CN112395772B - 一种用于断路器剩余电寿命的评估方法、终端及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于断路器剩余电寿命的评估方法、终端及系统，该方法包括：采集目标断路器每次开断断流后的气体组分检测数据，所述气体组分检测数据包括SO2、CF4、CS2三种气体的组分的体积分数；根据断路器的气量对SO2、CF4、CS2三种气体的体积分数进行归一化处理；重复上述两个步骤至少三次后则进入下述步骤，根据被测试断路器的规格型号选择所对应的断路器开断性能数据库，并用被归一化处理后目标断路器的气体中SO2、CF4、CS2的体积分数与数据库中对应型号的断路器的数据、气体成分含量与开断次数的曲线图进行分析比对；根据分析对比结果来判断出目标断路器的剩余电寿命。本发明判断依据全面，能够对断路器的剩余电寿命作出精确的判断。
Description
技术领域
本发明涉及产品检测技术领域，具体涉及一种用于断路器剩余电寿命的评估方法、终端及系统。
背景技术
高压SF6断路器的中的气体的组分情况是影响断路器开断性能的主要因素之一，因此监测SF6断路器的中的气体的组分演化发展趋势时预测断路器是否还具备短路电流开断能力、或者其开断性能强弱的关键因素。
随着电网资源配置能力不断提升，这对输电线路上的断路器的开断可靠性提出了更高的要求。输电线路发生短路后，需要断路器在最短时间内开断短路电流，切除故障。我国目前232kV及以上电压等级的断路器主要是SF6断路器。在短路电流的开断过程中，断路器内的SF6气体会分解，产生SO2、CF4、CS2等新的化学物质。在多次开断、形成的累积效应后，需要对SF6断路器的剩余电寿命进行评估，以确定是否应进行检修。现有的测试方法，其基本原理是对根据断路器内CF4气体的含量是否达到检修预警阈值，来判断灭弧室喷口的烧蚀状态等，进而判断断路器是否需要进行检修。现有技术是对根据断路器内CF4气体的含量是否达到检修预警阈值，来判断灭弧室喷口的烧蚀状态，进而判断断路器是否需要进行检修。仅从CF4气体含量值来判断，依据较为单一，且无法反映断路器全寿命周期内的变化趋势，更无法对断路器的剩余电寿命作出精确的判断。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于断路器剩余电寿命的评估方法、终端及系统，以对断路器的剩余电寿命作出精确的判断。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
第一方面，本发明实施例提供了一种用于断路器剩余电寿命的评估方法，包括：
数据采集步骤：采集目标断路器每次开断断流后的气体组分检测数据，所述气体组分检测数据包括SO2、CF4、CS2三种气体的组分的体积分数；
归一化处理步骤：根据断路器的气量对SO2、CF4、CS2三种气体的体积分数进行归一化处理；
重复上述两个步骤至少三次后则进入下述的数据分析比对步骤；
数据比对分析步骤：根据被测试断路器的规格型号选择所对应的断路器开断性能数据库，并用被归一化处理后目标断路器的气体中SO2、CF4、CS2的体积分数与数据库中对应型号的断路器的数据、气体成分含量与开断次数的曲线图进行分析比对；
剩余电寿命判断步骤：根据分析对比结果来判断出目标断路器的剩余电寿命。
进一步地，所述断路器开断性能数据库为各个类型断路器全寿命周期内气体成分变化趋势数据库，数据库中的数据来源于各个类型断路器电寿命试验中对气体成分的监测；其中灭弧室类型、开断电流大小、燃弧时间等数据涵盖各个电压等级的断路器，并形成不同类型断路器气体成分含量与开断次数的曲线图。
进一步地，所述根据分析对比结果来判断出目标断路器的剩余电寿命包括：
所测量得到的SO2、CF4、CS2的体积分数与各自曲线图对比后，如果得到的剩余电寿命次数不相等，则认为三者中剩余电寿命次数最小值该目标断路器的剩余电寿命。
第二方面，本发明实施例提供了一种用于断路器剩余电寿命的评估系统，包括：
数据采集模块，用于采集目标断路器每次开断断流后的气体组分检测数据，所述气体组分检测数据包括SO2、CF4、CS2三种气体的组分的体积分数；
归一化处理模块，用于根据断路器的气量对SO2、CF4、CS2三种气体的体积分数进行归一化处理；
数据比对分析模块，用于根据被测试断路器的规格型号选择所对应的断路器开断性能数据库，并用被归一化处理后目标断路器的气体中SO2、CF4、CS2的体积分数与数据库中对应型号的断路器的数据、气体成分含量与开断次数的曲线图进行分析比对；
剩余电寿命判断模块，用于根据分析对比结果来判断出目标断路器的剩余电寿命；
所述数据采集模块和归一化处理模块至少重复运行三次后才触发启动数据比对分析模块。
第三方面，本发明实施例提供了一种用于断路器剩余电寿命的评估终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一所述方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一所述方法的步骤。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明是针对利用短路开断试验数据，对各类高压SF6断路器进行数据积累，形成数据库，编制断路器电压等级、灭弧室类型、开断电流大小、燃弧时间与SF6气体组分变化关系曲线。通过检测得到的气体组成与数据库中数据的对应关系，判断断路器开断性能强弱，进而评估其剩余电寿命情况。
本发明判断依据全面，可以反映断路器全寿命周期内的变化趋势，并能够对断路器的剩余电寿命作出精确的判断。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的用于断路器剩余电寿命的评估方法的流程图；
图2为本发明实施例2提供的用于断路器剩余电寿命的评估系统的组成示意图；
图3为本发明实施例3提供的用于断路器剩余电寿命的评估终端的组成示意图；
图4为CS2含量的变化趋势图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1：
本方法是针对利用短路开断试验数据，对各类高压SF6断路器进行数据积累，形成数据库，编制断路器电压等级、灭弧室类型、开断电流大小、燃弧时间与SF6气体组分变化关系曲线。通过检测得到的气体组成与数据库中数据的对应关系，判断断路器开断性能强弱，进而评估其剩余电寿命情况。具体地，参阅图1所示，本实施例提供的用于断路器剩余电寿命的评估方法包括如下步骤：
第一步，建立各个类型断路器全寿命周期内气体成分变化趋势数据库，数据库中的数据来源于各个类型断路器电寿命试验中对气体成分的监测。其中灭弧室类型、开断电流大小、燃弧时间等数据涵盖各个电压等级的断路器，并形成不同类型断路器气体成分含量与开断次数的曲线图。
第二步，利用气体成分检测装置对断路器中气体组分进行检测，检测结果主要为SO2、CF4、CS2三种气体的组分的体积分数，并根据断路器的气量对这三种气体的体积分数进行归一化处理。目标断路器的数据采集至少进行3次后可进行下一步的数据分析比对。
第三步、根据被测试断路器的规格型号选择所对应的断路器开断性能数据库，并用被归一化处理后目标断路器的气体中SO2、CF4、CS2的体积分数与数据库中对应型号的断路器的数据、气体成分含量与开断次数的曲线图进行分析比对，如图4所示。
第四步，用第三步的分析比对的结果，判断目标断路器的剩余电寿命。具体的评价方法为多组分组合判定法。所测量得到的SO2、CF4、CS2的体积分数与各自曲线图对比后，如果得到的剩余电寿命次数不相等，则认为三者中剩余电寿命次数最小值该目标断路器的剩余电寿命，比如图1所示，若三者判断剩余电寿命均为m，则目标断路器剩余电寿命为m,如果三者判断剩余电寿命结果为x,y,z(x＞y＞z)，则目标断路器剩余电寿命为z。
由此可见，本方法是针对利用短路开断试验数据，对各类高压SF6断路器进行数据积累，形成数据库，编制断路器电压等级、灭弧室类型、开断电流大小、燃弧时间与SF6气体组分变化关系曲线。通过检测得到的气体组成与数据库中数据的对应关系，判断断路器开断性能强弱，进而评估其剩余电寿命情况。
本方法判断依据全面，可以反映断路器全寿命周期内的变化趋势，并能够对断路器的剩余电寿命作出精确的判断。
实施例2：
参阅图2所示，本实施例提供用于断路器剩余电寿命的评估系统主要包括：
数据采集模块21，用于采集目标断路器每次开断断流后的气体组分检测数据，所述气体组分检测数据包括SO2、CF4、CS2三种气体的组分的体积分数；
归一化处理模块22，用于根据断路器的气量对SO2、CF4、CS2三种气体的体积分数进行归一化处理；
数据比对分析模块23，用于根据被测试断路器的规格型号选择所对应的断路器开断性能数据库，并用被归一化处理后目标断路器的气体中SO2、CF4、CS2的体积分数与数据库中对应型号的断路器的数据、气体成分含量与开断次数的曲线图进行分析比对；
剩余电寿命判断模块24，用于根据分析对比结果来判断出目标断路器的剩余电寿命；
所述数据采集模块21和归一化处理模块22至少重复运行三次后才触发启动数据比对分析模块。
具体地，上述的断路器开断性能数据库为各个类型断路器全寿命周期内气体成分变化趋势数据库，数据库中的数据来源于各个类型断路器电寿命试验中对气体成分的监测；其中灭弧室类型、开断电流大小、燃弧时间等数据涵盖各个电压等级的断路器，并形成不同类型断路器气体成分含量与开断次数的曲线图。
而上述剩余电寿命判断模块根据分析对比结果来判断出目标断路器的剩余电寿命的方式则为：
具体的评价方法为多组分组合判定法。所测量得到的SO2、CF4、CS2的体积分数与各自曲线图对比后，如果得到的剩余电寿命次数不相等，则认为三者中剩余电寿命次数最小值该目标断路器的剩余电寿命，比如图1所示，若三者判断剩余电寿命均为m，则目标断路器剩余电寿命为m,如果三者判断剩余电寿命结果为x,y,z(x＞y＞z)，则目标断路器剩余电寿命为z。
由此可见，本系统是针对利用短路开断试验数据，对各类高压SF6断路器进行数据积累，形成数据库，编制断路器电压等级、灭弧室类型、开断电流大小、燃弧时间与SF6气体组分变化关系曲线。通过检测得到的气体组成与数据库中数据的对应关系，判断断路器开断性能强弱，进而评估其剩余电寿命情况。
本系统判断依据全面，可以反映断路器全寿命周期内的变化趋势，并能够对断路器的剩余电寿命作出精确的判断。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
实施例3：
参阅图3所示，本实施例提供的断路器剩余电寿命的评估终端包括处理器31、存储器32以及存储在该存储器32中并可在所述处理器31上运行的计算机程序33，例如断路器剩余电寿命的评估程序。该处理器31执行所述计算机程序33时实现上述实施例1步骤，例如图1所示的步骤。或者，所述处理器31执行该计算机程序33时实现上述实施例2中各模块的功能。
示例性的，所述计算机程序33可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器32中，并由所述处理器31执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序33在所述断路器剩余电寿命的评估终端中的执行过程。例如，所述计算机程序33可以被分割成转换模块和匹配运算模块。
所述断路器剩余电寿命的评估终端可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述断路器剩余电寿命的评估终端可包括但不仅限于处理器31、存储器32。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是断路器剩余电寿命的评估终端的示例，并不构成断路器剩余电寿命的评估终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述断路器剩余电寿命的评估终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器31可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器32可以是所述断路器剩余电寿命的评估终端的内部存储元，例如断路器剩余电寿命的评估终端的硬盘或内存。所述存储器32也可以是所述断路器剩余电寿命的评估终端的外部存储设备，例如所述断路器剩余电寿命的评估终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(FlashCard)等。进一步地，所述存储器32还可以既包括所述断路器剩余电寿命的评估终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器32用于存储所述计算机程序以及所述断路器剩余电寿命的评估终端所需的其他程序和数据。所述存储器32还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
实施例4：
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例1所述方法的步骤。
所示计算机可读介质可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理再以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种用于高压SF6断路器剩余电寿命的评估方法，其特征在于，包括：
数据采集步骤：采集目标断路器每次开断断流后的气体组分检测数据，所述气体组分检测数据包括SO2、CF4、CS2三种气体的组分的体积分数；
归一化处理步骤：根据断路器的气量对SO2、CF4、CS2三种气体的体积分数进行归一化处理；
重复上述两个步骤至少三次后则进入下述的数据比对分析步骤；
数据比对分析步骤：根据被测试断路器的规格型号选择所对应的断路器开断性能数据库，并用被归一化处理后目标断路器的气体中SO2、CF4、CS2的体积分数与数据库中对应型号的断路器的数据、气体成分含量与开断次数的曲线图进行分析比对；
剩余电寿命判断步骤：根据分析对比结果来判断出目标断路器的剩余电寿命。
2.如权利要求1所述的用于高压SF6断路器剩余电寿命的评估方法，其特征在于，所述断路器开断性能数据库为各个类型断路器全寿命周期内气体成分变化趋势数据库，数据库中的数据来源于各个类型断路器电寿命试验中对气体成分的监测；其中灭弧室类型、开断电流大小、燃弧时间数据涵盖各个电压等级的断路器，并形成不同类型断路器气体成分含量与开断次数的曲线图。
3.如权利要求1所述的用于高压SF6断路器剩余电寿命的评估方法，其特征在于，所述根据分析对比结果来判断出目标断路器的剩余电寿命包括：
所测量得到的SO2、CF4、CS2的体积分数与各自曲线图对比后，如果得到的剩余电寿命次数不相等，则认为三者中剩余电寿命次数最小值该目标断路器的剩余电寿命。
4.一种用于高压SF6断路器剩余电寿命的评估系统，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于采集目标断路器每次开断断流后的气体组分检测数据，所述气体组分检测数据包括SO2、CF4、CS2三种气体的组分的体积分数；
归一化处理模块，用于根据断路器的气量对SO2、CF4、CS2三种气体的体积分数进行归一化处理；
数据比对分析模块，用于根据被测试断路器的规格型号选择所对应的断路器开断性能数据库，并用被归一化处理后目标断路器的气体中SO2、CF4、CS2的体积分数与数据库中对应型号的断路器的数据、气体成分含量与开断次数的曲线图进行分析比对；
剩余电寿命判断模块，用于根据分析对比结果来判断出目标断路器的剩余电寿命；
所述数据采集模块和归一化处理模块至少重复运行三次后才触发启动数据比对分析模块。
5.如权利要求4所述的用于高压SF6断路器剩余电寿命的评估系统，其特征在于，所述断路器开断性能数据库为各个类型断路器全寿命周期内气体成分变化趋势数据库，数据库中的数据来源于各个类型断路器电寿命试验中对气体成分的监测；其中灭弧室类型、开断电流大小、燃弧时间数据涵盖各个电压等级的断路器，并形成不同类型断路器气体成分含量与开断次数的曲线图。
6.如权利要求4所述的用于高压SF6断路器剩余电寿命的评估系统，其特征在于，所述剩余电寿命判断模块根据分析对比结果来判断出目标断路器的剩余电寿命包括：
所测量得到的SO2、CF4、CS2的体积分数与各自曲线图对比后，如果得到的剩余电寿命次数不相等，则认为三者中剩余电寿命次数最小值该目标断路器的剩余电寿命。
7.一种用于高压SF6断路器剩余电寿命的评估终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3任一所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一所述方法的步骤。
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