一种计及风速及光照因素的避雷器老化状态评估方法技术

一种计及风速及光照因素的避雷器老化状态评估方法，其特征在于，首先搭建一种计及风速及光照因素的避雷器老化状态评估试验平台，其评估步骤为：将避雷器置于试验箱中，通过改变试验箱中的风速和光照强度，并施加工况电压对实际运行的避雷器所处环境进行模拟，再对氧化锌避雷器在不同风速、光照强度下的电流值进行测量，得出并优化适用于不同风速和光照因素下的电流基准值计算式，以电流基准值计算避雷器老化状态评估因子，最后对避雷器的老化性能进行评估。本发明专利技术的有益效果在于提供了计及风速及光照因素的避雷器老化性能评估方法，并搭建了试验平台，选择符合实际的风速及光照强度进行分析，通过计算避雷器的老化状态评估参考值即可完成判定，为线路的正常运行提供帮助。为线路的正常运行提供帮助。为线路的正常运行提供帮助。

【技术实现步骤摘要】
一种计及风速及光照因素的避雷器老化状态评估方法


[0001]本专利技术属于电力系统氧化锌避雷器性能评估
，特别是一种计及风速及光照因素的避雷器老化状态评估方法。

技术介绍

[0002]氧化锌避雷器是电力系统过电压防护设施的重要组成部分，在输电线路、变电站内都被广泛应用。避雷器具有优异的非线性伏安特性，能够限制流经线缆或设备的电压幅值，保护设备绝缘，整个电力系统的安全稳定运行都与避雷器的性能息息相关。由于输电线路和变电站往往处于人烟稀少、环境较为恶劣的地区，避雷器难免会受风吹日晒等影响而老化从而影响其性能，由于避雷器在电力系统防护的重要性，避雷器的性能下降实质上就是对电力系统安全运行的威胁。因此，研究一套计及风速及光照因素的避雷器老化状态评估方法具有重要意义。
[0003]目前而言缺少考虑风速及光照因素的避雷器老化状态评估方法的研究。本专利技术借助避雷器老化特性评估平台，考虑氧化锌避雷器的电流基准值，计算氧化锌避雷器的特性评估因子，为氧化锌避雷器的性能评估提供一定参考。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种计及风速及光照因素的避雷器老化状态评估方法。
[0005]实现本专利技术目的的技术方案如下：
[0006]一种计及风速及光照因素的避雷器老化状态评估试验平台，所述平台包括：
[0007]试验箱、氧化锌避雷器试品、工作电压发生装置、工作电压控制台、同轴电缆、开关、取流装置、电流传感器、电流数据处理单元、主机、光照控制台、光照数据处理单元、光照模拟装置、风速控制台、风速数据处理单元、风扇、接地装置；
[0008]所述试验箱包含了光照模拟装置、风扇，所述氧化锌避雷器试品置于试验箱中，氧化锌避雷器试品的一端与开关相连，另一端经取流装置与接地装置相连；
[0009]所述工作电压发生装置的触发口与工作电压控制台相连，工作电压控制台的另一端与主机相连，工作电压发生装置的输出端经过同轴电缆与开关相连，工作电压发生装置的接地端与接地装置相连；
[0010]所述光照模拟装置经光照数据处理单元和光照控制台与主机相连，所述风扇经风速数据处理单元和风速控制台与主机相连，所述取流装置经电流传感器和电流数据处理单元与主机相连；
[0011]上述实验平台的实验方法，包括以下步骤：
[0012]S1：模拟避雷器的工作情况，具体步骤为：通过主机操纵工作电压控制台，启动工作电压发生装置，向氧化锌避雷器试品输出工作电压，此时电流传感器会检测得到流经氧化锌避雷器试品的电流I，并将捕捉的电流信号传输至电流数据处理单元，电流数据处理单元会将得出测量数据及对应时间发送至主机中；
[0013]S2：模拟不同光照强度下通过氧化锌避雷器试品的电流，具体步骤为：准备若干同一型号的全新氧化锌避雷器试品，固定风速条件为0m
·
s
‑1，通过操控光照控制台将试验箱中的光照强度I
DN
从A1 W
·
m
‑2调至A2 W
·
m
‑2，每间隔ΔAW
·
m
‑2便更换一支全新避雷器试品，并测量此时流过过氧化锌避雷器试品的电流I
i
，同时光照数据处理单元将光照强度数据和对应时间发送至主机中，不断重复以上步骤，得到风速无影响时不同光照强度下流经避雷器的电流I；
[0014]S3：模拟不同风速条件下通过氧化锌避雷器试品的电流，具体步骤为：准备若干同一型号的全新氧化锌避雷器试品，固定光照强度为0W
·
m
‑2，通过操作风速控制台将试验箱中的风速v从B1 m
·
s
‑1调至B2 m
·
s
‑1，每间隔ΔB m
·
s
‑1便更换一支全新避雷器试品，并测量此时流过氧化锌避雷器试品的电流I
i
，同时光照数据处理单元将光照强度数据和对应时间发送至主机中，不断重复以上步骤，得到光照无影响时不同风速下流经避雷器的电流I；
[0015]S4：对待评估的避雷器试品进行n次试验，通过以下式子计算不同风速v、不同光照条件I
DN
下氧化锌避雷器的电流基准值I
B
：
[0016][0017]式(1)中，I
B
是试品的电流基准值，v为风速，I
DN
为光照强度，x为误差系数，y为积分变量。
[0018]S5：采取粒子群优化算法对电流基准值公式进行建模，计算出使误差最小的x0值，具体步骤如下：
[0019]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；
[0020]2)按照式(2)计算群体最优位置：
[0021][0022]式中，f(x)表示目标函数，n为测试组数，I
Bi
为第i次试验对应计算所得的电流基准值，I
Ri
为第i次试验测量所得的电流实际值；
[0023]3)更新每个粒子的位置和速度；
[0024]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；
[0025]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；
[0026]6)根据优化得出最优值x0代入以下公式(3)，得到优化后的计算电流基准值理论公式：
[0027][0028]S6:考虑优化后的电流基准值I
B
，计算及风速及光照因素的避雷器老化状态评估因子α：
[0029][0030]S7：基于上述步骤得到的避雷器老化状态评估因子α进行评估，当α∈(0，0.75]时，
认为氧化锌避雷器性能合格，可以正常服役；当α∈(0.75，1]时，说明避雷器老化达到一定程度，需要关注；当α∈(1，+∞)时，表明氧化锌避雷器性能已大幅降低，应尽快换新。
[0031]本专利技术的有益效果在于：
[0032](1)通过搭建一种计及风速及光照因素的避雷器老化状态评估试验平台，模拟避雷器在输电线路和变电站等环境实际工作的情况；
[0033](2)能够方便快速计算氧化锌避雷器的老化特性参考值并进行评估；
[0034](3)试验装置操作简洁，安全稳定，且易于迁移至其他领域，具有普适性。
附图说明
[0035]图1是本专利技术的总体结构示意图；
具体实施方式
[0036]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进一步说明。一种计及风速及光照因素的避雷器老化状态评估方法具体实施方式包括以下步骤：
[0037]如图1所示，一种计及风速及光照因素的避雷器老化状态评估试验平台包括：
[0038]试验箱(1)、氧化锌避雷器试品(2)、工作电压发生装置(3)、工作电压控制台(4)、同轴电缆(5)、开关(6)、取流装置(7)、电流传感器(8)、电流数据处理单元(9)、主机(10)、光照控制台(11)、光照数据处理单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计及风速及光照因素的避雷器老化状态评估方法，其特征在于，首先搭建了一种计及风速及光照因素的避雷器老化状态评估试验平台，平台包括：试验箱(1)、氧化锌避雷器试品(2)、工作电压发生装置(3)、工作电压控制台(4)、同轴电缆(5)、开关(6)、取流装置(7)、电流传感器(8)、电流数据处理单元(9)、主机(10)、光照控制台(11)、光照数据处理单元(12)、光照模拟装置(13)、风速控制台(14)、风速数据处理单元(15)、风扇(16)、接地装置(17)；所述试验箱(1)包含了光照模拟装置(13)、风扇(16)，所述氧化锌避雷器试品(2)置于试验箱(1)中，氧化锌避雷器试品(2)的一端与开关(6)相连，另一端经取流装置(7)与接地装置(17)相连；所述工作电压发生装置(3)的触发口与工作电压控制台(4)相连，工作电压控制台(4)的另一端与主机(10)相连，工作电压发生装置(3)的输出端经过同轴电缆(5)与开关(6)相连，工作电压发生装置(3)的接地端与接地装置(17)相连；所述光照模拟装置(13)经光照数据处理单元(12)和光照控制台(11)与主机(10)相连，所述风扇(16)经风速数据处理单元(15)和风速控制台(14)与主机(10)相连，所述取流装置(7)经电流传感器(8)和电流数据处理单元(9)与主机(10)相连；上述实验平台的实验方法，包括以下步骤：S1：模拟避雷器的工作情况，具体步骤为：通过主机(10)操纵工作电压控制台(4)，启动工作电压发生装置(3)，向氧化锌避雷器试品(2)输出工作电压，此时电流传感器(8)会检测得到流经氧化锌避雷器试品(2)的电流I，并将捕捉的电流信号传输至电流数据处理单元(9)，电流数据处理单元(9)会将得出测量数据及对应时间发送至主机(10)中；S2：模拟不同光照强度下通过氧化锌避雷器试品(2)的电流，具体步骤为：准备若干同一型号的全新氧化锌避雷器试品(2)，固定风速条件为0m
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s
‑1，通过操控光照控制台(11)将试验箱(1)中的光照强度I
DN
从A1W
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m
‑2调至A2W
·
m
‑2，每间隔ΔAW
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m
‑2便更换一支全新避雷器试品，并测量此时流过过氧化锌避雷器试品(2)的电流I
i
，同时光照数据处理单元(12)将光照强...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东阳，林智聪，杨佳伟，俞剑飞，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：