基于加速退化试验的电流传感器寿命预测方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种基于加速退化试验的电流传感器寿命预测方法，并公开了具有基于加速退化试验的电流传感器寿命预测方法的系统和存储介质，其中基于加速退化试验的电流传感器寿命预测方法通过定义不同应力下加速因子的通用表达式，且在相关性的基础上引入耦合项，使得最终的拟合表达式更加合理和准确，老化规律更贴合实际，同时填补了磁场干扰的老化加速模型尚无研究的空白。模型尚无研究的空白。模型尚无研究的空白。

【技术实现步骤摘要】
基于加速退化试验的电流传感器寿命预测方法、系统及介质


[0001]本专利技术涉及电流计量领域，特别涉及一种基于加速退化试验的电流传感器寿命预测方法及系统。

技术介绍

[0002]电流传感器广泛应用于电力系统中，是智能电网中不可或缺的重要组成部分。为避免电流传感器因老化而失效后引起智能电网故障，研究电流传感器在复杂工况下的老化规律，并开展寿命预测，有益于其稳定可靠运行，从而更好地服务于电力系统。
[0003]在实际工况下，电流传感器寿命较长，难以获取完整运行数据；为根据实际工况预测电流传感器的剩余寿命，需借助于加速老化试验，获取电流传感器在不同应力下的性能退化轨迹，并且根据应力的变化建立性能与应力的变化趋势，从而模拟出电流传感器的剩余寿命。传统的加速退化试验多侧重于单应力，难以反映实际情况；而对于考虑多应力的研究，则过多依赖于已有经验模型，准确性有待考证，且对于不同应力之间的耦合，存在着考虑不周或模型过于简单或复杂的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种基于加速退化试验的电流传感器寿命预测方法，能够提供一种考虑多种应力条件下的耦合加速老化机理，为传感器的寿命预测提供基础，有助于智能电网的快速建设。
[0005]本专利技术还提出一种具有上述一种基于加速退化试验的电流传感器寿命预测方法的系统。
[0006]根据本专利技术的第一方面实施例的基于加速退化试验的电流传感器寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
>[0007]收集电流传感器的实际运行数据；
[0008]依据所述实际运行数据确定各目标应力对应的参考应力、电流传感器的性能退化指标和失效判断阈值，在各目标应力下对电流传感器开展加速退化实现，得到各目标应力下的试验数据；其中，各目标应力包括单应力、双应力和三应力；
[0009]选择单应力下的试验数据，采用第一表达式进行拟合，得到单应力下老化规律；
[0010]选择双应力下的试验数据，并基于所述单应力下老化规律，采用第二表达式进行拟合，得到双应力下老化规律；
[0011]选择三应力下的试验数据，并基于所述双应力下老化规律，采用第三表达式进行拟合，得到三应力下老化规律；
[0012]基于所述三应力下老化规律对电流传感器进行寿命预测。
[0013]根据本专利技术实施例的基于加速退化试验的电流传感器寿命预测方法，至少具有如下有益效果：
[0014]本方法给出了磁场干扰下的加速老化模型，填补了之前研究的空白；同时通过选
择具有代表性的表达式项，避免了冗余运算，提高了运行效率；而且还能够通过相关性的判别去除传统方法中无关项和负面项的影响。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，参考应力包括参考温度、参考湿度和参考磁感应强度，所述依据所述实际运行数据确定各目标应力对应的参考应力，包括：
[0016]依据所述实际运行数据设定各目标应力对应的参考温度为T0，参考湿度为H0，参考磁感应强度为B0。
[0017]根据本专利技术的一些实施例，在各参考应力下开对电流传感器开展加速退化实现，得到各参考应力下的试验数据，包括：
[0018]从多个目标电流传感器中选择部分电流传感器作为第一目标电流传感器，在单应力及所述失效判断阈值的条件下，对各第一目标电流传感器开展步进试验，以确定电流传感器的近似失效边界；
[0019]将多个目标电流传感器中除第一目标电流传感器的电流传感器作为第二目标电流传感器，在不超过所述近似失效边界的前提下，分别在单应力下、双应力下和三应力下对各第二目标电流传感器进行恒定应力下的加速老化试验，记录单应力下、双应力下和三应力下对应的加速应力，观察时刻及不同观察时刻下的各性能退化指标的性能退化指标值，直至第二目标电流传感器达到近似失效边界；
[0020]根据所记录的各加速应力、各观察时刻及各观察时刻下的各性能退化指标的性能退化指标值，拟合出各加速应力所对应的性能退化指标值与观察时刻的函数关系，根据各加速应力所对应的性能退化指标值与观察时刻的函数关系，推断各加速应力所对应性能退化指标值等于失效判断阈值时的时刻，并将各加速应力所对应的性能退化指标值等于失效判断阈值时的时刻作为相应加速应力的伪失效寿命，且将各加速应力所对应的伪失效寿命作为与相应加速应力对应的参考应力下的试验数据。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，多个目标电流传感器的确定，包括：
[0022]将未使用过的多个电流传感器做为候选电流传感器，将候选电流传感器放置在室温下，对候选电流传感器的特性进行标定，根据标定结果从多个候选电流传感器中筛选运行状态良好的候选电流传感器作为目标电流传感器。
[0023]根据本专利技术的一些实施例，所述选择单应力下的试验数据，采用第一表达式进行拟合，得到单应力下老化规律的步骤，具体包括：
[0024]定义第一表达式；
[0025]将所述第一表达式进行处理并进行拟合，从而获得单应力下的加速老化模型；
[0026]利用不同种类的单应力对应的参考应力对单应力下的加速老化模型进行计算，得到不同种类的单应力对应的参考应力下的伪失效寿命；
[0027]根据不同种类的单应力对应的参考应力下的伪失效寿命，计算出在单应力条件下，加速应力相对于参考应力的加速因子。
[0028]根据本专利技术的一些实施例，所述第一表达式为：
[0029][0030]其中，S代表温度、湿度或磁感应强度；a、b、c为待定系数；R
S
(S)为单应力下的反应速率。
[0031]根据本专利技术的一些实施例，所述选择双应力下的试验数据，并基于所述单应力下
老化规律，采用第二表达式进行拟合，得到双应力下老化规律的步骤，具体包括：
[0032]定义第二表达式；
[0033]对所述第二表达式进行拆解；
[0034]将所述第二表达式拆解出来的公式分别进行对数化处理得到线性化的公式；
[0035]对双应力下的试验数据进行拟合，利用拟合后的双应力下的试验数据对线性化的公式中的各系数求解，并进一步推导得到其中的主系数进行求解，得到各主系数的第一值，将各主系数的第一值作为第一主系数组；
[0036]将求解出的所述各主系数的第一值带入第二表达式，并利用带有求解出的所述第一系数组的第二表达式对双应力下的试验数据进行拟合得到二次拟合结果，并以对第二表达式中的各主系数进行调整，得到各主系数的第二值，将各主系数的第二值作为第二主系数组；
[0037]基于二次拟合结果计算双应力加速试验所施加的相同应力及水平下的理论加速因子；
[0038]采用向量夹角的余弦值计算实际理论因子向量和理论加速因子之间的相关性q0；
[0039]依据所述第一主系数组、第二主系数组、第二表达式、所述实际理论因子向量和理论加速因子之间的相关性q0，求解出双应力下的加速老化模型；
[0040]利用不同组的双应力对应的参考应力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于加速退化试验的电流传感器寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：收集电流传感器的实际运行数据；依据所述实际运行数据确定各目标应力对应的参考应力、电流传感器的性能退化指标和失效判断阈值，在各目标应力下对电流传感器开展加速退化实现，得到各目标应力下的试验数据，其中，各目标应力包括单应力、双应力和三应力；选择单应力下的试验数据，采用第一表达式进行拟合，得到单应力下老化规律；选择双应力下的试验数据，并基于所述单应力下老化规律，采用第二表达式进行拟合，得到双应力下老化规律；选择三应力下的试验数据，并基于所述双应力下老化规律，采用第三表达式进行拟合，得到三应力下老化规律；基于所述三应力下老化规律对电流传感器进行寿命预测。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，参考应力包括参考温度、参考湿度和参考磁感应强度，所述依据所述实际运行数据确定各目标应力对应的参考应力，具体包括：依据所述实际运行数据设定各目标应力对应的参考温度为T0，参考湿度为H0，参考磁感应强度为B0。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在各参考应力下开对电流传感器开展加速退化实现，得到各参考应力下的试验数据，包括：从多个目标电流传感器中选择部分电流传感器作为第一目标电流传感器，在单应力及所述失效判断阈值的条件下，对各第一目标电流传感器开展步进试验，以确定电流传感器的近似失效边界；将多个目标电流传感器中除第一目标电流传感器的电流传感器作为第二目标电流传感器，在不超过所述近似失效边界的前提下，分别在单应力下、双应力下和三应力下对各第二目标电流传感器进行恒定应力下的加速老化试验，记录单应力下、双应力下和三应力下对应的加速应力，观察时刻及不同观察时刻下的各性能退化指标的性能退化指标值，直至第二目标电流传感器达到近似失效边界；根据所记录的各加速应力、各观察时刻及各观察时刻下的各性能退化指标的性能退化指标值，拟合出各加速应力所对应的性能退化指标值与观察时刻的函数关系，根据各加速应力所对应的性能退化指标值与观察时刻的函数关系，推断各加速应力所对应性能退化指标值等于失效判断阈值时的时刻，并将各加速应力所对应的性能退化指标值等于失效判断阈值时的时刻作为相应加速应力的伪失效寿命，且将各加速应力所对应的伪失效寿命作为与相应加速应力对应的参考应力下的试验数据。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，多个目标电流传感器的确定，包括：将未使用过的多个电流传感器做为候选电流传感器，将候选电流传感器放置在室温下，对候选电流传感器的特性进行标定，根据标定结果从多个候选电流传感器中筛选运行状态良好的候选电流传感器作为目标电流传感器。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述选择单应力下的试验数据，采用第一表达式进行拟合，得到单应力下老化规律的步骤，具体包括：定义第一表达式；将所述第一表达式进行处理，并利用单应力下的试验数据对处理后的所述第一表达式
进行拟合，获得单应力下的加速老化模型；利用不同种类的单应力对应的参考应力对单应力下的加速老化模型进行计算，得到不同种类的单应力对应的参考应力下的伪失效寿命；根据不同种类的单应力对应的参考应力下的伪失效寿命，计算出在单应力条件下，加速应力相对于参考应力的加速因子。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一表达式为：其中，S代表温度、湿度或磁感应强度；a、b、c为待定系数；R
S
(S)为单应力下的反应速率。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述选择双应力下的试验数据，并基于所述单应力下老化规律，采用第二表达式进行拟合，得到双应力下老化规律的步骤，具体包括：定义第二表达式；对所述第二表达式进行拆解；将所述第二表达式拆解出来的公式分别进行对数化处理得到线性化的公式；对双应力下的试验数据进行拟合，利用拟合后的双应力下的试验数据对线性化的公式中的系数求解，并进一步推导得到其中的主系数，得到各主系数的第一值，将各主系数的第一值作为第一主系数组；将求解出的系数带入第二表达式，并利用带有求解出的所述第一系数组的第二表达式对双应力下的试验数据进行拟合得到二次拟合结果，并对第二表达式中的各主系数进行调整，得到各主系数的第二值，将各主系数的第二值作为第二主系数组；基于二次拟合结果计算双应力加速试验所施加的相同应力及水平下的理论加速因子；采用向量夹角的余弦值计算实际理论因子向量和理论加速因子之间的相关性q0；依据所述第一主系数组、第二主系数组、第二表达式、所述实际理论因子向量和理论加速因子之间的相关性q0，求解出双应力下的加速老化模型；利用不同组的双应力对应的参考应力对双应力下的加速老化模型进行计算，得到不同组的双应力对应的参考应力下的伪失效寿命；根据不同组的双应力对应的参考应力下的伪失效寿命，计算双应力条件下，加速应力相对于参考应力的加速因子。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述依据所述第一主系数组、第二主系数组、第二表达式、所述实际理论因子向量和理论加速因子之间的相关性q0，求解出双应力下的加速老...

【专利技术属性】
技术研发人员：周峰，李文婷，龙兆芝，刁赢龙，殷小东，刘少波，雷民，范佳威，胡康敏，李永福，杨宁，刘毅，杨春燕，李明，涂琛，宗贤伟，陈亮，余也凤，
申请(专利权)人：国家高电压计量站国网重庆市电力公司电力科学研究院华中科技大学国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：