本发明专利技术涉及一种虑及严重高温及脉冲间隔的ZnO阀片性能评估方法及系统，属于ZnO阀片性能评估监测技术领域。依据试验方法，进行考虑严重高温及不同脉冲间隔的ZnO阀片性能评估系统的搭建；依据试验要求，通过评估系统对ZnO阀片冲击脉冲时间间隔和环境温度进行稳定控制；在稳定的试验环境温度下，进行ZnO阀片不同脉冲间隔冲击的试验，测量幅值为U的冲击电压下试验漏电流；通过对ZnO阀片性能评价基准因子的算法优化，得到优化后的ZnO阀片性能评价基准因子，从而得到考虑严重高温和脉冲间隔的ZnO阀片性能评估方法。本发明专利技术能有效模拟ZnO阀片所处环境温度及冲击脉冲间隔变化时对ZnO阀片性能评估的影响，实现了对环境温度和脉冲间隔的精确控制。隔的精确控制。隔的精确控制。
【技术实现步骤摘要】
一种虑及严重高温及脉冲间隔的ZnO阀片性能评估方法及系统
[0001]本专利技术涉及一种虑及严重高温及脉冲间隔的ZnO阀片性能评估方法及系统，属于ZnO阀片性能评估监测
技术介绍
[0002]随着电力网络的不断发展，对电力系统运行可靠性和安全性有着更高的要求，氧化锌避雷器作为输变电工程的核心电气设备，其关系着整个输变电工程的运行可靠性。避雷器的主要作用是释放雷电或者电力系统操作过电压能量，从而保护电力设备不受瞬时过电压的危害，同时也能截断续流。而作为避雷器核心元件的ZnO阀片由于长期持续承受电网运行电压的电压力、雷电过电压和操作过电压的瞬间冲击力，使得ZnO阀片会不断发生老化劣化现象，此外外部高温、高湿、高盐雾等环境因素也会导致ZnO阀片的老化劣化加速，严重时可导致避雷器损坏失效，丧失对电力系统的保护，有时甚至会发生爆炸。因此，对ZnO阀片性能评估具有重要意义。
[0003]对ZnO阀片性能评估通常测量ZnO阀片在额定电压下的试验电流，将所得的试验电流与规程数据进行比较，得出ZnO阀片损坏程度。然而一方面避雷器主要损坏原因来自雷击，而雷击又以多重为主，多重雷击存在一个单重雷击没有的特征就是脉冲间隔，而试验电流法和单重雷击都没能考虑以上的特定情况；另一方面由于避雷器工作环境的恶劣多样，高温环境也会极大影响对ZnO阀片性能的评估结果。同时现如今ZnO阀片的性能评估方面并未考虑多重雷击的脉冲间隔和高温环境对ZnO阀片性能评估结果的影响，因此为了准确的分析ZnO阀片性能情况，迫切的需要一种虑及严重高温及脉冲间隔的ZnO阀片性能评估方法及系统，用以准确评估ZnO阀片的性能情况，以提供电力系统的运行安全。
技术实现思路
[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种虑及严重高温及脉冲间隔的ZnO阀片性能评估方法及系统，用以解决上述问题。
[0005]本专利技术的技术方案是：一种虑及严重高温及脉冲间隔的ZnO阀片性能评估系统，包括智能操作控制主机、双重冲击控制器、冲击脉冲发生器一、冲击脉冲发生器二、接地极一、接地极二、接地极三、接地极四、高压同轴线缆、时延开断器一、时延开断器二、时延开断控制器、开关、冲击试验电极上、冲击试验电极下、冲击漏电流测试仪、试验箱、温度调节装置、温度传感器一、温度传感器二、ZnO阀片试品、上铜板、下铜板、信号传输线、温度分析控制装置、信号处理器。
[0006]所述温度调节装置、温度传感器一和温度传感器二均与温度分析控制装置连接，温度分析控制装置与智能操作控制主机连接。
[0007]所述双重冲击控制器的输入端与智能操作控制主机连接，输出端与冲击脉冲发生器一、冲击脉冲发生器二连接，冲击脉冲发生器一、冲击脉冲发生器二通过高压同轴线缆分别与时延开断器一、时延开断器二的输入端连接，其输出端通过高压同轴线缆与开关连接，
开关与冲击试验电极上连接，冲击试验电极上与上铜板连接，冲击试验电极下与下铜板连接。
[0008]所述ZnO阀片试品放置在上铜板和下铜板之间，冲击漏电流测试仪套在冲击试验电极下上，并通过信号传输线与信号处理器相连，信号处理器与智能操作控制主机连接。
[0009]所述时延开断器一、时延开断器二信号端与时延开断控制器连接，时延开断控制器与智能操作控制主机连接。
[0010]所述接地极一与冲击脉冲发生器一连接，接地极二与冲击脉冲发生器二连接，接地极三与冲击试验电极下的下端连接，接地极四与试验箱外壳连接。
[0011]所述的开关、冲击试验电极上、冲击试验电极下、冲击漏电流测试仪、温度调节装置、温度传感器一、温度传感器二、ZnO阀片试品、上铜板、下铜板、接地极三放置在试验箱中。
[0012]本系统结构设置考虑并实现ZnO阀片试验环境温度以及多重雷击脉冲时间间隔的控制，并测量在不同脉冲时间间隔和不同环境温度下ZnO阀片的漏电流数据，能有效模拟ZnO阀片在实际雷击和环境温度下的情况。时延开断控制器能够实现对脉冲间隔的精准控制，温度调节装置能够实现对环境温度的精确控制，有利于提高ZnO阀片性能评估试验的准确性以及分析脉冲间隔和湿环境温度与漏电流之间的关联性。
[0013]一种虑及严重高温及脉冲间隔的ZnO阀片性能评估系统进行性能评估的方法，具体步骤为：
[0014]Step1：设置试验箱内环境温度为T，模拟氧化锌阀片高温环境：打开温度调节装置，改变试验箱内的环境温度，通过温度传感器一、温度传感器二测量试验箱内环境温度达到设置温度T后，准备n片初始电参数相同的ZnO阀片试品，闭合开关，通过智能操作控制主机对双重冲击控制器发出信号使冲击脉冲发生器一和冲击脉冲发生器二产生波形8/20us幅值为I0的脉冲波，通过时延开断控制器控制时延开断器一、时延开断器二的开断，产生脉冲间隔为t的双重脉冲冲击电流波，然后通过冲击脉冲发生器一产生幅值为U的冲击电压，利用冲击漏电流测试仪将冲击后测到的漏电流数据Qr经过信号处理器传输到智能操作控制主机中，断开开关，每进行一次冲击更换新的ZnO阀片试品，重复上述步骤n次，脉冲间隔也从增加t1到t
n
。
[0015]Step2：定义严重高温环境：65℃<T≤100℃，其中T为环境温度，从T＝65℃开始，每间隔T0取一个温度，并重复进行Step1，使用冲击漏电流测试仪测得每个温度下不同脉冲间隔的漏电流数据I实测值，共m组试验数据。
[0016]Step3：根据试验电流波幅值I0，试验环境温度T，及试验样品尺寸得到考虑严重高温及不同脉冲时间间隔的ZnO阀片性能评价基准因子Q：
[0017][0018]式(1)中，ε为介电常数，d为ZnO阀片的直径，I0为试验电流波幅值，k为氧化锌阀片接触修正系数，h为ZnO阀片厚度，T为试验环境温度，t为脉冲时间间隔，p为误差系数，y为积分变量,Q为ZnO阀片性能评价基准因子。
[0019]Step4：采用优化算法对公式(1)进行优化建模，得出使误差最小的p0值。
[0020]所述Step4具体为：
[0021]Step4.1：随机生成初始解δ，计算目标函数f(δ)：
[0022][0023]式(2)中f(δ)表示目标函数，Q
k
为第k次试验的ZnO阀片性能评价基准因子，Qr
k
为第k次试验的ZnO阀片漏电流实测值，m为试验总次数。
[0024]Step4.2：产生扰动新解δ'，计算目标函数Δf＝f(δ)
‑
f(δ')。若Δf≥0，则接受新解，否则，按概率接受准则获得新解。
[0025]Step4.3：判断是否达到迭代次数，若达到转Step4.4，否则，转Step4.2。
[0026]Step4.4：判断是否满足终止条件，若满足则运算结束，输出最优解，否则重置迭代次数转Step4.2。
[0027]Step5：将Step4中得出的p0代入公式(1)得到优化后的ZnO阀片性能评价基准因子计算公式：
[0028][0029]Step6：本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种虑及严重高温及脉冲间隔的ZnO阀片性能评估系统，其特征在于：包括智能操作控制主机(1)、双重冲击控制器(2)、冲击脉冲发生器一(3a)、冲击脉冲发生器二(3b)、接地极一(4a)、接地极二(4b)、接地极三(4c)、接地极四(4d)、高压同轴线缆(5)、时延开断器一(6a)、时延开断器二(6b)、时延开断控制器(7)、开关(8)、冲击试验电极上(9a)、冲击试验电极下(9b)、冲击漏电流测试仪(10)、试验箱(11)、温度调节装置(12)、温度传感器一(13a)、温度传感器二(13b)、ZnO阀片试品(14)、上铜板(15a)、下铜板(15b)、信号传输线(16)、温度分析控制装置(17)、信号处理器(18)；所述温度调节装置(12)、温度传感器一(13a)和温度传感器二(13b)均与温度分析控制装置(17)连接，温度分析控制装置(17)与智能操作控制主机(1)连接；所述双重冲击控制器(2)的输入端与智能操作控制主机(1)连接，输出端与冲击脉冲发生器一(3a)、冲击脉冲发生器二(3b)连接，冲击脉冲发生器一(3a)、冲击脉冲发生器二(3b)通过高压同轴线缆(5)分别与时延开断器一(6a)、时延开断器二(6b)的输入端连接，其输出端通过高压同轴线缆(5)与开关(8)连接，开关(8)与冲击试验电极上(9a)连接，冲击试验电极上(9a)与上铜板(15a)连接，冲击试验电极下(9b)与下铜板(15b)连接；所述ZnO阀片试品(14)放置在上铜板(15a)和下铜板(15b)之间，冲击漏电流测试仪(10)套在冲击试验电极下(9b)上，并通过信号传输线(16)与信号处理器(18)相连，信号处理器(18)与智能操作控制主机(1)连接；所述时延开断器一(6a)、时延开断器二(6b)信号端与时延开断控制器(7)连接，时延开断控制器(7)与智能操作控制主机(1)连接；所述接地极一(4a)与冲击脉冲发生器一(3a)连接，接地极二(4b)与冲击脉冲发生器二(3b)连接，接地极三(4c)与冲击试验电极下(9b)的下端连接，接地极四(4d)与试验箱(11)外壳连接；所述的开关(8)、冲击试验电极上(9a)、冲击试验电极下(9b)、冲击漏电流测试仪(10)、温度调节装置(12)、温度传感器一(13a)、温度传感器二(13b)、ZnO阀片试品(14)、上铜板(15a)、下铜板(15b)、接地极三(4c)放置在试验箱(11)中。2.权1所述的虑及严重高温及脉冲间隔的ZnO阀片性能评估系统进行性能评估的方法，其特征在于，具体步骤为：Step1：设置试验箱(11)内环境温度为T，模拟氧化锌阀片高温环境：打开温度调节装置(12)，改变试验箱(8)内的环境温度，通过温度传感器一(13a)、温度传感器二(13b)测量试验箱(11)内环境温度达到设置温...
【专利技术属性】
技术研发人员：马御棠，束洪春，曹璞璘，周利军，王东阳，周仿荣，朱梦梦，董俊，韩一鸣，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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