一种电气设备外壳的寿命评估方法技术

本发明专利技术提出一种电气设备外壳的寿命评估方法，该方法为采用X射线荧光光谱法检测电气设备中外壳的金属部件的金属元素；根据电气设备外壳的健康水平指数确定电气设备外壳的老化常数；修正电气设备外壳预期运行年限；计算电气设备老化健康水平指数；根据电气设备缺陷及元素含量对电气设备老化健康水平指数进行修正；根据电气设备外壳的老化常数和修正后的电气设备老化健康水平指数计算电气设备剩余使用寿命EOL；采用X射线荧光光谱法来检测电气设备中外壳等金属部件的金属元素含量分析迅速，节省时间，并且可以多种元素同时分析，为快速检测提供了保障。

【技术实现步骤摘要】
一种电气设备外壳的寿命评估方法
本专利技术属于电气设备寿命评估
，具体涉及一种电气设备外壳的寿命评估方法。
技术介绍
在电力系统中，入网物资质量的优劣直接决定电网是否安全稳定，物资管理工作是电网建设的重要步骤，随着中国经济的高速发展和电网建设水平的不断提高，国家电网公司的经营管理也进入新的发展阶段，与电网公司相关的企业内部结构和外部环境也发生了根本性变化。电力物资采购过程中，受供应商本身技术条件和工艺水平限制，或供应商采购的配套元器件或材料的缺陷，以及供应商为减少成本故意造成产品质量下降等因素的影响，供应商的产品质量参差不齐。为防止不合格产品蒙混过关，流入电网，造成质量风险，必须加强对入网物资进行质量监督和有效管理，按照制定的规章制度进行检测和验收。传统的电网物资质量管理，主要以到货验收、现场交接试验等方式为主，具有良好的效果，但其涉及的物资范围有限，开展的检测项目少，检测周期长。为加强对入网物资质量的监督，研究物资抽检现场的柔性服务，对缩短电气设备机械调试周期，提高检测效率，实现设备普检，为电气设备性能评估、合理使用和安全工作提供基本信息和科学依据，达到了解和掌握设备状态，对弥补现有电气设备诊断方法的不足具有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出一种电气设备外壳的寿命评估方法。一种电气设备外壳的寿命评估方法，包括以下步骤：步骤1：采用X射线荧光光谱法检测电气设备中外壳的金属部件的金属元素：步骤2：根据电气设备外壳处于寿命终结状态的健康水平指数HIe和电气设备外壳初始健康水平指数HI0，确定电气设备外壳的老化常数B；所述电气设备外壳的老化常数B的计算公式如下所示：其中，Texp为电气设备外壳设计运行年限的预期运行年限；步骤3：根据电气设备运行中的负荷和环境对电气设备外壳设计运行年限的预期运行年限进行修正，得到修正后的电气设备外壳预期运行年限T1exp；步骤3.1：根据电气设备变压器运行中所承载的平均负荷与变压器额定容量之比确定电气设备变压器负荷率β；步骤3.2：根据电气设备变压器负荷率β对电气设备进行划分，得到电气设备外壳负荷系数FL；步骤3.3：根据电气设备周围环境恶劣等级，对电气设备环境继续划分，得到电气设备环境系数FE；步骤3.4：根据电气设备外壳负荷系数FL和电气设备环境系数FE对电气设备外壳设计运行年限的预期运行年限进行修正，得到修正后的电气设备外壳预期运行年限T1exp；所述修正后的电气设备外壳预期运行年限T1exp的计算公式如下所示：步骤4：根据修正后的电气设备外壳预期运行年限T1exp计算电气设备老化健康水平指数HI1；所述电气设备老化健康水平指数HI1的计算公式如下所示：步骤5：根据电气设备缺陷及元素含量对电气设备老化健康水平指数HI1进行修正得到修正后的电气设备老化健康水平指数HIc；步骤5.1：根据电气设备变压器缺陷划分缺陷等级和缺陷基数，根据划分的缺陷等级出现的次数与其对应的基数的乘积的总和作为缺陷修正系数F1；步骤5.2：根据电气设备变压器外壳的金属部件的特征元素含量占设备主元素含量的百分比确定元素修正系数F2；步骤5.3：根据缺陷修正系数F1和元素修正系数F2对电气设备老化健康水平指数HI1进行修正得到修正后的电气设备老化健康水平指数HIc；所述的修正后的电气设备老化健康水平指数HIc的计算公式如下所示：HIc＝HI1×F1×F2；步骤6：根据电气设备外壳的老化常数B和修正后的电气设备老化健康水平指数HIc计算电气设备剩余使用寿命EOL；所述剩余使用寿命EOL的计算公式如下所示：EOL＝ln(HIl/HIc)/B；其中，HIl为电气设备外壳寿命终结极限状态的健康水平指数。所述健康水平指数的取值范围为0-10，电气设备外壳处于寿命终结状态的健康水平指数HIe为6.5，所述电气设备外壳初始健康水平指数HI0为0.5，所述电气设备外壳寿命终结极限状态的健康水平指数HIl为7。本专利技术的有益效果：本专利技术提出一种电气设备外壳的寿命评估方法，本专利技术方法采用X射线荧光光谱法，与传统方法相比，采用X射线荧光光谱法来检测电气设备中外壳等金属部件的金属元素含量分析迅速，节省时间，并且可以多种元素同时分析，为快速检测提供了保障。此外，对样品前处理简单，X射线荧光光谱法采用直接测量，简单快捷，不需要消化处理，不产生有毒有害的气体，节省人力物力。X射线荧光光谱法是非破坏性分析，在测定的过程中不会引起被测样品化学状态的改变，试验结果的精密度比较高。附图说明图1为本专利技术具体实施方式中电气设备外壳的寿命评估方法的流程图；图2为本专利技术具体实施方式中X射线荧光光谱法原理图；图3为本专利技术具体实施方式中X射线荧光光谱法的原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术具体实施方式加以详细的说明。一种电气设备外壳的寿命评估方法，如图1所示，包括以下步骤：步骤1：采用X射线荧光光谱法检测电气设备中外壳的金属部件的金属元素。具体实施方式中，采用X射线荧光光谱法，与传统方法相比，采用X射线荧光光谱法来检测电气设备中外壳等金属部件的金属元素含量分析迅速，节省时间，并且可以多种元素同时分析，为快速检测提供了保障。此外，对样品前处理简单，X射线荧光光谱法采用直接测量，简单快捷，不需要消化处理，不产生有毒有害的气体，节省人力物力。X射线荧光光谱法是非破坏性分析，在测定的过程中不会引起被测样品化学状态的改变，试验结果的精密度比较高。目前在许多国家，X射线荧光光谱法已经作为一种常规的分析方法广泛地应用于采矿、冶金、环保、石油等领域。在钢铁工业中，主要有矿山的矿石分析，选矿厂的流程在线分析，金属材料的分类和鉴定，炉前取样分析，镀层厚度和组成分析等应用。国外的学者利用X射线荧光在传送带上对铁矿石组分在线分析，提高了矿石组分管理的可靠性。采用X射线荧光光谱法的系统原理图如图2所示，采用X射线荧光光谱法的原理图如图3所示。具体实施方式中，将X射线荧光光谱法应用到电力设备物资检测的研究上，利用X射线荧光光谱检测技术评估电气保护设备的寿命。为了防止电气设备故障的发生，对电气设备进行检修维护和更新就显得十分必要，但是检修维护和更换时机如果不合适，轻则影响到计划停电和设备的利用率，重则影响电网的安全运行，都进而影响供电可靠性和电力企业的经济效益。确定一个设备维护或更新的最优时间，大范围降低故障率和事故率，从经济角度提升产业的生产效益，就必须对电气设备的状态和寿命做系统性的评估。因此对设备剩余寿命评估的目的就是避免过早地更换未达到剩余寿命限值、仍旧可以安全运行生产的电力设备以节约成本，同时也防止由于未及时维修或更新己经达到剩余寿命极限的电力设备而产生不必要的损失或发生严重事故。本专利技术依据莫塞莱定律，结合X射线荧光的产生原理，从理论分析的角度对金属化合物的荧光作用进行机理研究，分析不同种类金属在不同X射线量下的荧光强弱，建立在X射线下不同金属化合物荧光强弱数据库。主要包括外壳中金属材质的成分及C、Si、Mn、P、S等元素的含量。通过理论基础建立一个X射线荧光光谱测量实验系统，该系统利用不同元素在X射线下具有不同荧光作用的性质来检测电气设备元素成分组成。通过检测可以得到，电气保护设备的元素成分的变化程度，甚至可能发生某些元素的突现与消本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电气设备外壳的寿命评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采用X射线荧光光谱法检测电气设备中外壳的金属部件的金属元素；步骤2：根据电气设备外壳处于寿命终结状态的健康水平指数HIe和电气设备外壳初始健康水平指数HI0，确定电气设备外壳的老化常数B；所述电气设备外壳的老化常数B的计算公式如下所示：

【技术特征摘要】
1.一种电气设备外壳的寿命评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采用X射线荧光光谱法检测电气设备中外壳的金属部件的金属元素；步骤2：根据电气设备外壳处于寿命终结状态的健康水平指数HIe和电气设备外壳初始健康水平指数HI0，确定电气设备外壳的老化常数B；所述电气设备外壳的老化常数B的计算公式如下所示：其中，Texp为电气设备外壳设计运行年限的预期运行年限；步骤3：根据电气设备运行中的负荷和环境对电气设备外壳设计运行年限的预期运行年限进行修正，得到修正后的电气设备外壳预期运行年限T1exp；步骤3.1：根据电气设备变压器运行中所承载的平均负荷与变压器额定容量之比确定电气设备变压器负荷率β；步骤3.2：根据电气设备变压器负荷率β对电气设备进行划分，得到电气设备外壳负荷系数FL；步骤3.3：根据电气设备周围环境恶劣等级，对电气设备环境继续划分，得到电气设备环境系数FE；步骤3.4：根据电气设备外壳负荷系数FL和电气设备环境系数FE对电气设备外壳设计运行年限的预期运行年限进行修正，得到修正后的电气设备外壳预期运行年限T1exp；所述修正后的电气设备外壳预期运行年限T1exp的计算公式如下所示：步骤4：根据修正后的电气设备外壳预期运行年限T1exp计算电气设备老化健康水平指数HI...

【专利技术属性】
技术研发人员：金鑫，王汀，金焱，毛小虎，胡大伟，黄福存，何建营，郎业兴，王南，师政，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，沈阳工业大学，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21