[發(fā)明專(zhuān)利]針對(duì)氧化鋅線路避雷器的斷裂預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111334792.2
• 申請(qǐng)日: 2021-11-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114062810B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊琪;唐崇旺;鄧志勇;王海躍;段啟平;馮永坤;毛盾;付立德;黃巧妍;王佳;陳卓;劉偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司;國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司輸電檢修分公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/00
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 長(zhǎng)沙永星專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;米中業(yè)

本發(fā)明公開(kāi)了一種針對(duì)氧化鋅線路避雷器的斷裂預(yù)測(cè)方法，包括獲取氧化鋅線路避雷器中氧化鋅閥片的伏安特性曲線；獲取雷電流的波形數(shù)據(jù)曲線；根據(jù)伏安特性曲線和波形數(shù)據(jù)曲線計(jì)算氧化鋅閥片的最大脈沖功率；根據(jù)氧化鋅閥片自身內(nèi)部的裂紋缺陷數(shù)據(jù)和最大脈沖功率對(duì)氧化鋅線路避雷器的斷裂進(jìn)行預(yù)測(cè)。本發(fā)明提供的這種針對(duì)氧化鋅線路避雷器的斷裂預(yù)測(cè)方法，通過(guò)創(chuàng)造性地建模和模擬，不僅實(shí)現(xiàn)了氧化鋅線路避雷器的斷裂預(yù)測(cè)，而且本發(fā)明方法的可靠性高、客觀性好且科學(xué)實(shí)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電氣自動(dòng)化領(lǐng)域，具體涉及一種針對(duì)氧化鋅線路避雷器的斷裂預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，電能已經(jīng)成為了人們生產(chǎn)和生活中必不可少的二次能源，給人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)了無(wú)盡的便利。因此，保證電能的穩(wěn)定可靠供應(yīng)，就成為了電力系統(tǒng)最重要的任務(wù)之一。

雷擊導(dǎo)致輸電線路跳閘仍是危害線路安全穩(wěn)定運(yùn)行的原因之一。安裝線路避雷器是提高線路耐雷水平最直接最有效的手段，能夠有效地減少雷擊跳閘率。氧化鋅線路避雷器是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，主要用于釋放系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的各種沖擊電流并吸收能量，限制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中正常的操作沖擊、雷擊等引起的過(guò)電壓等。

在各種類(lèi)型的沖擊下，由于沖擊能量的大小各異，使得氧化鋅壓敏電阻片在不同的沖擊下吸收的能量也有所不同，從而引起閥片的各種破壞和損壞，主要有熱崩潰、穿孔、斷裂。熱崩潰是由于漏電流的作用，使得閥片溫度增加，從而導(dǎo)致閥片熱平衡關(guān)系的破壞。穿孔是由于某區(qū)域電流密度相對(duì)較大，溫升導(dǎo)致晶粒被熔融從而形成貫穿閥片的小孔，而斷裂是因吸收能量過(guò)多產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力造成的物理破壞。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)交流或直流穩(wěn)壓施加在氧化鋅閥片上時(shí)，這三種失效模式都會(huì)發(fā)生。但如果只對(duì)氧化鋅閥片施加沖擊電壓或故障電流，線路避雷器只會(huì)發(fā)生穿孔或斷裂。在短時(shí)高脈沖電流下失效模式以斷裂為主，而雷電流就恰恰屬于短時(shí)高脈沖電流。

目前，氧化鋅線路避雷器的更換，一般是斷裂后直接更換，或者是憑借人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行提前更換。斷裂后直接更換，可能導(dǎo)致電網(wǎng)停電的問(wèn)題，而憑借人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行提前更換，則可能產(chǎn)生器件浪費(fèi)等問(wèn)題。目前，缺乏專(zhuān)門(mén)針對(duì)雷電所產(chǎn)生的熱應(yīng)力所引起的氧化鋅線路避雷器斷裂的預(yù)測(cè)研究；因此電網(wǎng)系統(tǒng)也無(wú)法對(duì)雷電所產(chǎn)生的熱應(yīng)力所引起的氧化鋅線路避雷器斷裂進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而提前更換氧化鋅線路避雷器，或者有針對(duì)性的對(duì)氧化鋅線路避雷器進(jìn)行檢測(cè)和檢修。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可靠性高、客觀性好且科學(xué)實(shí)用的針對(duì)氧化鋅線路避雷器的斷裂預(yù)測(cè)方法。

本發(fā)明提供的這種針對(duì)氧化鋅線路避雷器的斷裂預(yù)測(cè)方法，包括如下步驟：

S1.獲取氧化鋅線路避雷器中氧化鋅閥片的伏安特性曲線；

S2.獲取雷電流的波形數(shù)據(jù)曲線；

S3.根據(jù)步驟S1獲取的伏安特性曲線和步驟S2獲取的波形數(shù)據(jù)曲線，計(jì)算氧化鋅閥片的最大脈沖功率；

S4.根據(jù)氧化鋅閥片自身內(nèi)部的裂紋缺陷數(shù)據(jù)和步驟S3計(jì)算得到的最大脈沖功率，對(duì)氧化鋅線路避雷器的斷裂進(jìn)行預(yù)測(cè)。

步驟S1所述的獲取氧化鋅線路避雷器中氧化鋅閥片的伏安特性曲線，具體為通過(guò)氧化鋅線路避雷器中氧化鋅閥片的廠家獲取伏安特性曲線，或者通過(guò)試驗(yàn)確定氧化鋅閥片的伏安特性曲線。

步驟S2所述的獲取雷電流的波形數(shù)據(jù)曲線，具體包括如下步驟：

A.采用雙指數(shù)函數(shù)波形來(lái)模擬雷電流，其中波頭時(shí)間為T(mén)₁，半幅值時(shí)間為T(mén)₂，雷電流波形記為T(mén)₁/T₂；

B.雷電流波形的雙指數(shù)函數(shù)表達(dá)式為：

i(t)＝I_mk(e^-αt-e^-βt)