情況，得到空氣中的含水量的值H_r％；

打開工作電壓發生裝置(10)，輸出工作電壓，通過工作電流強度參數測試儀(2)測量避雷器(1)在工作電壓下產生的工作電流強度參數，并通過數據采集器(9)傳輸至上位機(7)中；

調節開關(11)令開關(11)斷開，改變試驗箱(4)內的空氣含水量使試驗箱(4)內的空氣中的含水量變化，變化范圍控制在1％-99％之內，重復上述步驟，得到m組試驗工作電流強度參數數據；

第二步：計算不同空氣中的含水量下的避雷器可靠性系數μ：

式中H_r％為空氣中的含水量，U_w為避雷器工作電壓，I_cv為避雷器可靠性臨界工作電流強度參數，λ為誤差系數，ζ為積分變量，μ為避雷器可靠性系數；

對公式(1)進行模型優化，得出使誤差最小的λ₀，具體步驟為：

a)隨機生成初始解λ，建立目標函數f(λ)：

式中，f(λ)表示目標函數，μ_j為第j個空氣含水量下的避雷器的可靠性系數，I_sj為第j個空氣含水量下的工作電流強度參數測量值，m為對應試驗工作電流強度參數數據組數；

b)通過自然啟發式搜索方式得到新解λ'，計算函數Δf＝f(λ)-f(λ')，若f(λ)f(λ')，λ作為新解；反之λ'作為新解；

c)判斷是否滿足終止條件，若滿足，則運算結束輸出最優解，否則回到步驟b)；

第三步：避雷器可靠性系數修正，得到修正的避雷器可靠性系數計算公式：

式(3)中，μ₀為修正后的避雷器可靠性系數，λ₀為優化后的誤差系數；

第四步：避雷器可靠性狀態評估，當μ₀∈(0，1)時，表征避雷器的可靠性狀態正常；當μ₀∈(1，+∞)時，表征避雷器可靠性狀態異常，需要盡快停電檢修或換新。