CN112858814A - 一种考虑极端湿度百分比的避雷器损坏程度评估方法 - Google Patents

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Abstract

考虑极端湿度百分比的避雷器损坏程度评估方法，依据试验方法，进行不同湿度百分比避雷器损坏程度试验平台的搭建；依据试验要求，通过试验平台对试验箱湿度百分比进行稳定控制，在稳定的湿度百分比下，进行避雷器试验电流测量试验，通过上位机采集分压器测得的试验电压与避雷器的试验电流信号；通过平台控制试验箱为不同湿度百分比，并进行不同湿度百分比下避雷器损坏程度评估试验，并结合设定湿度百分比值，获得避雷器损坏度评估因子，对避雷器损坏程度进行评价，本发明考虑了极端湿度百分比对试验电流测量的影响，实现了对避雷器损坏程度的准确评价。

Description

一种考虑极端湿度百分比的避雷器损坏程度评估方法
技术领域
本发明属于避雷器损坏监测领域，特别是一种考虑极端湿度百分比的避雷器损坏程度评估方法。
背景技术
随着电力系统的不断发展，对电力系统网络运行的稳定性和安全性有着更加高的要求，避雷器的使用在电力系统内普及型越来越高。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。但是由于避雷器长时间运行在工作电压下，内部产生的温升会加速避雷器阀片的损坏；此外外部的温湿差变化、机械外力、环境腐蚀也会导致避雷器的损坏。损坏避雷器的绝缘性能下降，通流能力降低，严重时会丧失对电力系统的保护，有时甚至会发生爆炸。因此，对避雷器损坏程度的监测评估具有重要意义。
对避雷器损坏程度的监测评估通常测量避雷器在工作电压下的试验电流，将所得的试验电流与规程数据进行比较，得出避雷器损坏程度。然而由于避雷器的试验电流会受到环境中湿度百分比的影响，极端湿度百分比的情况下会导致同种避雷器测得的试验电流产生明显差异。同时现如今避雷器的损坏评估方面并未考虑极端湿度百分比对避雷器损坏程度评估结果的影响，因此为了准确的分析避雷器损坏程度，迫切的需要一种考虑在极端湿度百分比影响下的避雷器损坏程度评估方法，用以准确评估避雷器的损坏程度，以提供电力系统的运行安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种考虑极端湿度百分比的避雷器损坏程度评估方法。
实现本发明目的的技术方案如下：
一种考虑极端湿度百分比的避雷器损坏程度评估平台，该平台包括：上位机、试验电压发生控制器、数据采集器、试验电压发生器、避雷器、试验电流传感器、接地网、试验箱、湿度百分比分析控制装置、湿度百分比调节装置、第一湿度百分比传感器、第二湿度百分比传感器、第三湿度百分比传感器、开关、高压电缆、分压器、信号电缆、接地装置；
其中：第一湿度百分比传感器、第二湿度百分比传感器、第三湿度百分比传感器与湿度百分比调节装置均与湿度百分比分析控制装置连接，湿度百分比分析控制装置与上位机连接；
所述试验电压发生器的输出端通过高压电缆连接至分压器，分压器再连接开关的输入端，开关连接至避雷器的输入端，避雷器的接地点与接地网连接，试验电压发生器与试验电压发生控制器连接，试验电压发生控制器与上位机连接；
所述分压器的接地端连接到接地装置，分压器的通信端连接到信号电缆，信号电缆连接到数据采集器，数据采集器与上位机相连；
所述试验电流传感器安装在避雷器和接地网的连接线上，试验电流传感器与信号电缆相连，信号电缆连接到数据采集器，数据采集器与上位机相连；
所述避雷器、试验电流传感器、湿度百分比调节装置、第一湿度百分比传感器、第二湿度百分比传感器、第三湿度百分比传感器、开关置于试验箱内；
上述实验平台的实验方法，包括以下步骤：
第一步：测量极端湿度百分比下避雷器试验电流
通过上位机控制试验电压发生控制器设定试验电压发生器输出幅值为U的试验电压，调节开关使开关接通，通过分压器测量避雷器试验电压U并传输给上位机，通过试验电流传感器测量避雷器在试验电压下产生的试验电流i，并通过信号电缆连接数据采集器传输至上位机上；调节开关使开关断开，改变试验箱内的湿度百分比使试验箱内的湿度百分比在0％-100％之间，重复上述试验步骤，得到m组试验电流数据；
第二步：计算避雷器损坏程度一级评判因子
将得到的m组试验电流和试验电压数据代入公式(1)中，得到m组避雷器损坏程度一级评判因子q1K：
Figure BDA0002891112990000021
q1K—第K组试验湿度百分比下避雷器损坏程度一级评判因子，max为取函数的最大值，iK—第K组试验湿度百分比下试验电流，IpK—第K组试验湿度百分比下试验电流幅值，θ0K—第K组试验湿度百分比下试验电流初相角，Φ0K—第K组试验湿度百分比下试验电压初相角，ω—角频率，t—时间变量，k—谐波次数，n—自然数，m—试验总次数
第三步：计算避雷器损坏程度二级评判因子
将试验的湿度百分比和测得的试验电压代入公式(2)中，得到对应湿度百分比下避雷器损坏程度二级评判因子q2K；
Figure BDA0002891112990000022
q2K—第K组试验湿度百分比下避雷器损坏程度二级评判因子，H—湿度百分比，U—避雷器试验电压幅值
综合上述计算，在极端湿度百分比影响下避雷器损坏程度评估因素q：
Figure BDA0002891112990000031
P1—基准权重因子一，P2—基准权重因子二；
当q∈(0,0.3]时，表征避雷器损坏程度良好；当q∈(0.3,0.5]时，表征避雷器损坏程度较差，可安排适时检修；当q∈(0.5,1.0])时，表征避雷器损坏程度严重，尽快检修；当q∈(1.0,+∞]时，表征避雷器避雷器完全损坏，尽快更换。
本发明的有益效果在于，控制避雷器环境湿度百分比，并测量不同湿度百分比下避雷器的试验电流，能有效模拟避雷器实际工况下的湿度情况。湿度百分比分析控制装置能够实现对湿度百分比的精确控制，有利于提高避雷器损坏程度评估试验准确性以及分析湿度百分比与试验电流之间的关联性。避雷器损坏程度评估因数考虑了极端湿度百分比对避雷器损坏程度评估的影响，进一步提高避雷器损坏评估的准确性。试验装置操作方便，安全可靠，该试验装置可进行不同湿度百分比的试验，具有普适性。
附图说明
图1是本发明的总体结构示意图；
图2是发明中测评方法的流程图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明。一种考虑极端湿度百分比的避雷器损坏程度评估方法具体实施方式包括以下步骤：
第一步：搭建一种考虑极端湿度百分比的避雷器损坏程度评估平台：
如图1，本发明的试验平台包括：上位机(01)、试验电压发生控制器(02)、数据采集器(03)、试验电压发生器(04)、避雷器(05)、试验电流传感器(06)、接地网(07)、试验箱(08)、湿度百分比分析控制装置(09)、湿度百分比调节装置(10)、第一湿度百分比传感器(11a)、第二湿度百分比传感器(11b)、第三湿度百分比传感器(11c)、开关(12)、高压电缆(13)、分压器(14)、信号电缆(15)、接地装置(16)；
其中：第一湿度百分比传感器(11a)、第二湿度百分比传感器(11b)、第三湿度百分比传感器(11c)与湿度百分比调节装置(10)均与湿度百分比分析控制装置(09)连接，湿度百分比分析控制装置(09)与上位机(01)连接；
所述试验电压发生器(04)的输出端通过高压电缆(13)连接至分压器(14)，分压器(14)再连接开关(12)的输入端，开关(12)连接至避雷器(05)的输入端，避雷器(05)的接地点与接地网(07)连接，试验电压发生器(4)与试验电压发生控制器(02)连接，试验电压发生控制器(02)与上位机(01)连接；
所述分压器(14)的接地端连接到接地装置(16)，分压器(14)的通信端连接到信号电缆(15)，信号电缆(15)连接到数据采集器(03)，数据采集器(03)与上位机(01)相连；
所述试验电流传感器(06)安装在避雷器(05)和接地网(07)的连接线上，试验电流传感器(06)与信号电缆(15)相连，信号电缆(15)连接到数据采集器(03)，数据采集器(03)与上位机(01)相连；
所述避雷器(05)、试验电流传感器(06)、湿度百分比调节装置(10)、第一湿度百分比传感器(11a)、第二湿度百分比传感器(11b)、第三湿度百分比传感器(11c)、开关(12)置于试验箱(08)内；
第二步：测量极端湿度百分比下避雷器试验电流
通过上位机(01)控制试验电压发生控制器(02)设定试验电压发生器(04)输出幅值为U的试验电压，调节开关(12)使开关(12)接通，通过分压器(14)测量避雷器试验电压U并传输给上位机(01)，通过试验电流传感器(06)测量避雷器(05)在试验电压下产生的试验电流i，并通过信号电缆(15)连接数据采集器(03)传输至上位机(01)上；调节开关(12)使开关(12)断开，改变试验箱(8)内的湿度百分比使试验箱(08)内的湿度百分比在0％-100％之间，重复上述试验步骤，得到m组试验电流数据；
第三步：计算避雷器损坏程度一级评判因子
将得到的m组试验电流和试验电压数据代入公式(1)中，得到m组避雷器损坏程度一级评判因子q1K：
Figure BDA0002891112990000041
q1K—第K组试验湿度百分比下避雷器损坏程度一级评判因子，max为取函数的最大值，iK—第K组试验湿度百分比下试验电流，IpK—第K组试验湿度百分比下试验电流幅值，θ0K—第K组试验湿度百分比下试验电流初相角，Φ0K—第K组试验湿度百分比下试验电压初相角，ω—角频率，t—时间变量，k—谐波次数，n—自然数，m—试验总次数
第四步：计算避雷器损坏程度二级评判因子
将试验的湿度百分比和测得的试验电压代入公式(2)中，得到对应湿度百分比下避雷器损坏程度二级评判因子q2K；
Figure BDA0002891112990000051
q2K—第K组试验湿度百分比下避雷器损坏程度二级评判因子，H—湿度百分比，U—避雷器试验电压幅值
综合上述计算，在极端湿度百分比影响下避雷器损坏程度评估因素q：
Figure BDA0002891112990000052
P1—基准权重因子一，P2—基准权重因子二；
当q∈(0,0.3]时，表征避雷器损坏程度良好；当q∈(0.3,0.5]时，表征避雷器损坏程度较差，可安排适时检修；当q∈(0.5,1.0])时，表征避雷器损坏程度严重，尽快检修；当q∈(1.0,+∞]时，表征避雷器避雷器完全损坏，尽快更换。

Claims (2)

1.一种考虑极端湿度百分比的避雷器损坏程度评估平台，其特征在于，包括上位机(01)、试验电压发生控制器(02)、数据采集器(03)、试验电压发生器(04)、避雷器(05)、试验电流传感器(06)、接地网(07)、试验箱(08)、湿度百分比分析控制装置(09)、湿度百分比调节装置(10)、第一湿度百分比传感器(11a)、第二湿度百分比传感器(11b)、第三湿度百分比传感器(11c)、开关(12)、高压电缆(13)、分压器(14)、信号电缆(15)、接地装置(16)；
其中：第一湿度百分比传感器(11a)、第二湿度百分比传感器(11b)、第三湿度百分比传感器(11c)与湿度百分比调节装置(10)均与湿度百分比分析控制装置(09)连接，湿度百分比分析控制装置(09)与上位机(01)连接；
所述试验电压发生器(04)的输出端通过高压电缆(13)连接至分压器(14)，分压器(14)再连接开关(12)的输入端，开关(12)连接至避雷器(05)的输入端，避雷器(05)的接地点与接地网(07)连接，试验电压发生器(4)与试验电压发生控制器(02)连接，试验电压发生控制器(02)与上位机(01)连接；
所述分压器(14)的接地端连接到接地装置(16)，分压器(14)的通信端连接到信号电缆(15)，信号电缆(15)连接到数据采集器(03)，数据采集器(03)与上位机(01)相连；
所述试验电流传感器(06)安装在避雷器(05)和接地网(07)的连接线上，试验电流传感器(06)与信号电缆(15)相连，信号电缆(15)连接到数据采集器(03)，数据采集器(03)与上位机(01)相连；
所述避雷器(05)、试验电流传感器(06)、湿度百分比调节装置(10)、第一湿度百分比传感器(11a)、第二湿度百分比传感器(11b)、第三湿度百分比传感器(11c)、开关(12)置于试验箱(08)内；
2.如权利要求1所述的一种考虑极端湿度百分比的避雷器损坏程度评估平台的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：测量极端湿度百分比下避雷器试验电流：
通过上位机(01)控制试验电压发生控制器(02)设定试验电压发生器(04)输出幅值为U的试验电压，调节开关(12)使开关(12)接通，通过分压器(14)测量避雷器试验电压U并传输给上位机(01)，通过试验电流传感器(06)测量避雷器(05)在试验电压下产生的试验电流i，并通过信号电缆(15)连接数据采集器(03)传输至上位机(01)上；调节开关(12)使开关(12)断开，改变试验箱(8)内的湿度百分比使试验箱(08)内的湿度百分比在0％-100％之间，重复上述试验步骤，得到m组试验电流数据；
第二步：计算避雷器损坏程度一级评判因子：
将得到的m组试验电流和试验电压数据代入公式(1)中，得到m组避雷器损坏程度一级评判因子q1K：
Figure FDA0002891112980000021
q1K—第K组试验湿度百分比下避雷器损坏程度一级评判因子，max为取函数的最大值，iK—第K组试验湿度百分比下试验电流，IpK—第K组试验湿度百分比下试验电流幅值，θ0K—第K组试验湿度百分比下试验电流初相角，Φ0K—第K组试验湿度百分比下试验电压初相角，ω—角频率，t—时间变量，k—谐波次数，n—自然数，m—试验总次数
第三步：计算避雷器损坏程度二级评判因子：
将试验的湿度百分比和测得的试验电压代入公式(2)中，得到对应湿度百分比下避雷器损坏程度二级评判因子q2K；
Figure FDA0002891112980000022
q2K—第K组试验湿度百分比下避雷器损坏程度二级评判因子，H—湿度百分比，U—避雷器试验电压幅值
综合上述计算，在极端湿度百分比影响下避雷器损坏程度评估因素q：
Figure FDA0002891112980000023
P1—基准权重因子一，P2—基准权重因子二；
当q∈(0,0.3]时，表征避雷器损坏程度良好；当q∈(0.3,0.5]时，表征避雷器损坏程度较差，可安排适时检修；当q∈(0.5,1.0])时，表征避雷器损坏程度严重，尽快检修；当q∈(1.0,+∞]时，表征避雷器避雷器完全损坏，尽快更换。
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