CN114113835A - 一种多重雷击放电下瓷外套避雷器能量吸收性能测评方法 - Google Patents

Abstract

本申请示出了一种多重雷击放电下瓷外套避雷器能量吸收性能测评方法，首先搭建了多重雷击放电下瓷外套避雷器能量吸收性能测试平台；基于平台，针对瓷外套避雷器试验样品进行多重雷击冲击试验；计算多重雷击形状特征评价因子c；计算多重雷击冲击下瓷外套避雷器的能量吸收性能评估因子d；最后依据计算出的瓷外套避雷器的能量吸收性能评估因子d进行避雷器性能评估。本发明能有效模拟避雷器遭受多重雷击工况；通过上位机可完成智能化的操作与控制，采集数据方便且高效；可针对多重雷击放电下的避雷器进行测评性能，并提出更换、检修意见，进一步提高电力系统安全稳定性。

Description

一种多重雷击放电下瓷外套避雷器能量吸收性能测评方法

技术领域

本发明涉及避雷器性能测评领域，特别是一种多重雷击放电下瓷外套避雷器能量吸收性能测评方法。

背景技术

雷电是一种频发的自然灾害。它不仅严重威胁着人们的生命安全，也会对航空、通讯、电力、建筑等国防和国民经济的许多部门造成重大的危害，而避雷器是电力系统里不可或缺的防雷设备，可以有效的限制由于雷电入侵引起的过电压。

此外，多重雷击是雷云中常见的放电现象，常常引起电力设备发生故障。据统计超过50％的负闪电产生了随后的雷击，并且此类多重雷击的重数约为4。多重雷击所涵盖的能量较大，且多重雷击中两个脉冲之间的时间间隔极短，通常在10ms至250ms。多重雷击的极短时间隔和较大能量会急剧增大线路避雷器的温升，可能使得电力设备失效，威胁电网系统安全以及稳定。因此，针对多重雷击下避雷器的能量吸收测评很有必要。

目前国内外对于避雷器的相关研究大都是基于仿真分析或者断电检修，未见有针对雷电冲击下的性能测评方法研究，尤其是多重雷击工况下的性能测评。因此本发明专利搭建了一个多重雷击放电下瓷外套避雷器能量吸收性能测试平台，并基于此平台提出了一种多重雷击放电下瓷外套避雷器能量吸收性能测评方法，可准确的针对多重雷击放电下的避雷器进行测评性能，并提出检修、更换意见，提升电力系统安全稳定性。

发明内容

为了准确的解析化评估多重雷击放电下避雷器的性能，本发明提供一种多重雷击放电下瓷外套避雷器能量吸收性能测评方法。实现本发明目的的技术方案如下：

第一步：搭建多重雷击放电下瓷外套避雷器能量吸收性能测试平台，具体包括：智能操作控制平台(1)、多重雷击冲击电流发生器(2)、多重雷击冲击信号控制线(3)、冲击高压试验箱(4)、冲击电流高压注入线缆(5)、冲击电流高压回流线缆(7)、瓷外套避雷器试验样品(8)、冲击数据采集装置(9)、冲击数据记录服务器(11)；

所述智能操作控制平台(1)经过多重雷击冲击信号控制线(3)与多重雷击冲击电流发生器(2)电连接；

所述多重雷击冲击电流发生器(2)与冲击数据采集装置(9)输入端相连接；

所述瓷外套避雷器试验样品(8)放置于冲击高压试验箱(4)中，且上端与冲击电流高压注入线缆(5)相连，下端与冲击电流高压回流线缆(7)相连；

所述冲击数据采集装置(9)的输出端与冲击数据记录服务器(11)相连接；

第二步：开展多重雷击放电下瓷外套避雷器能量吸收性能测评，包括以下步骤：

S1：通过多重雷击冲击电流发生器(2)对瓷外套避雷器试验样品(8)进行多重雷击冲击试验，具体步骤为：

1)通过智能操作控制平台(1)设置多重雷击冲击电流发生器(2)产生的冲击电流峰值恒定为I_max，设置多重雷击的脉冲数量为N以及多重雷击的脉冲时间间隔为t；

2)点击智能操作控制平台(1)上的触发按钮，触发信号经过多重雷击冲击信号控制线(3)传输至多重雷击冲击电流发生器(2)，多重雷击冲击电流发生器(2)对瓷外套避雷器试验样品(8)施加多重雷击冲击；

3)冲击数据采集装置(9)采集到瓷外套避雷器试验样品(8)的残压峰值U_max以及多重雷击冲击持续时间T，并最终传输至冲击数据记录服务器(11)进行保存；

所述多重雷击的脉冲为8/20μs的雷电流波形；

S2：计算多重雷击形状特征评价因子c：

S3：计算多重雷击冲击下瓷外套避雷器的能量吸收性能评估因子d：

式中α为误差系数，m为积分变量；

S4：根据S3计算出的瓷外套避雷器的能量吸收性能评估因子d进行避雷器性能评估：当d∈(0.6,1.8)时，表征瓷外套避雷器性能状态正常；当d∈(0，0.6]∪[1.8,+∞)时，表征瓷外套避雷器性能故障，应尽快更换。

本发明的有益效果在于：

1)搭建了一种多重雷击放电下瓷外套避雷器能量吸收性能测试平台，该平台可以有效模拟避雷器遭受多重雷击工况；

2)可通过上位机完成智能化的操作与控制，采集数据方便且高效；

3)可针对多重雷击放电下的避雷器进行测评性能，并提出更换、检修意见，进一步提高电力系统安全稳定性。

附图说明

为了更清楚的说明申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，对于本领域的普通技术人员而言，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为本申请示出的一种多重雷击放电下瓷外套避雷器能量吸收性能测试平台示意图；

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。一种多重雷击放电下瓷外套避雷器能量吸收性能测评方法具体实施方式包括以下步骤：

第一步：首先一种搭建多重雷击放电下瓷外套避雷器能量吸收性能测试平台，具体包括：智能操作控制平台(1)、多重雷击冲击电流发生器(2)、多重雷击冲击信号控制线(3)、冲击高压试验箱(4)、冲击电流高压注入线缆(5)、冲击电流高压回流线缆(7)、瓷外套避雷器试验样品(8)、冲击数据采集装置(9)、冲击数据记录服务器(11)；

所述智能操作控制平台(1)经过多重雷击冲击信号控制线(3)与多重雷击冲击电流发生器(2)电连接；

所述多重雷击冲击电流发生器(2)与冲击数据采集装置(9)输入端相连接；

所述瓷外套避雷器试验样品(8)放置于冲击高压试验箱(4)中，且上端与冲击电流高压注入线缆(5)相连，下端与冲击电流高压回流线缆(7)相连；

所述冲击数据采集装置(9)的输出端与冲击数据记录服务器(11)相连接；

第二步：开展多重雷击放电下瓷外套避雷器能量吸收性能测评，包括以下步骤：

S1：通过多重雷击冲击电流发生器(2)对瓷外套避雷器试验样品(8)进行多重雷击冲击试验，具体步骤为：

1)通过智能操作控制平台(1)设置多重雷击冲击电流发生器(2)产生的冲击电流峰值恒定为I_max，设置多重雷击的脉冲数量为N以及多重雷击的脉冲时间间隔为t；

2)点击智能操作控制平台(1)上的触发按钮，触发信号经过多重雷击冲击信号控制线(3)传输至多重雷击冲击电流发生器(2)，多重雷击冲击电流发生器(2)对瓷外套避雷器试验样品(8)施加多重雷击冲击；

3)冲击数据采集装置(9)采集到瓷外套避雷器试验样品(8)的残压峰值U_max以及多重雷击冲击持续时间T，并最终传输至冲击数据记录服务器(11)进行保存；

所述多重雷击的脉冲为8/20μs的雷电流波形；

所述多重雷击的脉冲数量N为4；

所述多重雷击冲击电流发生器(2)产生的冲击电流峰值I_max设定为5kA；

所述多重雷击的脉冲时间间隔t为150ms；

所述瓷外套避雷器试验样品(8)的残压峰值U_max取为多重雷击的每一个脉冲电压峰值的平均值；

S2：计算多重雷击形状特征评价因子c：

S3：计算多重雷击冲击下瓷外套避雷器的能量吸收性能评估因子d：

式中α为误差系数，m为积分变量；

S4：根据S3计算出的瓷外套避雷器的能量吸收性能评估因子d进行避雷器性能评估：当d∈(0.6,1.8)时，表征瓷外套避雷器性能状态正常；当d∈(0，0.6]∪[1.8,+∞)时，表征瓷外套避雷器性能故障，应尽快更换。

Claims (1)

1.一种多重雷击放电下瓷外套避雷器能量吸收性能测评方法，其特征在于，首先搭建多重雷击放电下瓷外套避雷器能量吸收性能测试平台，具体包括：智能操作控制平台(1)、多重雷击冲击电流发生器(2)、多重雷击冲击信号控制线(3)、冲击高压试验箱(4)、冲击电流高压注入线缆(5)、冲击电流高压回流线缆(7)、瓷外套避雷器试验样品(8)、冲击数据采集装置(9)、冲击数据记录服务器(11)；

所述智能操作控制平台(1)经过多重雷击冲击信号控制线(3)与多重雷击冲击电流发生器(2)电连接；

所述多重雷击冲击电流发生器(2)与冲击数据采集装置(9)输入端相连接；

所述瓷外套避雷器试验样品(8)放置于冲击高压试验箱(4)中，且上端与冲击电流高压注入线缆(5)相连，下端与冲击电流高压回流线缆(7)相连；

所述冲击数据采集装置(9)的输出端与冲击数据记录服务器(11)相连接；

包括以下步骤：

S1：通过多重雷击冲击电流发生器(2)对瓷外套避雷器试验样品(8)进行多重雷击冲击试验，具体步骤为：

1)通过智能操作控制平台(1)设置多重雷击冲击电流发生器(2)产生的冲击电流峰值恒定为I_max，设置多重雷击的脉冲数量为N以及多重雷击的脉冲时间间隔为t；

2)点击智能操作控制平台(1)上的触发按钮，触发信号经过多重雷击冲击信号控制线(3)传输至多重雷击冲击电流发生器(2)，多重雷击冲击电流发生器(2)对瓷外套避雷器试验样品(8)施加多重雷击冲击；

3)冲击数据采集装置(9)采集到瓷外套避雷器试验样品(8)的残压峰值U_max以及多重雷击冲击持续时间T，并最终传输至冲击数据记录服务器(11)进行保存；

所述多重雷击的脉冲为8/20μs的雷电流波形；

S2：计算多重雷击形状特征评价因子c：

S3：计算多重雷击冲击下瓷外套避雷器的能量吸收性能评估因子d：

式中α为误差系数，m为积分变量；

S4：根据S3计算出的瓷外套避雷器的能量吸收性能评估因子d进行避雷器性能评估：当d∈(0.6,1.8)时，表征瓷外套避雷器性能状态正常；当d∈(0，0.6]∪[1.8,+∞)时，表征瓷外套避雷器性能故障，应尽快更换。

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