CN115166499A - 断路器寿命的确定方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了断路器寿命的确定方法、装置、计算机设备和存储介质；本申请实施例可以获取断路器触头的当前累计电磨损量以及最大累计电磨损量；确定所述当前累计电磨损量与所述最大累计电磨损量的比值；通过触头损伤参数对所述比值进行指数计算，得到计算结果；根据所述计算结果，确定断路器寿命。在本申请实施例中，通过当前累计电磨损量、最大累计电磨损量以及触头损伤参数，能够便捷地得到量化且高精准度的断路器寿命。通过高精准度的断路器寿命，能够了解断路器当前使用情况，以根据当前使用情况确定断路器是否需要检修、更换等，以提高用电安全，为生产提供保障。
Description
技术领域
本申请涉及断路器技术领域，具体涉及断路器寿命的确定方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
在电力系统中，断路器是开关电器中最重要的设备之一。断路器性能的可靠性检测尤其是寿命检测，关系到电力系统的安全运行。
然而，在实际应用过程中，断路器常存在触头磨损、灭弧系统老化等问题，通常将触头磨损情况作为断路器寿命检测的依据。例如，常通过定时开盖检修，观察触点磨损情况，以人工方式判断断路器的寿命，但这种检测方式极为不方便，而且可能破坏断路器原有的机械结构。且依靠观察触点磨损情况的方法，容易受经验影响，精准度低。
因此，亟需一种便捷且精准度高的断路器寿命的确定方法。
发明内容
本申请实施例提供断路器寿命的确定方法、装置、计算机设备和存储介质，无需人工开盖观察断路器触头的磨损情况，通过当前累计电磨损量、最大累计电磨损量以及触头损伤参数，能够便捷地得到量化且高精准度的断路器寿命，以提高用电安全，为生产提供保障。
本申请实施例提供一种断路器寿命的确定方法，包括：获取断路器触头的当前累计电磨损量以及最大累计电磨损量；确定所述当前累计电磨损量与所述最大累计电磨损量的比值；通过触头损伤参数对所述比值进行指数计算，得到计算结果；根据所述计算结果，确定断路器寿命。
本申请实施例还提供一种断路器寿命的确定装置，包括：获取单元，用于获取断路器触头的当前累计电磨损量以及最大累计电磨损量；确定单元，用于确定所述当前累计电磨损量与所述最大累计电磨损量的比值；确定单元，还用于通过触头损伤参数对所述比值进行指数计算，得到计算结果；确定单元，还用于根据所述计算结果，确定断路器寿命。
本申请实施例还提供一种计算机设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有多条指令；所述处理器从所述存储器中加载指令，以执行本申请实施例所提供的任一种断路器寿命的确定方法中的步骤。
本申请实施例还提供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多条指令，所述指令适于处理器进行加载，以执行本申请实施例所提供的任一种断路器寿命的确定方法中的步骤。
本申请实施例可以获取断路器触头的当前累计电磨损量以及最大累计电磨损量；确定所述当前累计电磨损量与所述最大累计电磨损量的比值；通过触头损伤参数对所述比值进行指数计算，得到计算结果；根据所述计算结果，确定断路器寿命。
在本申请中，可以以当前累计电磨损量与最大累计电磨损量的比值的形式来量化断路器寿命，该比值可以反应断路器触头的当前磨损量占最大磨损量的比例，以量化表征断路器的当前寿命。此外，本申请通过加入触头损伤参数以对当前累计电磨损量与所述最大累计电磨损量的比值进行指数计算，使在断路器前期使用时，该比值的变化幅度较小，在后期使用时，该比值的变化幅度较大，使得到的断路器寿命更符合触头的实际磨损情况，提升所确定的断路器寿命的精准度，使断路器寿命能更准确的表征断路器是否需要检修、更换，保障用电安全。
由上可知，本申请实施例无需人工开盖观察断路器触头的磨损情况，通过当前累计电磨损量、最大累计电磨损量以及触头损伤参数，能够便捷地得到量化且高精准度的断路器寿命。通过高精准度的断路器寿命，能够了解断路器当前使用情况，以根据当前使用情况确定断路器是否需要检修、更换等，以提高用电安全，为生产提供保障。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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1a是本申请实施例提供的断路器寿命的确定方法的场景示意图；
图1b是本申请实施例提供的断路器寿命的确定方法的流程示意图；
图1c是本申请实施例提供的断路器的结构示意图；
图1d是本申请实施例提供的当前寿命和当前累计操作次数的关系表；
图1e是本申请实施例提供的当前寿命与当前累计操作次数关系的线形图；
图2是本申请实施例提供的断路器寿命的确定方法装置的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供断路器寿命的确定方法、装置、计算机设备和存储介质。
其中，该断路器寿命的确定装置具体可以集成在电子设备中，该电子设备可以为终端、服务器等设备。其中，终端可以为手机、平板电脑、智能蓝牙设备、笔记本电脑、或者个人电脑(Personal Computer，PC)、具有数据处理功能的断路器等设备；服务器可以是单一服务器，也可以是由多个服务器组成的服务器集群。
在一些实施例中，该断路器寿命的确定装置还可以集成在多个电子设备中，比如，断路器寿命的确定装置可以集成在多个服务器中，由多个服务器来实现本申请的断路器寿命的确定方法。
在一些实施例中，服务器也可以以终端的形式来实现。
例如，参考图1a，该电子设备可以为具有单片机的断路器，该电子设备实现本申请的断路器寿命的确定方法。具体地如下：
该断路器可以获取断路器触头的当前累计电磨损量以及最大累计电磨损量；确定当前累计电磨损量与最大累计电磨损量的比值；通过触头损伤参数对比值进行指数计算，得到计算结果；根据计算结果，确定断路器寿命，并通过网络将断路器寿命发送至目标设备。
用户可以通过目标设备获知断路器寿命，并根据断路器寿命了解断路器当前使用情况，以根据当前使用情况确定断路器是否需要检修、更换等，以提高用电安全，为生产提供保障。
以下分别进行详细说明。
在本实施例中，提供了一种断路器寿命的确定方法，如图1b所示，该断路器寿命的确定方法的具体流程可以如下：
110、获取断路器触头的当前累计电磨损量以及最大累计电磨损量。
120、确定当前累计电磨损量与最大累计电磨损量的比值。
130、通过触头损伤参数对比值进行指数计算，得到计算结果。
140、根据计算结果，确定断路器寿命。
关于步骤110，其中，电磨损是指由触头间电火花或电弧的高温使触头金属汽化所造成磨损，电磨损是影响断路器寿命的决定性因素。电磨损量可以用于表征电磨损的磨损程度，电磨损量越大，磨损程度越大。通常电磨损程度越大，表征断路器的当前寿命越大，剩余寿命越小。可以理解的是，当触头磨损程度过高，表明剩余寿命越少，断路器很难维持长期稳定的正常工作状态，此时需要即使进行检修、更换，否则会影响电力系统运行，造成安全隐患。
其中，当前累计电磨损量可以指当前断路器触头的累计电磨损量，当前累计电磨损量可以用于表征断路器触头从开始使用至当前的总的电磨损量。
其中，最大累计电磨损量可以指断路器触头的最大磨损量。可以理解的是，当断路器触头的当前累计的电磨损量达到最大累计电磨损量后，断路器无法维持正常工作状态。
在实际应用中，可以使用断路器寿命的确定装置，如具有数据处理功能的断路器来实现本申请实施例的断路器寿命的确定方法，如图1c所示，该断路器可以包括数据处理模块(即单片机)，数据处理模块可以用于执行本申请实施例的步骤110～140。
在一些实施方式中，为了提升获取的累计电磨损量的精准度，可以根据当前实际工作电流、燃弧时间以及触头发热参数确定各断路器操作的电磨损量，当前实际工作电流、燃弧时间以及触头发热参数都能影响断路触头的发热温度，因此通过这些参数能够准确计算确定断路器在各断路器操作的磨损量，以使确定的当前累计电磨损量的精准度，能更准确的表征断路器是否需要检修、更换，保障用电安全。具体地，当前累计电磨损量的获取方法，可以包括：
针对任一断路器操作，根据断路器的当前实际工作电流、燃弧时间以及触头发热参数，确定任一断路器操作的电磨损量；
根据任一断路器操作的电磨损量，确定当前累计电磨损量。
其中，断路器操作可以指对断路器的合闸或分闸操作，每次合闸或分闸操作都会因电弧的烧蚀对断路器触头产生磨损。每次断路器操作造成的触头磨损的磨损程度都可以视作该次断路器操作的电磨损量。
其中，当前实际工作电流可以指断路器在该任一断路器操作时的工作电流。例如，如图1c所示，断路器还可以包括电流信号处理模块，可以通过电流互感器根据预设的采样周期对断路器的电流进行采样，得到电流采样值，并通过模数转换器将电流采样值转换为数字信号，得到波形数据并传输给电流信号处理模块，电流信号处理模块对采样周期内的波形数据进行处理得到实际工作电流，当前实际工作电流是该任一断路器操作所在的采样周期的实际工作电流。
其中，燃弧时间是指交流开断电弧在电流过零瞬间灭弧，实现开断过程中出现的电弧时间。例如，50Hz交流电弧，每0.01s有一个过零点，交流开断电弧在电流过零瞬间灭弧，实现开断，在开断过程中每相出现电弧的时间区段叫燃弧时间。需说明的是，同一断路器的燃弧时间在理想状态下通常不变，因此可以预先对断路器进行测量得到断路器的燃弧时间，并将预先确定的燃弧时间用于确定当前累计电磨损量的过程。
其中，触头发热参数可以指与触头的发热温度相关的参数，触头发热参数与触头材质、灭弧系统等因素有关。通常情况下，可以根据经验设置触头发热参数的取值为常数2。
在实际应用中，对于任一断路器操作，数据处理模块可以获取断路器在燃弧时间、触头发热参数以及该断路器操作对应的实际工作电流，计算得到该断路器操作的电磨损量。以此，可以累加当前断路器操作的电磨损量以及历史每次断路器操作的电磨损量，得到断路器触头从开始使用至当前的总的电磨损量。
例如，电流信号处理模块读取电流互感器的电流采样值，经过计算得到当前实际工作电流(kA)Ic，数据处理模块结合触头发热参数α、燃弧时间t，通过
计算得到每次断路器操作的电磨损量Q1，并根据
计算得到当前累计电磨损量Qc，其中N为当前操作次数。
在一些实施方式中，可以将当前断路器操作的电磨损量与对应上一断路器操作的上一累计电磨损量进行加和得到当前累计电磨损量，以只需要以此加和计算过程，就能实现对历史所有断路器操作的电磨损量进行加和处理，大大提升了计算当前累计电磨损量的效率。具体地，根据任一断路器操作的电磨损量，确定当前累计电磨损量，可以包括：
获取对应上一断路器操作的上一累计电磨损量；
加和上一累计电磨损量以及当前断路器操作的电磨损量，得到当前累计电磨损量。
其中，上一断路器操作可以指当前断路器操作的前一断路器操作。上一累计电磨损量可以指上一断路器操作的累计电磨损量，如上一累计电磨损量可以指上一断路器操作以及上一断路器操作之前的所有断路器操作的电磨损量的和。相对而言，当前累计电磨损量可以指当前断路器操作的累计电磨损量，如当前累计电磨损量可以指当前断路器操作以及当前断路器操作之前的所有断路器操作的电磨损量的和。
在实际应用中，如图1c所示，具有数据处理功能的断路器还可以包括存储模块。针对任一断路器操作，在计算得到该断路器操作的累计电磨损量时，可以将计算得到的累计电磨损量存储在存储模块，以此在计算当前断路器操作的累计电磨损量时，数据处理模块可以直接从存储模块中获取上一断路器操作的累计电磨损量，将其与当前断路器操作的电磨损量加和，得到当前累计电磨损量。
在一些实施方式中，为了合理评价断路器触头的最大磨损量，可以根据额定电流、燃弧时间以及触头发热参数确定断路器的每次断路器操作的理论电磨损量，并根据理论电磨损量以及最大操作次数的结果来量化表征断路器触头的最大累计电磨损量，以使确定的当前累计电磨损量的精准度高，能更准确的表征断路器是否需要检修、更换，保障用电安全。此外，额定电流下每次操作的电磨损量都相同，因此无需测量每次操作的电磨损量，只需统计最大操作次数，就能得到最大累计电磨损量，大大提升了计算最大累计电磨损量的效率。具体地，最大累计电磨损量的获取方法，可以包括：
根据断路器的额定电流、燃弧时间以及触头发热参数，确定每次断路器操作的理论电磨损量；
根据理论电磨损量以及最大操作次数，得到最大累计电磨损量。
其中，额定电流可以指断路器在额定电压下，按照额定功率运行时的电流。
其中，每次断路器操作的理论电磨损量可以指在额定电流下，每次断路操作的电磨损量。
其中，最大操作次数可以指在断路器能处理正常工作状态的断路器操作的上限值。例如，最大操作次数可以指断路器在额定电流下能正常执行断路器操作的上限值，如可以预先对样本断路器进行机械测试，在额定电流下测试该断路器能够开合、且处理正常工作状态最大次数，将该最大次数作为最大操作次数。再如，也可以根据经验，将样本断路器的历史最大操作次数作为本申请实施例中的最大操作次数。需说明的时，断路器的正常工作状态可以指在没有任何故障的情况下完成其分配的工作和功能的，样本断路器可以指与本申请实施例的断路器相同的断路器样本。
在实际应用中，最大累计电磨损量可以指额定电流下的断路器触头的最大磨损量。以此，数据处理模块可以断路器的额定电流、燃弧时间以及触头发热参数，确定每次断路器操作的理论电磨损量，并将每次断路器操作的理论电磨损量与最大操作次数进行相乘，得到最大累计电磨损量。
例如，数据处理模块可以获取断路器在额定电流(kA)Ie下的最大操作次数 M，结合触头发热参数α、燃弧时间t，根据
计算得到每次断路器操作的理论电磨损量Qe，并根据Qm＝MQe计算得到最大累计电磨损量Qm。
在一些实施方式中，由于触头发热参数与触头材质、灭弧系统等因素有关，很难根据触头材质、灭弧系统量化触头发热参数。本申请实施例根据样本最大累计电磨损量以及样本累计电磨损量来确定触头发热参数，以得到量化的触头发热参数，以提升获取的累计电磨损量的精准度，能更准确的表征断路器是否需要检修、更换，保障用电安全。具体地，获取断路器触头的当前累计电磨损量以及最大累计电磨损量之前，还包括：
获取包含第一函数以及第二函数的公式，第一函数为用于确定样本断路器触头的样本最大累计电磨损量的函数，第二函数为用于通过短路分断法确定样本断路器触头的样本累计电磨损量的函数，第一函数以及第二函数包括触头发热参数；
求解公式，得到触头发热参数。
其中，样本断路器触头可以指样本断路器的触头。样本最大累计电磨损量可以指样本断路器触头的最大累计电磨损量。例如，可以为样本断路器触头在额定电流下的最大的电磨损量。
其中，样本累计电磨损量可以指在短路分断法中累计的断路器触头磨损量。
其中，短路分断法可以指确定断路器额定短路分断能力的方法，额定短路分断能力可以指断路器开关的一种特殊功能。断路器的分断能力是指断路器安全切断故障电流的能力，与其额定电流无必然联系。例如，可以通过短路分断法确定断路器的极限短路分断能力，极限短路分断能力可以指在一定的试验参数条件下，经一定的试验程序，能够接通和分断的短路电流，经此通断后，不再继续承载其额定电流的分断能力。可以理解的是，断路器根据短路分断法进行实验后，其不再继续承载其额定电流的分断能力也表征断路器不能再维持工作状态，以此，可以将断路器在该实验中的累计电磨损量作为断路器触头的最大磨损量。
在本申请实施例中，通过两种不同的方式衡量样本断路器触头能承受的最大磨损量，一种是通过第一函数确定样本断路器在额定电压下的样本最大累计电磨损量，另一种是通过第二函数确定样本断路器在短路分断法中的样本累计电磨损量。由于第一函数以及第二函数的计算结果都能用于表征样本断路器触头能承受的最大磨损量，因此，可以令第一函数等于第二函数，得到公式，再通过求解公式得到触头发热参数的值。
例如，可以利用电气寿命和短路分断次数的触头总磨损量相等来确定触头发热参数α的值。电气寿命即为在额定电流Ie下，操作次数M推算的触头磨损总量
短路分断能力即为在分断电流Ics下，操作次数N推算出触头磨损总量
根据Qm1＝Qm2,将额定电流Ie、分断电流Ics、最大操作次数M以及短路分断次数N代入Qm1＝Qm2，即可求解Qm1＝Qm2得到触头发热指数α的值，求解过程中等式左右两边的燃弧时间t可以抵消，因此无需获取燃弧时间t的值。具体地，一款630A塑壳断路器，电气寿命5000次，即在额定电流Ie＝630A下，可以操作M＝5000次，短路分断3次，即在Ics＝50kA电流下可以承受N＝3次。
关于步骤120，由于断路器触头的电磨损是电弧的烧蚀对断路器触头产生的磨损，因此燃弧时间是用于确定电磨损量的重要参数。现有技术中常通过电弧检测单元等测量燃弧时间，这种测量方式需要投入额外的测量设备，不但增加成本，且测量结果容易受电压稳定性等因素影响，导致检测的燃弧时间不准确。
为此，在本申请实施例中，以当前累计电磨损量与最大累计电磨损量的比值的形式来量化断路器寿命，一方面，该比值可以反应断路器触头的当前磨损量占最大磨损量的比例，以量化表征断路器的当前寿命，另一方面，比值的计算过程可以使当前累计电磨损量与最大累计电磨损量中的燃弧时间相抵消，以使得到比值结果不受燃弧时间的影响，可以提升断路器寿命的确定结果的精准度，能更准确的表征断路器是否需要检修、更换，保障用电安全。
关于步骤130，其中，触头损伤参数可以指与触头的磨损程度相关的参数。触头损伤参数受断路器触头的产品性能影响，如不同材质的断路器触头的触头损伤参数不同。可以为不同类型的断路器的设置不同的触头损伤参数，例如，可以根据对不同类型的断路器进行实验，确定每种类型的断路器的触头损伤参数。
其中，指数计算可以指以比值为底数，触头损伤参数为指数的运算过程。
可以理解的是，当前累计电磨损量与最大累计电磨损量的比值是一个随断路器操作次数增加逐渐增大线性数据，若直接根据该比值确定断路器寿命，断路器寿命也是随着随断路器操作次数的增加而逐渐增大线性数据。然而，发明人在对断路器寿命的研究过程中发现，随着操作次数的增加，断路器寿命并不是线性增加，操作次数与断路器寿命之间的关系是非线性的。在断路器前期使用时，一次断路器操作导致的磨损相对较小，因此断路器寿命变化较小，而在后期使用时，由于灭弧性能、老化等因素影响，一次断路器操作导致的磨损相对较大，因此断路器寿命变化较大。因此，本申请实施例通过加入触头损伤参数以对当前累计电磨损量与最大累计电磨损量的比值进行指数计算，使在断路器前期使用时，该比值的变化幅度较小，在后期使用时，该比值的变化幅度较大，使得到的断路器寿命更符合触头的实际磨损情况，提升所确定的断路器寿命的精准度，能更准确的表征断路器是否需要检修、更换，保障用电安全。
可选地，经发明人在对断路器寿命的长期研究过程后发现，触头损伤参数的取值范围在1.5～2.5时，所确定的断路器寿命的精准度更高，能更准确的表征断路器是否需要检修、更换，保障用电安全。
关于步骤140，其中，断路器寿命可以表征断路器的当前使用情况或未来使用情况等。断路器寿命可以包括断路器的当前寿命、剩余寿命或剩余操作次数等。需说明的是，在实际应用中影响断路器的电寿命的主要因素是电磨损，电磨损可以包括与灭弧室、灭弧介质和触头相关的磨损，其中起决定作用的是与触头相关的电磨损，因此可以使用触头的电磨损量来确定断路器的寿命。
在一些实施方式中，为了提升断路器寿命的确定结果的精准度，可以使用寿命偏差参数减少得到的断路器寿命与真实寿命的偏差，使断路器寿命能更准确的表征断路器是否需要检修、更换，保障用电安全。具体地，断路器寿命包括断路器的当前寿命，根据计算结果，确定断路器寿命，可以包括：
通过寿命偏差参数对计算结果进行偏差处理，得到断路器的当前寿命，寿命偏差参数与断路器的工作环境相关。
其中，当前寿命可以指断路器当前的使用情况。如当前寿命可以用于表征断路器当前的使用程度，当前寿命越大，表征当前断路器的使用程度越大。例如，可以将计算结果与相加得到断路器的当前寿命，得到的当前寿命可以为以百分数或小数形式表示，且断路器的当前寿命小于等于1。可以理解的是，在未被使用时，断路器的当前寿命为0，随着断路器的断路器操作次数增加，断路器的当前寿命逐渐变大，当断路器的当前寿命为1时，表明断路器无法维持正常工作状态。
其中，寿命偏差参数可以指用于调整计算结果，以减少得到的断路器寿命结果与真实寿命之间的偏差的参数。寿命偏差参数可以与断路器的工作环境如温度、湿度等相关的参数。可以根据断路器的工作环境确定寿命偏差参数，例如，在理想的工作环境如标准工作温度或标准工作湿度时，寿命偏差参数可以为0，标准工作温度、标准工作湿度可以为预设的工作温度或工作湿度。可以理解的是，在高于该标准工作温度或标准工作湿度的工作环境中，或低于该标准工作温度或标准工作湿度的工作环境中，寿命偏差参数大于0。通常工作环境中，工作温度或工作湿度与标准工作温度或标准工作湿度的差值越大，寿命偏差参数越大。
可选地，经发明人在对断路器寿命的长期研究过程后发现，寿命偏差参数的取值范围在0～10％时，所确定的断路器寿命的精准度更高，使断路器寿命能更准确的表征断路器是否需要检修、更换，保障用电安全。
例如，数据处理模块可以根据当前累计电磨损量Qc、最大累计电磨损量Qm、寿命偏差参数γ以及触头损伤参数β，根据
计算得到当前寿命Sl。
以此，在实际应用中，可以根据断路器的电气寿命信息，结合额定电流、操作次数以及触头材质、灭弧系统等因素计算得到该断路器的最大累计电磨损量。例如，一种断路器在通额定电流(Ie＝1.6kA)时，最大操作次数为1000 次，即M＝1000，触头发热参数α＝2，假设燃弧时间t在理想情况下都保持不变，对寿命率影响不大，这里设为一个周波0.02s，可推算出触头磨损总量
在分别通不同实际工作电流Ic＝1.6kA、Ic＝2kA，计算得到该断路器的当前累计电磨损量Qc。最后根据触头损伤参数β(如β＝2)，计算出不同情况下的当前寿命。
如图1d所示，图1d中的表格为当前寿命和当前累计操作次数的关系表。从图1d中的表格中可以看出，在通额定电流的情况下，在计算当前寿命时，若不考虑触头损伤参数，在操作满1000次时，剩余寿命即将结束。若考虑触头损伤参数，断路器操作前期，每次操作的触头磨损量相对较低。随着工作年限及操作次数增多，断路器操作后期，每次操作的触头磨损量相对较高。在图 1d中的表格中，还可以看出，当实际工作电流高于额定电流时，触头磨损量也大于额定电流条件下的磨损量。在图1d中的表格中，通1.25倍的额定电流 (Ic＝2kA)时，操作次数为640次。在640次之后，断路器触头累计磨损量达到磨损总量，剩余寿命也随之殆尽，故用“-”表示。
如图1e所示，图1e为根据图1d中的表格中数据绘制的当前寿命与当前累计操作次数关系的线形图。在额定电流下，当前寿命和当前累计操作次数成线性关系，在操作次数达到1000次时，断路器的寿命殆尽。当通1.25倍的额定电流时，每次操作的触头磨损量相对于额定电流的触头磨损量较大，所以当前累计电磨损量相对较快达到触头磨损总量(即最大累计电磨损量)。在理想情况下，在通1.25倍的额定电流的情况下，在640次操作时，触头累计磨损达到触头磨损总量。但是在实际环境中，触头磨损与操作次数、操作年限等因素有关，到后期的磨损值越大，磨损变化率越来越大。所以引入触头损伤指数，对比无损伤指数和有损伤指数的当前寿命和操作次数线形图可以得出规律，在有损伤指数时，断路器操作前期，对触头磨损较小，由于操作次数、操作年限、灭弧系统及机构内部微弱变化导致了操作后期对触头的磨损越来越大。因此，在确定当前寿命时，加入触头损伤参数进行计算，使得到的断路器寿命更符合触头的实际磨损情况，提升所确定的断路器寿命的精准度。此外，还通过引入寿命偏差参数，根据断路器的实际工作环境调整当前寿命，使得到的断路器寿命更符合触头的实际磨损情况，提升所确定的断路器寿命的精准度。
在一些实施方式中，可以根据断路器的当前寿命来确定断路器的剩余操作次数，以能更直观地提示用户断路器的可使用情况，使用户能根据剩余操作次数控制断路器未来的使用情况，例如限制断路器未来的操作次数不高于剩余操作次数，以提升用电安全。具体地，断路器寿命还包括断路器的剩余操作次数，根据计算结果，确定断路器寿命，还可以包括：
根据当前寿命，确定断路器的剩余寿命；
根据剩余寿命以及最大操作次数，确定断路器的剩余操作次数。
其中，剩余寿命可以指断路器的剩余可使用的情况。如剩余寿命越大，表征当前断路器在正常工作状态下剩余的使用时间或断路器操作次数越多。
其中，剩余操作次数可以指根据剩余寿命以及最大操作次数确定的、断路器在正常工作状态下剩余的操作次数。
在实际应用中，可以根据当前寿命确定断路器的剩余寿命，并根据剩余操作次数＝(剩余寿命/总寿命)×最大操作次数，其中，总寿命为剩余寿命与当前寿命的总和，总寿命可以用于表征断路器能维持正常状态的最大寿命。例如，断路器的总寿命可以为1，剩余寿命可以等于1-当前寿命，通过最大操作次数乘以剩余寿命，可以得到断路器的剩余操作次数。
可选地，可以根据断路器的当前寿命以及断路器操作次数来确定断路器的剩余操作次数，以能更直观地提示用户断路器的可使用情况，使用户能根据剩余操作次数控制断路器未来的使用情况，提升用电安全。具体地，断路器寿命还包括断路器的剩余操作次数，根据计算结果，确定断路器寿命，还可以包括：
根据当前寿命、当前累计操作次数、历史当前寿命以及历史累计操作次数，拟合得到预测函数；
根据预测函数，确定断路器的预测最大操作次数；
根据预测最大操作次数以及当前累计操作次数，确定断路器的剩余操作次数。
其中，当前累计操作次数可以指当前断路器操作时累计的断路器操作的次数。历史当前寿命可以指在当前断路器操作之前的任一历史断路器操作时确定的断路器的当前寿命。历史断路器操作次数可以指对应任一历史断路器操作时累计的断路器操作的次数。
其中，预测最大操作次数可以指根据预测函数确定的最大断路器操作的操作次数。
在实际应用中，在对断路器的每次断路器操作后，都可以计算一次该断路器当前寿命，以及记录该断路器操作对应的累计操作次数。并根据每次断路器操作的当前寿命以及累计操作次数，拟合得到预测函数，并根据预测函数计算得到当前寿命为断路器总寿命时的预测最大操作次数，剩余操作次数可以等于预测最大操作次数减去当前累计操作次数。例如，第一次断路器操作、第二次断路器操作至第n次断路器操作后分别得到当前寿命L1、L2、…、Ln，以此可以以点(1，L1)、(2，L2)、…、(n，Ln)绘制得到线形图，再通过Matlab 软件的lsqcurvefit()函数拟合得到函数F(x,y)，将y＝1带入F(x,y)得到对应的x即为预测最大操作次数，剩余操作次数＝x-n。
需说明的是，本申请实施例的断路器的剩余操作次数是对常规工作电流或额定电流情况下断路器还能操作的次数的预测。在实际应用中，若断路器工作时出现偶发的较大工作电流或较小工作电流，该较大工作电流造成的触头磨损程度较大，因此一次较大工作电流的操作可以被认为相当于多次常规工作电流或额定电流下的操作，该较小工作电流造成的触头磨损程度较小，因此多次较小工作电流的操作可以被认为相当于一次常规工作电流或额定电流下的操作，用户可以根据出现的较大工作电流或较小工作电流的频次调整剩余操作次数，如较大工作电流出现的频次较高，则减小剩余操作次数，较小工作电流出现的频次较高，则增大剩余操作次数，以此，可以更合理地判断是否需要检修或更换断路器。
在一些实施方式中，根据计算结果，确定断路器寿命之后，还可以包括：将断路器寿命发送至目标设备。例如，如图1c所示，断路器还可以包括数据传输模块，数据传输模块可以将数据处理模块确定的断路器寿命发送至目标设备，目标设备可以包括终端或服务器等，以时用户可以通过目标设备获知断路器寿命。
可以理解的是，断路器寿命可以用于评价断路器的当前使用情况，因此，用户在获知断路器寿命后，可以根据断路器寿命判断该断路器是否需要检修或更换，例如，若当前寿命高于预设寿命值如0.9，则说明该断路器剩余寿命趋近于0，以此可以对断路器进行检修或更换，以保障电路系统的稳定运行，提高用电安全，为生产提供保障。再如，用户可以根据剩余操作次数来限制该的断路器的未来使用情况，在断路器剩余操作次数低于预设操作次数时，可以对断路器进行检修或更换，以保障电路系统的稳定运行，提高用电安全，为生产提供保障。
本申请实施例提供的断路器寿命的确定方案可以应用在各种电力系统场景中。比如，获取断路器触头的当前累计电磨损量以及最大累计电磨损量；确定当前累计电磨损量与最大累计电磨损量的比值；通过触头损伤参数对比值进行指数计算，得到计算结果；根据计算结果，确定断路器寿命。
本申请实施例提供的方案以当前累计电磨损量与最大累计电磨损量的比值的形式来量化断路器寿命，一方面，该比值可以反应断路器触头的当前磨损量占最大磨损量的比例，以量化表征断路器的当前寿命，另一方面，比值的计算过程可以使当前累计电磨损量与最大累计电磨损量中的燃弧时间相抵消，以使得到比值结果不受燃弧时间的影响，可以提升断路器寿命的确定结果的精准度，使断路器寿命能更准确的表征断路器是否需要检修、更换，保障用电安全。
此外，本申请实施例通过加入触头损伤参数以对当前累计电磨损量与最大累计电磨损量的比值进行指数计算，使在断路器前期使用时，该比值的变化幅度较小，在后期使用时，该比值的变化幅度较大，使得到的断路器寿命更符合触头的实际磨损情况，提升所确定的断路器寿命的精准度，使断路器寿命能更准确的表征断路器是否需要检修、更换，保障用电安全。
具体地，本申请实施例利用电气寿命和短路分断能力的触头总磨损量相等确定，计算引入触头发热参数；通过引入触头发热参数，该参数与触头材质、灭弧系统等因素相关，能用于确定触头电磨损量；通过在额定电流下的理论电磨损量以及最大操作次数，计算得到最大累计电磨损量，在实际工作电流下，加和得到当前累计电磨损量；通过引入触头损伤参数以及寿命偏差参数，影响断路器寿命的结果，以提升所确定的断路器寿命的精准度。
由上可知，本申请实施例通过前累计电磨损量、最大累计电磨损量以及触头损伤参数能够得到量化且高精准度的断路器寿命。通过高精准度的断路器寿命，能够了解断路器当前使用情况，以根据当前使用情况确定断路器是否需要检修、更换等，以提高用电安全，为生产提供保障。
为了更好地实施以上方法，本申请实施例还提供一种断路器寿命的确定装置，该断路器寿命的确定装置具体可以集成在电子设备中，该电子设备可以为终端、服务器等设备。其中，终端可以为手机、平板电脑、智能蓝牙设备、笔记本电脑、个人电脑、具有数据处理功能的断路器等设备；服务器可以是单一服务器，也可以是由多个服务器组成的服务器集群。
比如，在本实施例中，将以断路器寿命的确定装置具体集成在具有数据处理功能的断路器为例，对本申请实施例的方法进行详细说明。
例如，如图2所示，该断路器寿命的确定装置可以包括获取单元210以及确定单元220，如下：
(一)获取单元210
可以用于获取断路器触头的当前累计电磨损量以及最大累计电磨损量。可选地，如1c图所示，获取单元210以及确定单元220可以集成在断路器的数据处理模块中。
在一些实施方式中，获取单元210具体可以用于：
针对任一断路器操作，根据断路器的当前实际工作电流、燃弧时间以及触头发热参数，确定任一断路器操作的电磨损量；
根据任一断路器操作的电磨损量，确定当前累计电磨损量。
在一些实施方式中，所根据任一断路器操作的电磨损量，确定当前累计电磨损量，可以包括：
获取对应上一断路器操作的上一累计电磨损量；
加和上一累计电磨损量以及当前断路器操作的电磨损量，得到当前累计电磨损量。
在一些实施方式中，获取单元210具体可以用于：
根据断路器的额定电流、燃弧时间以及触头发热参数，确定每次断路器操作的理论电磨损量；
根据理论电磨损量以及最大操作次数，得到最大累计电磨损量。
在一些实施方式中，获取单元210还可以用于：
获取包含第一函数以及第二函数的公式，第一函数为用于确定样本断路器触头的样本最大累计电磨损量的函数，第二函数为用于通过短路分断法确定样本断路器触头的样本累计电磨损量的函数，第一函数以及第二函数包括触头发热参数；
求解公式，得到触头发热参数。
(二)确定单元220
可以用于确定当前累计电磨损量与最大累计电磨损量的比值。
在一些实施方式中，确定单元220还可以用于：通过触头损伤参数对比值进行指数计算，得到计算结果。
在一些实施方式中，确定单元220还可以用于：根据计算结果，确定断路器寿命。
在一些实施方式中，断路器寿命包括断路器的当前寿命，确定单元220具体可以用于：
通过寿命偏差参数对计算结果进行偏差处理，得到断路器的当前寿命，寿命偏差参数与断路器的工作环境相关。
在一些实施方式中，断路器寿命还包括断路器的剩余操作次数，确定单元 220具体可以用于：
根据当前寿命，确定断路器的剩余寿命；
根据剩余寿命以及最大操作次数，确定断路器的剩余操作次数。
具体实施时，以上各个单元可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个单元的具体实施可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。
由此，本申请实施例无需人工开盖观察断路器触头的磨损情况，通过当前累计电磨损量、最大累计电磨损量以及触头损伤参数，能够便捷地得到量化且高精准度的断路器寿命。通过高精准度的断路器寿命，能够了解断路器当前使用情况，以根据当前使用情况确定断路器是否需要检修、更换等，以提高用电安全，为生产提供保障。
相应的，本申请实施例还提供一种计算机设备，该计算机设备可以为终端或服务器，该终端可以为智能手机、平板电脑、笔记本电脑、触控屏幕、游戏机、个人计算机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等终端设备。
如图3所示，图3为本申请实施例提供的计算机设备的结构示意图，该计算机设备300包括有一个或者一个以上处理核心的处理器310、有一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器320及存储在存储器320上并可在处理器上运行的计算机程序。其中，处理器310与存储器320电性连接。本领域技术人员可以理解，图中示出的计算机设备结构并不构成对计算机设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
处理器310是计算机设备300的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机设备300的各个部分，通过运行或加载存储在存储器320内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器320内的数据，执行计算机设备300的各种功能和处理数据，从而对计算机设备300进行整体监控。
在本申请实施例中，计算机设备300中的处理器310会按照如下的步骤，将一个或一个以上的应用程序的进程对应的指令加载到存储器320中，并由处理器310来运行存储在存储器320中的应用程序，从而实现各种功能：
获取断路器触头的当前累计电磨损量以及最大累计电磨损量；确定当前累计电磨损量与最大累计电磨损量的比值；通过触头损伤参数对比值进行指数计算，得到计算结果；根据计算结果，确定断路器寿命。
以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。
可选的，如图3所示，计算机设备300还包括：触控显示屏330、射频电路340、音频电路350、输入单元360以及电源370。其中，处理器310分别与触控显示屏330、射频电路340、音频电路350、输入单元360以及电源370 电性连接。本领域技术人员可以理解，图3中示出的计算机设备结构并不构成对计算机设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
触控显示屏330可用于显示图形用户界面以及接收用户作用于图形用户界面产生的操作指令。触控显示屏330可以包括显示面板和触控面板。其中，显示面板可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及计算机设备的各种图形用户接口，这些图形用户接口可以由图形、文本、图标、视频和其任意组合来构成。可选的，可以采用液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)、有机发光二极管(OLED，Organic Light-EmittingDiode)等形式来配置显示面板。触控面板可用于收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板上或在触控面板附近的操作)，并生成相应的操作指令，且操作指令执行对应程序。可选的，触控面板可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器310，并能接收处理器310发来的命令并加以执行。触控面板可覆盖显示面板，当触控面板检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器310以确定触摸事件的类型，随后处理器310根据触摸事件的类型在显示面板上提供相应的视觉输出。在本申请实施例中，可以将触控面板与显示面板集成到触控显示屏330而实现输入和输出功能。但是在某些实施例中，触控面板与显示面板可以作为两个独立的部件来实现输入和输出功能。即触控显示屏330也可以作为输入单元360的一部分实现输入功能。
射频电路340可用于收发射频信号，以通过无线通信与网络设备或其他计算机设备建立无线通讯，与网络设备或其他计算机设备之间收发信号。
音频电路350可以用于通过扬声器、传声器提供用户与计算机设备之间的音频接口。音频电路350可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器，由扬声器转换为声音信号输出；另一方面，传声器将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路350接收后转换为音频数据，再将音频数据输出处理器 310处理后，经射频电路340以发送给比如另一计算机设备，或者将音频数据输出至存储器320以便进一步处理。音频电路350还可能包括耳塞插孔，以提供外设耳机与计算机设备的通信。
输入单元360可用于接收输入的数字、字符信息或用户特征信息(例如指纹、虹膜、面部信息等)，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。
电源370用于给计算机设备300的各个部件供电。可选的，电源370可以通过电源管理系统与处理器310逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源370还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。
尽管图3中未示出，计算机设备300还可以包括摄像头、传感器、无线保真模块、蓝牙模块等，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
由上可知，本实施例提供的计算机设备无需人工开盖观察断路器触头的磨损情况，通过当前累计电磨损量、最大累计电磨损量以及触头损伤参数，能够便捷地得到量化且高精准度的断路器寿命。通过高精准度的断路器寿命，能够了解断路器当前使用情况，以根据当前使用情况确定断路器是否需要检修、更换等，以提高用电安全，为生产提供保障。
本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。
为此，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其中存储有多条计算机程序，该计算机程序能够被处理器进行加载，以执行本申请实施例所提供的任一种断路器寿命的确定方法中的步骤。例如，该计算机程序可以执行如下步骤：
获取断路器触头的当前累计电磨损量以及最大累计电磨损量；确定当前累计电磨损量与最大累计电磨损量的比值；通过触头损伤参数对比值进行指数计算，得到计算结果；根据计算结果，确定断路器寿命。
以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。
其中，该存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。
由于该存储介质中所存储的计算机程序，可以执行本申请实施例所提供的任一种断路器寿命的确定方法中的步骤，因此，可以实现本申请实施例所提供的任一种断路器寿命的确定方法所能实现的有益效果，详见前面的实施例，在此不再赘述。
以上对本申请实施例所提供的一种提供断路器寿命的确定方法、装置、计算机设备和存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种断路器寿命的确定方法，其特征在于，包括：
获取断路器触头的当前累计电磨损量以及最大累计电磨损量；
确定所述当前累计电磨损量与所述最大累计电磨损量的比值；
通过触头损伤参数对所述比值进行指数计算，得到计算结果；
根据所述计算结果，确定断路器寿命。
2.如权利要求1所述的断路器寿命的确定方法，其特征在于，所述当前累计电磨损量的获取方法，包括：
针对任一断路器操作，根据所述断路器的当前实际工作电流、燃弧时间以及触头发热参数，确定所述任一断路器操作的电磨损量；
根据所述任一断路器操作的电磨损量，确定当前累计电磨损量。
3.如权利要求2所述的断路器寿命的确定方法，其特征在于，所述根据所述任一断路器操作的电磨损量，确定当前累计电磨损量，包括：
获取对应上一断路器操作的上一累计电磨损量；
加和所述上一累计电磨损量以及当前断路器操作的电磨损量，得到当前累计电磨损量。
4.如权利要求1所述的断路器寿命的确定方法，其特征在于，所述最大累计电磨损量的获取方法，包括：
根据所述断路器的额定电流、燃弧时间以及触头发热参数，确定每次断路器操作的理论电磨损量；
根据所述理论电磨损量以及最大操作次数，得到最大累计电磨损量。
5.如权利要求2或4所述的断路器寿命的确定方法，其特征在于，所述获取断路器触头的当前累计电磨损量以及最大累计电磨损量之前，还包括：
获取包含第一函数以及第二函数的公式，所述第一函数为用于确定样本断路器触头的样本最大累计电磨损量的函数，所述第二函数为用于通过短路分断法确定所述样本断路器触头的样本累计电磨损量的函数，所述第一函数以及所述第二函数包括所述触头发热参数；
求解所述公式，得到触头发热参数。
6.如权利要求1所述的断路器寿命的确定方法，其特征在于，所述断路器寿命包括所述断路器的当前寿命，所述根据所述计算结果，确定断路器寿命，包括：
通过寿命偏差参数对所述计算结果进行偏差处理，得到所述断路器的当前寿命，所述寿命偏差参数与所述断路器的工作环境相关。
7.如权利要求6所述的断路器寿命的确定方法，其特征在于，所述断路器寿命还包括所述断路器的剩余操作次数，所述根据所述计算结果，确定断路器寿命，还包括：
根据所述当前寿命，确定所述断路器的剩余寿命；
根据所述剩余寿命以及最大操作次数，确定所述断路器的剩余操作次数。
8.一种断路器寿命的确定装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取断路器触头的当前累计电磨损量以及最大累计电磨损量；
确定单元，用于确定所述当前累计电磨损量与所述最大累计电磨损量的比值；
确定单元，还用于通过触头损伤参数对所述比值进行指数计算，得到计算结果；
确定单元，还用于根据所述计算结果，确定断路器寿命。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有多条指令；所述处理器从所述存储器中加载指令，以执行如权利要求1～7任一项所述的断路器寿命的确定方法中的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有多条指令，所述指令适于处理器进行加载，以执行权利要求1～7任一项所述的断路器寿命的确定方法中的步骤。
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2022
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