CN112904118B - 一种避雷器阀片热老化评估系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种避雷器阀片热老化评估系统及方法，系统包括：工频热电源，被配置为输出电流以将避雷器阀片加热至标准温度。加温室，被配置为响应中央处理器多个温度调节指令，依次调节至设定温度。电流测量探头，被配置为响应中央处理器的测量指令，依次测量设定温度对应的泄漏电流。多重雷击发生器，被配置为响应中央处理器的启动指令，向避雷器阀片输入多重雷击波形。加温室还被配置为再次响应温度调节指令，依次调节至设定温度。电流测量探头还被配置为再次响应测量指令，依次测量避雷器阀片在多重雷击波形作用后，设定温度对应的泄漏电流。中央处理器还被配置为根据泄漏电流及设定温度，计算泄漏电流温控畸变因子，得到的判断结果更具准确性。

Description

一种避雷器阀片热老化评估系统及方法

技术领域

本申请涉及避雷器性能评估领域，尤其涉及一种避雷器阀片热老化评估系统及方法。

背景技术

避雷器是电力系统中的常用设备，能够避免雷电过电压对电力系统中电力设备的损害，起到防护作用。避雷器极其容易遭受外部环境变化的影响，产生避雷器阀片热老化的情况，因此需要一种评估避雷器阀片热老化评估的方法。

一般的避雷器阀片热老化评估方法是，调节避雷器阀片所处环境的温度，向避雷器阀片输入雷击波形，得到一个较低温度环境下避雷器阀片的泄漏电流，以及一个较高温度环境下避雷器阀片的泄漏电流，通过比较两个泄漏电流的差值，判断避雷器阀片的热老化情况。

这种评估方法只考虑了较低温度和较高温度两种环境条件下避雷器阀片泄漏电流的大小，忽略了避雷器阀片在环境温度逐渐变化过程中泄漏电流的变化，即忽略了热老化程度的变化过程，得出的结论不能准确反映避雷器阀片热老化情况。

发明内容

本申请提供一种避雷器阀片热老化评估系统及方法，以解决传统热老老化评估方法不能准确反映避雷器阀片热老化情况的问题。

一方面，本申请提供一种避雷器阀片热老化评估系统，包括：

工频热电源，所述工频热电源与避雷器阀片以及中央处理器电连接，所述工频热电源被配置为：响应所述中央处理器的控制指令，输出电流以将避雷器阀片加热至标准温度；

加温室，避雷器阀片置于所述加温室内，所述加温室与所述中央处理器电连接，所述加温室被配置为：响应所述中央处理器多个温度调节指令，根据所述温度调节指令依次调节至设定温度；多个所述温度调节指令包括不同的所述设定温度；

电流测量探头，所述电流测量探头与避雷器阀片以及所述中央处理器电连接，所述电流测量探头被配置为：响应所述中央处理器的测量指令，根据所述测量指令依次测量每个所述设定温度对应的泄漏电流；

多重雷击发生器，所述多重雷击发生器与避雷器阀片及所述中央处理器电连接；所述多重雷击发生器被配置为：响应所述中央处理器的启动指令，向避雷器阀片输入多重雷击波形；

所述加温室还被配置为：再次响应所述中央处理器的多个所述温度调节指令，根据所述温度调节指令依次调节至所述设定温度；

所述电流测量探头还被配置为：再次响应所述中央处理器的所述测量指令；根据所述测量指令依次测量避雷器阀片在所述多重雷击波形作用后，每个所述设定温度对应的泄漏电流；

所述中央处理器还被配置为：根据所述泄漏电流及所述设定温度，计算泄漏电流温控畸变因子。

可选的，还包括测温探头，所述测温探头设置在所述加温室表面，所述测温探头被配置为：测量所述设定温度对应的所述加温室的实际温度反馈至所述中央处理器。

可选的，所述中央处理器还被配置为：建立坐标系，获取与所述实际温度对应的所述设定电流，根据所述设定电流得到相应的每个所述泄漏电流，根据所述实际温度及所述泄漏电流得到实际温度与泄漏电流曲线。

可选的，所述中央处理器还被配置为：根据所述设定温度及其对应的所述实际温度，建立设定温度-实际温度曲线，根据所述设定温度-实际温度曲线计算所述设定温度及所述实际温度之间的误差，利用误差小于0.05％的所述设定温度及所述实际温度计算温度调节系数。

可选的，所述温度调节系数的计算公式为：

其中，T_x为所述设定温度，ω为所述工频热电源的输出电流角速度，T为所述测温探头测得的所述实际温度，λ_p为温度调节系数。

可选的，所述泄漏电流温控畸变因子的计算公式为：

其中，P为泄漏电流温控畸变因子；I_xs为所述泄漏电流；T_x为所述设定温度，ω为所述工频热电源的输出电流角速度，T为所述测温探头测得的所述实际温度，λ_p为温度调节系数。

可选的，所述中央处理器还被配置为，根据所述泄漏电流温控畸变因子判断避雷器阀片是否热老化，若P∈[0,0.05]，表示避雷器阀片合格；若P∈(0.05,1]，表示避雷器阀片轻微老化；若P∈(1,+∞)，表示避雷器阀片严重老化。

可选的，还包括：通信模块以及终端机，所述通信模块通过信号线缆与所述中央处理器电连接，所述通信模块与所述终端机无线连接。

可选的，所述终端机被配置为：通过所述通信模块获取所述泄漏电流温控畸变因子以及所述实际温度与泄漏电流曲线；接收操作指令并通过所述通信模块发送至所述中央处理器。

另一方面，本申请还提供一种避雷器阀片热老化评估方法，包括：

响应中央处理器的控制指令，输出电流以将避雷器阀片加热至标准温度；

响应所述中央处理器多个温度调节指令，根据所述温度调节指令依次调节至设定温度；多个所述温度调节指令包括不同的所述设定温度；

响应所述中央处理器的测量指令，根据所述测量指令依次测量每个所述设定温度对应的泄漏电流；

响应所述中央处理器的启动指令，向避雷器阀片输入多重雷击波形；

再次响应所述中央处理器的多个所述温度调节指令，根据所述温度调节指令依次调节至所述设定温度；

再次响应所述中央处理器的所述测量指令；根据所述测量指令依次测量避雷器阀片在所述多重雷击波形作用后，每个所述设定温度对应的泄漏电流；

根据所述泄漏电流及所述设定温度，计算泄漏电流温控畸变因子。

由以上技术方案可知，本申请提供一种避雷器阀片热老化评估系统及方法，系统包括：工频热电源，被配置为输出电流以将避雷器阀片加热至标准温度。加温室，被配置为响应中央处理器多个温度调节指令，依次调节至设定温度。电流测量探头，被配置为响应中央处理器的测量指令，依次测量设定温度对应的泄漏电流。多重雷击发生器，被配置为响应中央处理器的启动指令，向避雷器阀片输入多重雷击波形。加温室还被配置为再次响应温度调节指令，依次调节至设定温度。电流测量探头还被配置为再次响应测量指令，依次测量避雷器阀片在多重雷击波形作用后，设定温度对应的泄漏电流。中央处理器还被配置为根据泄漏电流及设定温度，计算泄漏电流温控畸变因子，得到的判断结果更具准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一种避雷器阀片热老化评估系统结构示意图；

图2为本申请一种避雷器阀片热老化评估系统又一结构示意图；

图3为本申请实施例中央处理器配置示意图；

图4为本申请又一实施例中央处理器配置示意图；

图5为本申请一种避雷器阀片热老化评估方法流程示意图。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。

参见图1，为本申请一种避雷器阀片热老化评估系统结构示意图。参见图2，为本申请一种避雷器阀片热老化评估系统又一结构示意图。由图1、图2可知，本申请提供的避雷器阀片热老化评估系统，包括：工频热电源1，所述工频热电源1与避雷器阀片以及中央处理器2电连接，所述工频热电源1被配置为：响应所述中央处理器2的控制指令，输出电流以将避雷器阀片加热至标准温度。所述工频热电源1与避雷器阀片之间可以通过工频输出线缆3连接。所述控制指令中可以包含所述标准温度，所述标准温度可以是25℃。工频热电源1作为电力系统中常用的加热设备，向避雷器阀片输出电流，能够起到加热避雷器阀片的作用，输出电流的角速度可以根据实际需要进行设计。将避雷器阀片加热至标准温度，可以排除不确定因素，减少避雷器阀片自身温度对热老化评估的影响。

所述系统还包括加温室4，避雷器阀片置于所述加温室4内，所述加温室4可以响应中央处理器2的指令调节自身温度，起到模拟避雷器阀片所处的温度环境条件的作用。所述加温室4与所述中央处理器2电连接，所述加温室4被配置为：响应所述中央处理器多个温度调节指令，根据所述温度调节指令依次调节至设定温度。多个所述温度调节指令包括不同的所述设定温度。

所述中央处理器2可以被配置为：按照预设时间间隔依次发送多个温度调节指令。在实际应用中，可以按照预设时间间隔发送温度调节指令，也可以自行设定发送温度调节指令的时间间隔。所述设定温度可以是5℃至90℃之间的任一数值，但是需要注意的是，依照时间顺序发出的多个温度调节指令所包含的设定温度，应当是逐渐升高的。所述温度调节指令的数量可以根据实际需要进行设计，本申请不作具体限定。

所述系统还包括电流测量探头7，所述电流测量探头7与避雷器阀片以及所述中央处理器2电连接，所述电流测量探头7被配置为：响应所述中央处理器的测量指令，根据所述测量指令依次测量每个所述设定温度对应的泄漏电流，即设定温度与泄漏电流之间存在一一对应的关系。所述电流测量探头7可以设置在加温室4外部，具体的，可以设置在所述冲击输出线缆6上。在实际应用中，所述电流测量探头7能够测量避雷器阀片的泄漏电流，泄漏电流可以反映避雷器阀片的热老化情况。

所述系统还包括多重雷击发生器5，所述多重雷击发生器5与避雷器阀片及所述中央处理器2电连接。所述多重雷击发生器5与避雷器阀片之间可以通过冲击输出线缆6连接。所述多重雷击发生器5被配置为：响应所述中央处理器2的启动指令，向避雷器阀片输入多重雷击波形。在实际应用中，所述多重雷击波形可以是六次间隔50ms、单次波形8/20μs的标准多重雷击波形。避雷器阀片在多重雷击波形的作用后产生的泄漏电流与没有多重雷击波形作用的泄漏电流存在一定的差异，通过分析该差异，可以得出避雷器阀片性能等。

所述加温室4还被配置为：再次响应所述中央处理器2的多个所述温度调节指令，根据所述温度调节指令依次调节至所述设定温度。所述电流测量探头7还被配置为：再次响应所述中央处理器2的所述测量指令，根据所述测量指令依次测量避雷器阀片在所述多重雷击波形作用后，每个所述设定温度对应的泄漏电流。通过加温室4的再次调节温度及电流测量探头7的再次测量，能够得到避雷器阀片在多重雷击波形作用后，不同设定温度时的泄漏电流。

所述中央处理器2还被配置为：根据所述泄漏电流及所述设定温度，计算泄漏电流温控畸变因子。泄漏电流温控畸变因子是能够反映避雷器阀片热老化程度的重要参数。在实际应用中，泄漏电流温控畸变因子能够正确反映避雷器阀片在外界温度逐渐变化过程中，热老化程度的变化过程。

由于加温室4响应所述温度调节指令调节的设定温度，与避雷器阀片所述环境的实际温度之间存在一定的误差，而避雷器阀片产生的泄漏电流也会受此误差的影响，因此在计算泄漏电流温控畸变因子过程中，需要消除这一误差。所述系统还包括可以测温探头8，所述测温探头8设置在所述加温室4表面，所述测温探头8被配置为：测量所述设定温度对应的所述加温室4的实际温度反馈至所述中央处理器2。设定温度与实际温度之间存在一一对应的关系，即在所述加温室4调节至某一设定温度后，所述测温探头8即测量一次实际温度。

参见图3，为本申请实施例中央处理器配置示意图。由图3可知，所述中央处理器2还被配置为：根据所述设定温度及其对应的所述实际温度，建立设定温度-实际温度曲线，根据所述设定温度-实际温度曲线计算所述设定温度及所述实际温度之间的误差，利用误差小于0.05％的所述设定温度及所述实际温度计算温度调节系数，可以得到唯一确定的温度调节系数。所述温度调节系数是反映设定温度与实际温度之间误差的参数，因此需要在计算泄漏电流温控畸变因子过程中引入这一参数，以提高泄漏电流温控畸变因子的准确性。

所述温度调节系数的计算公式可以为：

其中，T_x为所述设定温度，ω为所述工频热电源1的输出电流角速度，T为所述测温探头8测得的所述实际温度，λ_p为温度调节系数。也即，T_x及T为误差小于0.05％的设定温度及实际温度的值。

所述泄漏电流温控畸变因子的计算公式为：

其中，P为泄漏电流温控畸变因子；I_xs为所述泄漏电流；T_x为所述设定温度，ω为所述工频热电源1的输出电流角速度，T为所述测温探头8测得的所述实际温度，λ_p为温度调节系数。将设定温度及实际温度依依代入上述公式，即可得到相应的泄漏电流温控畸变因子。

所述中央处理器2还被配置为，根据所述泄漏电流温控畸变因子判断避雷器阀片是否热老化，若P∈[0,0.05]，表示避雷器阀片合格；若P∈(0.05,1]，表示避雷器阀片轻微老化；若P∈(1,+∞)，表示避雷器阀片严重老化。在实际应用中，对于不同型号、不同材质、不同结构的避雷器，避雷器阀片的特性并不相同，得到的泄漏电流温控畸变因子也存在差异，因此，可以根据实际需要对泄漏电流温控畸变因子判断区间进行调整。

参见图4，为本申请又一实施例中央处理器配置示意图。由图4可知，所述中央处理器2还可以被配置为：建立坐标系，建立坐标系，获取与所述实际温度对应的所述设定电流，根据所述设定电流得到相应的每个所述泄漏电流，根据所述实际温度及所述泄漏电流得到实际温度与泄漏电流曲线。由于所述设定温度与所述实际温度之间存在一一对应的关系，因此通过实际温度可以得到与之对应的设定温度，每个所述设定温度有两个对应的泄漏电流，即多重雷击前的和多重雷击后的，通过设定温度又能得到与之对应的泄漏电流。绘制实际温度与泄漏电流曲线，能够更加直观的反映温度变化过程中，泄漏电流的变化，更能反映避雷器阀片热老化的变化过程。

所述系统还可以包括：通信模块9以及终端机10，所述通信模块9通过信号线缆11与所述中央处理器2电连接，所述通信模块9与所述终端机10无线连接。所述终端机10被配置为：通过所述通信模块9获取所述泄漏电流温控畸变因子以及所述实际温度与泄漏电流曲线；接收操作指令并通过所述通信模块9发送至所述中央处理器2。在实际应用中，通过通信模块9以及终端机10，能够实现人机交互，工作人员可以通过终端机10下达操作指令至所述中央处理模块，实现热老化评估系统的监控和处理。所述操作指令可以包括开机指令、评估指令等，本申请不作具体限定。

另一方面，基于上述避雷器阀片热老化评估系统，本申请还提供一种避雷器阀片热老化评估方法。参见图5，为本申请一种避雷器阀片热老化评估方法流程示意图。由图5可知，所述方法包括下述步骤：

S1：响应中央处理器2的控制指令，输出电流以将避雷器阀片加热至标准温度；

S2：响应所述中央处理器2多个温度调节指令，根据所述温度调节指令依次调节至设定温度；多个所述温度调节指令包括不同的所述设定温度；

S3：响应所述中央处理器2的测量指令，根据所述测量指令依次测量每个所述设定温度对应的泄漏电流；

S4：响应所述中央处理器2的启动指令，向避雷器阀片输入多重雷击波形；

S5：再次响应所述中央处理器2的多个所述温度调节指令，根据所述温度调节指令依次调节至所述设定温度；

S6：再次响应所述中央处理器的所述测量指令；根据所述测量指令依次测量避雷器阀片在所述多重雷击波形作用后，每个所述设定温度对应的泄漏电流；

S7：根据所述泄漏电流及所述设定温度，计算泄漏电流温控畸变因子。

由以上技术方案可知，本申请提供一种避雷器阀片热老化评估系统及方法，所述系统包括工频热电源1，所述工频热电源1与避雷器阀片以及中央处理器电连接，所述工频热电源1被配置为：响应所述中央处理器2的控制指令，输出电流以将避雷器阀片加热至标准温度。加温室4，避雷器阀片置于所述加温室4内，所述加温室4与所述中央处理器2电连接，所述加温室4被配置为：响应所述中央处理器2多个温度调节指令，根据所述温度调节指令依次调节至设定温度。多个所述温度调节指令包括不同的所述设定温度。电流测量探头7，所述电流测量探头7与避雷器阀片以及所述中央处理器2电连接，所述电流测量探头7被配置为：响应所述中央处理器2的测量指令，根据所述测量指令依次测量每个所述设定温度对应的泄漏电流。多重雷击发生器5，所述多重雷击发生器5与避雷器阀片及所述中央处理器2电连接。所述多重雷击发生器5被配置为：响应所述中央处理器2的启动指令，向避雷器阀片输入多重雷击波形。所述加温室4还被配置为：再次响应所述中央处理器2的多个所述温度调节指令，根据所述温度调节指令依次调节至所述设定温度。所述电流测量探头7还被配置为：再次响应所述中央处理器2的所述测量指令。根据所述测量指令依次测量避雷器阀片在所述多重雷击波形作用后，每个所述设定温度对应的泄漏电流。所述中央处理器2还被配置为：根据所述泄漏电流及所述设定温度，计算泄漏电流温控畸变因子。所述系统能够通过设置不同的设定温度，得到与设定温度对应的泄漏电流，再向避雷器阀片输入多重雷击波形，得到多重雷击波形作用后，与设定温度对应的泄漏电流，进而得到泄漏电流温控畸变因子。通过改变设定温度计算得到的泄漏电流温控畸变因子，能够来判断避雷器阀片的热老化情况，得到的判断结果更具准确性。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (4)

1.一种避雷器阀片热老化评估系统，其特征在于，包括：

工频热电源，所述工频热电源与避雷器阀片以及中央处理器电连接，所述工频热电源被配置为：响应所述中央处理器的控制指令，输出电流以将避雷器阀片加热至标准温度；

加温室，避雷器阀片置于所述加温室内，所述加温室与所述中央处理器电连接，所述加温室被配置为：响应所述中央处理器多个温度调节指令，根据所述温度调节指令依次调节至设定温度；多个所述温度调节指令包括不同的所述设定温度和执行时间，所述设定温度与所述执行时间正相关；所述设定温度的范围为5℃～90℃；

测温探头，所述测温探头设置在所述加温室表面，所述测温探头被配置为：测量所述设定温度对应的所述加温室的实际温度反馈至所述中央处理器；

电流测量探头，所述电流测量探头与避雷器阀片以及所述中央处理器电连接，所述电流测量探头被配置为：响应所述中央处理器的测量指令，根据所述测量指令依次测量每个所述设定温度对应的泄漏电流；

多重雷击发生器，所述多重雷击发生器与避雷器阀片及所述中央处理器电连接；所述多重雷击发生器被配置为：响应所述中央处理器的启动指令，向避雷器阀片输入多重雷击波形；

所述加温室还被配置为：再次响应所述中央处理器的多个所述温度调节指令，根据所述温度调节指令依次调节至所述设定温度；

所述电流测量探头还被配置为：再次响应所述中央处理器的所述测量指令；根据所述测量指令依次测量避雷器阀片在所述多重雷击波形作用后，每个所述设定温度对应的泄漏电流；

所述中央处理器还被配置为：建立坐标系，获取与所述实际温度对应的设定电流，根据所述设定电流得到相应的每个所述泄漏电流，根据所述实际温度及所述泄漏电流得到实际温度与泄漏电流曲线；

所述中央处理器还被配置为：根据所述设定温度及其对应的所述实际温度，建立设定温度-实际温度曲线，根据所述设定温度-实际温度曲线计算所述设定温度及所述实际温度之间的误差，利用误差小于0.05％的所述设定温度及所述实际温度计算温度调节系数；

所述温度调节系数的计算公式为：

其中，T_x为所述设定温度，ω为所述工频热电源的输出电流角速度，T为所述测温探头测得的所述实际温度，λ_p为温度调节系数；

所述中央处理器还被配置为：根据所述泄漏电流及所述设定温度，计算泄漏电流温控畸变因子；

所述泄漏电流温控畸变因子的计算公式为：

其中，P为泄漏电流温控畸变因子；I_xs为所述泄漏电流；T_x为所述设定温度，ω为所述工频热电源的输出电流角速度，T为所述测温探头测得的所述实际温度，λ_p为温度调节系数；

所述中央处理器还被配置为，根据所述泄漏电流温控畸变因子判断避雷器阀片是否热老化，若P∈[0,0.05]，表示避雷器阀片合格；若P∈(0.05,1]，表示避雷器阀片轻微老化；若P∈(1,+∞)，表示避雷器阀片严重老化。

2.根据权利要求1所述的避雷器阀片热老化评估系统，其特征在于，还包括：通信模块以及终端机，所述通信模块通过信号线缆与所述中央处理器电连接，所述通信模块与所述终端机无线连接。

3.根据权利要求2所述的避雷器阀片热老化评估系统，其特征在于，所述终端机被配置为：通过所述通信模块获取所述泄漏电流温控畸变因子以及所述实际温度与泄漏电流曲线；接收操作指令并通过所述通信模块发送至所述中央处理器。

4.一种避雷器阀片热老化评估方法，适用于权利要求1至3任一种所述的避雷器阀片热老化评估系统，其特征在于，包括：

响应中央处理器的控制指令，输出电流以将避雷器阀片加热至标准温度；

响应所述中央处理器多个温度调节指令，根据所述温度调节指令依次调节至设定温度；多个所述温度调节指令包括不同的所述设定温度和执行时间，所述设定温度与所述执行时间正相关；所述设定温度的范围为5℃～90℃；

响应所述中央处理器的测量指令，根据所述测量指令依次测量每个所述设定温度对应的泄漏电流；

响应所述中央处理器的启动指令，向避雷器阀片输入多重雷击波形；

再次响应所述中央处理器的多个所述温度调节指令，根据所述温度调节指令依次调节至所述设定温度；

再次响应所述中央处理器的所述测量指令；根据所述测量指令依次测量避雷器阀片在所述多重雷击波形作用后，每个所述设定温度对应的泄漏电流；

建立坐标系，获取与实际温度对应的设定电流，根据所述设定电流得到相应的每个所述泄漏电流，根据所述实际温度及所述泄漏电流得到实际温度与泄漏电流曲线；

根据所述泄漏电流及所述设定温度，计算泄漏电流温控畸变因子。

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