CN113553783A - 一种无损的避雷器温升测量系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于避雷器温度分布检测技术领域,尤其涉及一种无损的避雷器温升测量系统及方法。本发明测量方法包括:步骤A.针对所述避雷器结构建立几何模型,输入避雷器内部元件的参数;步骤B.通过热电耦合计算方法,得到阀片和绝缘子温度随时间变化的暂态曲线;步骤C.根据温度暂态曲线构建阀片温度与绝缘子温度之间的数学函数模型库;步骤D.将测温探头所测得的工作中的绝缘子温度反馈于数学函数模型中,计算出避雷器内部各个氧化锌阀片温度。本发明无需将测温探头置于避雷器内部,在正常运行工况下对避雷器的温度分布进行准确测量,并预防避雷器热崩溃现象,从而提高避雷器的安全系数,改善和提升避雷器的测量方式,提高测量效率。
Description
技术领域
本发明属于避雷器温度分布检测技术领域,尤其涉及一种无损的避雷器温升测量系统及方法。
背景技术
氧化锌避雷器在运行过程中,氧化锌阀片等主要部件不断产生损耗,损耗转化成热能,热能通过热传导、热对流以及热辐射等方式不断向周围扩散,导致避雷器外壳绝缘子温度不断上升。这种氧化锌避雷器在正常工作电压下,氧化锌内部存在泄漏电流,在泄漏电流长期作用下,会出现发热老化,甚至热击穿的现象发生。以往传统方式是将测温探头直接置于氧化锌阀片与阀片之间,破坏避雷器原本工作状态。将氧化锌安置在户外,周围环境中的水蒸气易进入其内部引起电阻片受潮,导致流经避雷器的泄漏电流进一步增大,电阻片的绝缘性能下降。当氧化锌避雷器因上述原因影响而导致绝缘性能降低时,与之并联的电器设备将会失去保护。因此,需要运维人员对氧化锌避雷器进行定期监测。为了保证氧化锌避雷器安全运行,必须定期对投入运行的氧化锌避雷器进行离线预防性试验检测。
根据《电力设备预防性试验规程》规定,每年雷雨季节前要对氧化锌避雷器进行离线预防性检测,离线预防性试验检测的时间间隔较长,无法检测出在试验周期内发生的状态变化;试验时需要停电并将氧化锌避雷器退出运行状态,尤其在单母线方式下需将母线和全部的馈线停电,对生产生活用地造成影响;离线预防性试验的检测电压和实际运行电压不完全相同,无法准确反映氧化锌避雷器的实际运行状况。
氧化锌电阻片的劣化是一个长期而且没有规律的过程,为了及时发现氧化锌避雷器发生热崩溃的隐患,需要巡检人员经常进行氧化锌避雷器停电试验。频繁的停电检修也会对居民和工厂正常的生活生产活动产生间接的影响,耗费的隐形成本更是无法估量。
因此,必须探寻一种新的检测方法和系统来科学的检测氧化锌避雷器的工作情况,进而合理科学地进行氧化锌避雷器的运行和维护。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足之处,本发明提供了一种无损的避雷器温升测量系统及方法。其目的是为了提供一种参考性强,操作简单,直观,无损的方式,准确测量各状态下的阀片温度,测量工作量小的避雷器电阻片温度测量系统及方法的发明目的。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:
一种无损的避雷器温升测量方法,包括以下步骤:
步骤1.针对避雷器结构建立几何模型,输入避雷器内部元件的相关参数和条件;
步骤2.通过热电耦合计算方法,得到避雷器端部与内部各点温度随时间变化的暂态曲线;
步骤3.根据温度暂态曲线构建避雷器内部各点之间温度的数学函数模型库;
步骤4.将测得的工作中的避雷器端部温度反馈于数学函数模型中,计算出避雷器内部各点温度变化。
进一步的,所述避雷器结构建立几何模型过程如下:
建立避雷器各个部件的几何模型并进行配合,建立完整避雷器结构几何模型;针对各部件物理意义输入避雷器元件的相关参数和条件;
所述避雷器结构几何模型的建立包括以下结构:绝缘结构、正电极、负电极、电阻片、弹簧机构、垫片、绝缘杆、端头法兰、放电区域、气体区域;
所述相关参数和条件包括:环境参数、材料参数、电气参数以及边界条件。
进一步的,所述通过热电耦合计算方法,同时考虑电流与温度之间的相互作用,得到避雷器各点温度随时间变化的暂态曲线;包括:根据避雷器外加电压和温度之间的互相影响,通过电场温度场多物理场的相互耦合,得到避雷器各个物理部件的温度随时间变化的曲线。
进一步的,所述根据温度暂态曲线构建避雷器内部各点之间温度的数学函数模型库,其过程为:将各部件产生的损耗转化为热能,根据热传导、热对流原理,建立避雷器各点温度的数学函数模型。
进一步的,所述构建数学函数模型的构建行为是基于对大量的不同结构避雷器进行温度场仿真,得到不同的数学函数模型;基于各种不同部件,构建对应的数学函数模型,并根据其对应的实际运行情况下的端部温度,修正数学函数模型库,通过计算,可以得出避雷器各点的温升情况;
包括:
根据热传导相关定律其计算表达式如下:
热对流的数学物理方程其数学表达形式如下:
其中,η为动力粘度;f为体积力;t为温度;ρ为密度;u为速度矢量;ux、uy为速度矢量分别在x轴、y轴方向上的映射;p为压强;
所述热对流的数学物理方程其数学表达形式,是根据避雷器工作状态,选择自然流体热对流微分方程;
对于稳态流体热对流,其流体运动微分方程可用下列公式表示:
其中,gx为气体体积;
对于自然流体热对流,其流体运动微分方程可用如下公式:
其中,r为气体常数。
进一步的,所述的一种无损的避雷器温升测量方法,包括以下步骤:
步骤A.针对大量的不同结构避雷器建立几何模型,输入其内部原件的环境参数、材料参数、电气参数及边界条件;
步骤B.通过热电耦合计算方法,同时考虑电流与温度之间的相互作用,得到大量的内部部件温度随时间变化的暂态曲线;
步骤C.根据大量的温度暂态曲线建立内部部件之间温度的数学函数模型库;
步骤D.针对不同结构避雷器,从数学函数模型库中选取对应的函数模型,将测温探头所测得的工作中端部温度反馈于该模型中,计算出该结构避雷器内部各点温度。
进一步的,所述的一种无损的避雷器温升测量方法,包括以下步骤:
步骤A.针对大量的不同结构避雷器建立几何模型,输入其内部原件的环境参数、材料参数、电气参数及边界条件;
步骤B.通过热电耦合计算方法,同时考虑电流与温度之间的相互作用,得到大量的内部部件温度随时间变化的暂态曲线;
步骤C.根据大量的温度暂态曲线建立内部部件之间温度的数学函数模型库;
步骤D.基于待测避雷器结构,在数学函数模型库中,匹配出待测避雷器对应的函数模型;
步骤E.根据实际运行负荷,修正数学函数模型;
步骤F.将测温探头所测得的工作中的避雷器端部温度反馈于修正后的数学函数模型中,计算出该结构避雷器内部各点温度。
进一步的,所述的一种无损的避雷器温升测量方法,包括以下步骤:
步骤A.针对大量的不同结构避雷器建立几何模型,输入其内部原件的环境参数、材料参数、电气参数及边界条件;
步骤B.通过热电耦合计算方法,同时考虑电流与温度之间的相互作用,得到大量的部件温度随时间变化的暂态曲线;
步骤C.根据大量的温度暂态曲线建立部件之间温度变化的数学函数模型库;
步骤D.基于待测避雷器结构,在数学函数模型库中,匹配出待测避雷器对应的函数模型;
步骤E.根据实际运行负荷,第一次修正数学函数模型;
步骤F.将测温探头所测得实际工作中的避雷器端部初始温度反馈于第一次修正后的数学函数模型中,计算出该结构避雷器各点温度;
步骤G.将一段时间后端部温度的计算值与实测值进行对比,第二次修正数学函数模型,更新数学函数模型库,得到更精准的避雷器各点温度。
一种无损的避雷器温升测量系统,构建数学函数模型的构建行为是基于对大量的不同结构避雷器进行温度场仿真,得到不同的数学函数模型;基于各种不同部件,构建对应的数学函数模型,并根据其对应的实际运行情况下的端部温度,修正数学函数模型库,通过计算,得出避雷器各点的温升情况;该系统包括:避雷器几何模型库构建模块、不同结构避雷器选型模块、运行条件输入模块、温度仿真计算模块、实际温度反馈修正模块。
一种测量装置,包括:存储器,存储有计算机程序;处理器,执行所述计算机程序;
所述处理器在执行所述计算机程序时,实现所述的一种无损的避雷器温升测量方法的步骤;
所述计算机程序被处理器执行时,实现所述的一种无损的避雷器温升测量方法的步骤。
本发明具有以下有益效果及优点:
本发明的目的是对避雷器的温度分布进行无损的测量,首先通过仿真软件对该避雷器进行内部的热量分布情况以及散热性能进行模拟,为建立阀片温度与绝缘子温度之间的数学函数模型提供依据。具体而言,本发明不需要将测温探头置于避雷器内部,在正常运行工况下对避雷器的温度分布进行测量,并预防避雷器热崩溃现象,从而提高避雷器的安全系数,改善和提升避雷器的测量方式,提高测量效率。综上,通过本发明,可保证避雷器实际运行的工作状态下,对避雷器温度分布进行准确测量。
具体如下:
1.本发明考虑到避雷器实际运行情况,测温探头不需要直接接触避雷器阀片,因此不必破坏避雷器结构与工作状态;通过仿真建立避雷器各点温度的数学函数模型,将测温探头温度反馈于数学函数模型中,更加准确反映氧化锌避雷器的实际运行状况。
2.本发明在测量过程中,不需要避雷器停电检修,大大节约了隐形的耗费成本,减少停电检修也会对居民和工厂正常的生活生产活动产生间接的影,以便及时发现氧化锌避雷器发生热崩溃,排除隐患。
3.本发明中,数学函数模型的建立基于对于避雷器温度场的仿真,仿真过程输入环境参数、电气参数、边界条件等,并采用热电耦合的计算方法,考虑热对流、热传导等散热方式,得到准确的避雷器温度场分布云图,因此得到准确的数学函数模型。
4.本发明对于数学函数模型的建立及修正,第一次建立是通过仿真温度分布云图建立,根据避雷器实际运行负荷,对函数进行修正,提高数据匹配程度,进而保证测量结果的准确性。
5.本发明可以结合市面上典型避雷器结构,建立数学函数模型库,节约测量时间成本,使测量工作量减小,计算量减小,测量周期短。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本发明避雷器测量方法流程图;
图2是本发明系统结构示意图;
图3是本发明测量装置结构示意图。
图中:
测量装置300,存储器310,处理器320。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1和图2描述本发明一些实施例的技术方案。
实施例1
如图1所示,本发明实施例公开了一种无损的避雷器温升测量方法,包括以下步骤:
步骤A.针对所述避雷器结构建立几何模型,输入避雷器内部元件的环境参数、材料参数、电气参数、边界条件等;
所述避雷器结构建立几何模型具体过程为:
建立所述避雷器各个部件的几何模型并进行配合,建立完整避雷器结构几何模型;针对各部件物理意义输入避雷器元件的环境参数、电气参数、边界条件等。
所述避雷器结构几何模型的建立包括以下结构:绝缘结构、正电极、负电极、电阻片、弹簧机构、垫片、绝缘杆、端头法兰、放电区域、气体区域。
步骤B.通过热电耦合计算方法,同时考虑电流与温度之间的相互作用,得到避雷器端部与内部部件温度随时间变化的暂态曲线;可以使温度分布更接近实际运行情况。
具体包括:根据避雷器外加电压和温度之间的互相影响,通过电场温度场多物理场的相互耦合,得到避雷器各个物理部件的温度随时间变化的曲线。
步骤C.根据温度暂态曲线构建避雷器内部各点之间温度的数学函数模型库,具体过程为:将各部件产生的损耗转化为热能,根据热传导、热对流原理,建立避雷器各部件之间温度的数学函数模型。为测温探头置于避雷器外部测温做准备。上述构建数学函数模型的构建行为是基于对大量的不同结构避雷器进行温度场仿真,得到不同的数学函数模型;基于各种部件性质不同,构建对应的数学函数模型,并根据其对应的实际运行情况下的端部温度,修正数学函数模型库,通过计算,可以得出避雷器各点的温升情况;
具体包括:
根据热传导相关定律其计算表达式如下:
热对流的数学物理方程其数学表达形式如下:
其中,η为动力粘度;f为体积力;t为温度;ρ为密度;u为速度矢量;ux、uy为速度矢量分别在x轴、y轴方向上的映射;p为压强。
所述热对流的数学物理方程其数学表达形式,是根据避雷器工作状态,选择自然流体热对流微分方程。这样,符合避雷器实际运行情况,使测量结果更准确。
对于稳态流体热对流,其流体运动微分方程可用下列公式表示:
其中,gx为气体体积。
对于自然流体热对流,其流体运动微分方程可用如下公式:
其中,r为气体常数;
步骤D.将测温探头所测得的工作中的避雷器端部温度反馈于数学函数模型中,计算出避雷器内部各点温度。
通过上述方案,可以基于典型避雷器工作状态下的温度分布以及历史数据,修正根据仿真计算得到的数学函数模型,得到完整的、匹配度高的函数模型,测量周期短,操作简单,测量结果准确,参照性强。同时,基于不同避雷器结构,建立不同数学函数模型,可以提高运行数据与测量数据的匹配度,进而保证测量结果的准确性。基于仿真与实际运行时间的等效,对仿真数据进行修正,可以提高仿真温度分布与实际运行结果间的匹配度,进而提高测量数据的参考价值。同时,本方案可以针对避雷器运行实际符合,计算出符合该避雷器模型的数学函数模型,对于避雷器各点温度的测量更具有通用性。
实施例2
本发明又提供了一种实施例,本实施例公开了一种无损的避雷器温升测量方法,该方法具包括以下步骤:
步骤A.针对大量的不同结构避雷器建立几何模型,输入其内部原件的环境参数、材料参数、电气参数、边界条件等;
步骤B.通过热电耦合计算方法,同时考虑电流与温度之间的相互作用,得到大量的内部部件温度随时间变化的暂态曲线;
步骤C.根据大量的温度暂态曲线建立内部部件之间温度的数学函数模型库;
步骤D.针对不同结构避雷器,从数学函数模型库中选取对应的函数模型,将测温探头所测得的工作中的避雷器端部温度反馈于该模型中,计算出该结构避雷器内部各点温度。
本发明考虑了不同避雷器之间结构的差异,以及不同部件之间的差异,根据其实际运行情况,构建数学函数模型,取代了通常需要将测温探头置于避雷器内部的传统方法,传统测量方法破坏了原本避雷器部件之间的排布结构,因此该种测量方法比传统方法更准确。上述不同结构的避雷器,包括加压方式不同,结构不同,这样可以使得方案对于不同的避雷器都适用。
实施例3
本发明又提供了一种实施例,本实施例公开了一种无损的避雷器温升测量方法,该方法具包括以下步骤:
步骤A.针对大量的不同结构避雷器建立几何模型,输入其内部原件的环境参数、材料参数、电气参数、边界条件等;
步骤B.通过热电耦合计算方法,同时考虑电流与温度之间的相互作用,得到大量的内部部件温度随时间变化的暂态曲线;
步骤C.根据大量的温度暂态曲线建立内部部件之间温度的数学函数模型库;
步骤D.基于待测避雷器结构,在数学函数模型库中,匹配出待测避雷器对应的函数模型;
步骤E.根据实际运行负荷,修正数学函数模型;
步骤F.将测温探头所测得实际工作中的避雷器端部温度反馈于修正后的数学函数模型中,计算出该结构避雷器内部各点温度。
实施例4
本发明又提供了一种实施例,本实施例公开了一种无损的避雷器温升测量方法,该方法具包括以下步骤:
步骤A.针对大量的不同结构避雷器建立几何模型,输入其内部原件的环境参数、材料参数、电气参数、边界条件等;
步骤B.通过热电耦合计算方法,同时考虑电流与温度之间的相互作用,得到大量的部件温度随时间变化的暂态曲线;
步骤C.根据大量的温度暂态曲线建立部件之间温度变化的数学函数模型库;
步骤D.基于待测避雷器结构,在数学函数模型库中,匹配出待测避雷器对应的函数模型;
步骤E.根据实际运行负荷,第一次修正数学函数模型;
步骤F.将测温探头所测得实际工作中的避雷器端部初始温度反馈于第一次修正后的数学函数模型中,计算出该结构避雷器内部各点温度;
步骤G.将一段时间后端部温度的计算值与实测值进行对比,第二次修正数学函数模型,更新数学函数模型库,得到更精准的避雷器各点温度。
实施例5
基于同一发明构思,本发明还提供了一种实施例,本实施例公开了一种无损的避雷器温升测量系统。如图2所示,图2是本发明系统结构示意图。
该系统具体包括:
避雷器几何模型库构建模块、不同结构避雷器选型模块、运行条件输入模块、温度仿真计算模块、实际温度反馈修正模块。
本发明无损的避雷器温升测量系统,不破坏避雷器结构,将测温探头置于避雷器绝缘子外壁上,能够对避雷器温度分布进行无损测量。
实施例6
基于同一发明构思,本实施例还提供了一种所述测量装置,如图3所示,图3是本发明测量装置结构示意图。
所述测量装置300包括:
存储器310,存储有计算机程序。
处理器320,执行所述计算机程序。
其中,所述处理器320在执行所述计算机程序时,实现如本发明任一实施例所述的一种无损的避雷器温升测量方法的步骤。
本实施例的所述测量装置300采用如本发明任一实施例所述的一种无损的避雷器温升测量方法,其具有如本发明任一实施例所述的全部有益效果。
实施例7
基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种计算机存储介质。
所述计算机存储介质上存有计算机程序,所述计算机程序存储有数学函数模型。
所述计算机程序被处理器执行时实现实施例1或2或3或4或5所述的任一一种无损的避雷器温升测量方法的步骤,可以使工作更加智能,高效。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种无损的避雷器温升测量方法,其特征是:包括以下步骤:
步骤1.针对避雷器结构建立几何模型,输入避雷器内部元件的相关参数和条件;
步骤2.通过热电耦合计算方法,得到避雷器端部与内部各点温度随时间变化的暂态曲线;
步骤3.根据温度暂态曲线构建避雷器内部各点之间温度的数学函数模型库;
步骤4.将测得的工作中的避雷器端部温度反馈于数学函数模型中,计算出避雷器内部各点温度变化。
2.根据权利要求1所述的一种无损的避雷器温升测量方法,其特征是:所述避雷器结构建立几何模型过程如下:
建立避雷器各个部件的几何模型并进行配合,建立完整避雷器结构几何模型;针对各部件物理意义输入避雷器元件的相关参数和条件;
所述避雷器结构几何模型的建立包括以下结构:绝缘结构、正电极、负电极、电阻片、弹簧机构、垫片、绝缘杆、端头法兰、放电区域、气体区域;
所述相关参数和条件包括:环境参数、材料参数、电气参数以及边界条件。
3.根据权利要求1所述的一种无损的避雷器温升测量方法,其特征是:所述通过热电耦合计算方法,同时考虑电流与温度之间的相互作用,得到避雷器各点温度随时间变化的暂态曲线;包括:根据避雷器外加电压和温度之间的互相影响,通过电场温度场多物理场的相互耦合,得到避雷器各个物理部件的温度随时间变化的曲线。
4.根据权利要求1所述的一种无损的避雷器温升测量方法,其特征是:所述根据温度暂态曲线构建避雷器内部各点之间温度的数学函数模型库,其过程为:将各部件产生的损耗转化为热能,根据热传导、热对流原理,建立避雷器各点温度的数学函数模型。
5.根据权利要求1所述的一种无损的避雷器温升测量方法,其特征是:所述构建数学函数模型的构建行为是基于对大量的不同结构避雷器进行温度场仿真,得到不同的数学函数模型;基于各种不同部件,构建对应的数学函数模型,并根据其对应的实际运行情况下的端部温度,修正数学函数模型库,通过计算,可以得出避雷器各点的温升情况;
包括:
根据热传导相关定律其计算表达式如下:
热对流的数学物理方程其数学表达形式如下:
其中,η为动力粘度;f为体积力;t为温度;ρ为密度;u为速度矢量;ux、uy为速度矢量分别在x轴、y轴方向上的映射;p为压强;
所述热对流的数学物理方程其数学表达形式,是根据避雷器工作状态,选择自然流体热对流微分方程;
对于稳态流体热对流,其流体运动微分方程可用下列公式表示:
其中,gx为气体体积;
对于自然流体热对流,其流体运动微分方程可用如下公式:
其中,r为气体常数。
6.根据权利要求1所述的一种无损的避雷器温升测量方法,其特征是:所述方法包括以下步骤:
步骤A.针对大量的不同结构避雷器建立几何模型,输入其内部原件的环境参数、材料参数、电气参数及边界条件;
步骤B.通过热电耦合计算方法,同时考虑电流与温度之间的相互作用,得到大量的内部部件温度随时间变化的暂态曲线;
步骤C.根据大量的温度暂态曲线建立内部部件之间温度的数学函数模型库;
步骤D.针对不同结构避雷器,从数学函数模型库中选取对应的函数模型,将测温探头所测得的工作中端部温度反馈于该模型中,计算出该结构避雷器内部各点温度。
7.根据权利要求1所述的一种无损的避雷器温升测量方法,其特征是:所述方法包括以下步骤:
步骤A.针对大量的不同结构避雷器建立几何模型,输入其内部原件的环境参数、材料参数、电气参数及边界条件;
步骤B.通过热电耦合计算方法,同时考虑电流与温度之间的相互作用,得到大量的内部部件温度随时间变化的暂态曲线;
步骤C.根据大量的温度暂态曲线建立内部部件之间温度的数学函数模型库;
步骤D.基于待测避雷器结构,在数学函数模型库中,匹配出待测避雷器对应的函数模型;
步骤E.根据实际运行负荷,修正数学函数模型;
步骤F.将测温探头所测得的工作中的避雷器端部温度反馈于修正后的数学函数模型中,计算出该结构避雷器内部各点温度。
8.根据权利要求1所述的一种无损的避雷器温升测量方法,其特征是:所述方法包括以下步骤:
步骤A.针对大量的不同结构避雷器建立几何模型,输入其内部原件的环境参数、材料参数、电气参数及边界条件;
步骤B.通过热电耦合计算方法,同时考虑电流与温度之间的相互作用,得到大量的部件温度随时间变化的暂态曲线;
步骤C.根据大量的温度暂态曲线建立部件之间温度变化的数学函数模型库;
步骤D.基于待测避雷器结构,在数学函数模型库中,匹配出待测避雷器对应的函数模型;
步骤E.根据实际运行负荷,第一次修正数学函数模型;
步骤F.将测温探头所测得实际工作中的避雷器端部初始温度反馈于第一次修正后的数学函数模型中,计算出该结构避雷器各点温度;
步骤G.将一段时间后端部温度的计算值与实测值进行对比,第二次修正数学函数模型,更新数学函数模型库,得到更精准的避雷器各点温度。
9.一种无损的避雷器温升测量系统,其特征是:构建数学函数模型的构建行为是基于对大量的不同结构避雷器进行温度场仿真,得到不同的数学函数模型;基于各种不同部件,构建对应的数学函数模型,并根据其对应的实际运行情况下的端部温度,修正数学函数模型库,通过计算,得出避雷器各点的温升情况;该系统包括:避雷器几何模型库构建模块、不同结构避雷器选型模块、运行条件输入模块、温度仿真计算模块、实际温度反馈修正模块。
10.一种测量装置,其特征是:包括:存储器,存储有计算机程序;处理器,执行所述计算机程序;
所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如权利要求1-9所述的一种无损的避雷器温升测量方法的步骤;
所述计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求1-9所述的一种无损的避雷器温升测量方法的步骤。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114279573A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-04-05 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 一种基于避雷器表面温升的内部故障反演检测方法 |
CN117332621A (zh) * | 2023-12-01 | 2024-01-02 | 杭州万高科技股份有限公司 | 一种温控器对环境温度测量的校正方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105467240A (zh) * | 2015-12-01 | 2016-04-06 | 国网四川省电力公司资阳供电公司 | 消除外部环境因素干扰的避雷器在线监测参数修正方法 |
CN107220406A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-09-29 | 西安电子科技大学 | 一种预测半导体器件温度分布的方法 |
CN109002586A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-12-14 | 国网湖南省电力有限公司 | 一种避雷器温度计算方法和系统 |
CN111985075A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-11-24 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 适用于氧化锌避雷器的温度分布计算方法及系统 |
CN112115624A (zh) * | 2020-08-02 | 2020-12-22 | 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 | 分析方法、避雷器、分析装置和计算机可读存储介质 |
CN112380808A (zh) * | 2020-11-02 | 2021-02-19 | 三峡大学 | 一种带长连续电流多重回击作用下避雷器温升的计算方法 |
-
2021
- 2021-06-07 CN CN202110634116.0A patent/CN113553783A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105467240A (zh) * | 2015-12-01 | 2016-04-06 | 国网四川省电力公司资阳供电公司 | 消除外部环境因素干扰的避雷器在线监测参数修正方法 |
CN107220406A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-09-29 | 西安电子科技大学 | 一种预测半导体器件温度分布的方法 |
CN109002586A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-12-14 | 国网湖南省电力有限公司 | 一种避雷器温度计算方法和系统 |
CN111985075A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-11-24 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 适用于氧化锌避雷器的温度分布计算方法及系统 |
CN112115624A (zh) * | 2020-08-02 | 2020-12-22 | 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 | 分析方法、避雷器、分析装置和计算机可读存储介质 |
CN112380808A (zh) * | 2020-11-02 | 2021-02-19 | 三峡大学 | 一种带长连续电流多重回击作用下避雷器温升的计算方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
贺子鸣;陈维江;陈秀娟;张搏宇;颜湘莲;: "多柱芯体并联结构避雷器暂态热特性计算方法", 高电压技术, no. 08, 31 August 2012 (2012-08-31), pages 327 - 334 * |
郝双;曹云东;耿莉娜;崔巨勇;李静;: "多芯体避雷器时变温度场仿真研究", 电器与能效管理技术, no. 03, 30 March 2020 (2020-03-30), pages 28 - 32 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114279573A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-04-05 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 一种基于避雷器表面温升的内部故障反演检测方法 |
CN117332621A (zh) * | 2023-12-01 | 2024-01-02 | 杭州万高科技股份有限公司 | 一种温控器对环境温度测量的校正方法 |
CN117332621B (zh) * | 2023-12-01 | 2024-03-08 | 杭州万高科技股份有限公司 | 一种温控器对环境温度测量的校正方法 |
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