CN116148657A - 一种电磁式漏电断路器运行监测诊断方法 - Google Patents

一种电磁式漏电断路器运行监测诊断方法 Download PDF

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CN116148657A CN202310433980.3A CN202310433980A CN116148657A CN 116148657 A CN116148657 A CN 116148657A CN 202310433980 A CN202310433980 A CN 202310433980A CN 116148657 A CN116148657 A CN 116148657A
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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers

Abstract

本发明属于漏电断路器运行监测诊断技术领域，具体公开提供的一种电磁式漏电断路器运行监测诊断方法，该方法包括对指定变电站内安置的电磁式漏电断路的过流运行过程参数进行监测，根据监测结果进行过流反应诊断；对电磁式漏电断路器对应触头组件的运行状态参数进行监测，根据监测结果进行运行健康诊断；本发明通过从目标断路器的运行过程层面和运行状态层面两个维度进行运行监测诊断，实现了目标断路器的内部结构和外部表象的双层面监测诊断，有效解决当前没有结合漏电断路器健康状态进行综合性分析的问题，规避了当前单一维度监测诊断方式的局限性，增强了目标断路器诊断结果的精准性、可靠性和价值性。

Description

一种电磁式漏电断路器运行监测诊断方法
技术领域
本发明属于漏电断路器运行监测诊断技术领域，涉及到一种电磁式漏电断路器运行监测诊断方法。
背景技术
变电站作为电气设施繁多和用电大的代表场所，其电气火灾一直是首要灾害，尤其是大型变电站的电气火灾影响极大，而电磁式漏电断路器作为防止火灾的有效电气设备，其在大型变电站内的运行监测和诊断的重要性不言而喻。
对于大型变电站而言，电磁式漏电断路器必须具备超低的故障率性，当前对大型变电站内电磁式漏电断路器的监测和诊断也主要侧重于断电开关时间等常规故障层面，很显然，当前监测诊断方式还存在以下几个方面的问题：1、对电磁式漏电断路器故障率降低效果不明显，常规的断电开关时间的故障监测诊断属于故障存在与否层面的诊断，无法实现电磁式漏电断路器故障的超前预防。
2、属于漏电断路器故障表象层面的监测诊断，存在一定的诊断滞后性，即服务于漏电断路器存在故障现象后的诊断分析，已经造成了一定的影响和干扰，无法降低漏电断路器安全隐患，也无法保障大型变电站的运维安全性和运维稳定性。
3、缺乏精准性层面的诊断，电磁式漏电断路器的精准性直接影响了其故障的可能性和故障的严重性，当前监测诊断无法反映电磁式漏电断路器的故障的概率情况以及严重情况，使得故障型电磁式漏电断路器处理的针对性和合理性得不到保障，也无法防止轻微故障电磁式漏电断路器的进一步恶化，同时还无法延缓未故障电磁式漏电断路器的故障趋势。
4、缺乏结构健康层面的诊断，电磁式漏电断路器内部触头组件会随着温度、作用次数等造成一定的形变和松动，存在健康隐患，进而影响电磁式漏电断路器的精准性，当前没有结合电磁式漏电断路器结构健康进行综合性分析，存在一定局限性，使得电磁式漏电断路器诊断结果的精准性和可靠性不强。
发明内容
鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种电磁式漏电断路器运行监测诊断方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：本发明提供一种电磁式漏电断路器运行监测诊断方法，该方法包括：步骤1、断路器运行过程监测：将指定变电站内安置的电磁式漏电断路记为目标断路器，并对其在设定监测周期内的过流运行过程参数进行监测。
步骤2、断路器运行过程诊断：对目标断路器的运行过程进行诊断，若诊断结果为过流反应偏差，进行故障紧急性分析，并同时启动步骤5，若诊断结果为过流反应灵敏，启动步骤3。
步骤3、断路器运行状态监测：对目标断路器对应触头组件的运行状态参数进行监测。
步骤4、断路器运行状态诊断：对目标断路器的运行状态进行诊断，当诊断结果为非健康时，启动步骤5，反之则启动步骤6。
步骤5、断路器运行预警：进行目标断路器运行故障紧急预警和运行健康预警。
步骤6、断路器运行反馈：进行目标断路器运行健康反馈。
优选地，所述过流运行过程参数包括过流次数、过流断电次数以及各次过流断电的断电时间点和监测时间点。
优选地，所述对目标断路器的运行过程进行诊断，包括：从所述过流运行过程参数中提取过流次数和过流断电次数。
若过流断电次数与过流次数不一致，则评定目标断路器为过流反应异常。
若过流断电次数与过流次数一致，则计算目标断路器对应的过流运行精准性评估指数
Figure SMS_1
。
若
Figure SMS_2
，则将过流反应灵敏作为目标断路器的运行过程诊断结果，/>
Figure SMS_3
为设定的参照过流断电精准性评估指数。
若
Figure SMS_4
，则评定目标断路器过流反应不灵敏。
若目标断路器为过流反应异常或者过流反应不灵敏，则将过流反应偏差作为目标断路器的运行过程诊断结果，并将过流反应异常和过流反应不灵敏作为过流反应偏差的类型。
优选地，所述目标断路器对应过流运行精准性评估指数，具体计算过程为：从所述过流运行过程参数中提取各次过流断电的断电时间点和监测时间点，对比得到各次过流断电的断电响应间隔时长，并从中筛选出最长断电响应间隔时长
Figure SMS_5
。
将各次过流断电的断电响应间隔时长与设定的许可断电响应间隔时长进行作差，若某次过流断电的断电响应间隔时长差小于或者等于0，则将该次过流断电记为精准断电，反之则将该次过流断电记为差异断电。
统计目标断路器的精准断电次数
Figure SMS_6
。
将各次过流断电按照其时间先后顺序进行排序，得到各次过流断电的位置排序。
根据各次过流断电的位置排序，从中定位出各次精准断电之间间隔的差异断电次数，进而从中筛选出最高间隔的差异断电次数
Figure SMS_7
和最低间隔的差异断电次数/>
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。
计算目标断路器对应的过流运行精准性评估指数
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，/>
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。
其中，
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分别为设定的精准断电占比、间隔差异断电次数偏差、断电响应时长偏差对应过流运行精准性评估占比权重，/>
Figure SMS_12
分别为设定的参照精准断电占比、许可间隔差异断电次数、许可断电响应时长、许可间隔差异断电次数极值比，
Figure SMS_13
为目标断路器在设定监测周期内的过流断电次数。
优选地，所述许可断电响应时长的具体设定过程为：从数据库中提取指定变电站内各安置用电设备与目标断路器之间的间隔距离，并从中提取最短间隔距离
Figure SMS_14
。
从数据库中提取目标断路器的累计运行时长，记为
Figure SMS_15
。
计算参照的断电响应时长
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，
Figure SMS_17
。
其中，
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为设定基准浮动响应时长，/>
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为设定参照运行状态偏差对应参照补偿时长，/>
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分别为设定的间隔距离、运行时长对应响应时长评估占比权重，/>
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分别为设定参照的适宜间隔距离、稳定运行时长，/>
Figure SMS_22
为设定的断电响应时长评估修正因子。
优选地，所述进行故障紧急性分析，具体分析过程为：将目标断路器在设定监测周期内的过流次数记为
Figure SMS_23
。
提取目标断路器对应过流反应偏差的类型，并以此设定目标断路器对应各过流反应偏差类型的紧急因子，分别记为
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和/>
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。
提取目标断路器对应过流运行精准性评估指数
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。
将
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和/>
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导入公式计算目标断路器对应故障紧急性评估指数/>
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。
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为设定参照的过流断电次数偏差值、过流运行精准性评估指数偏差值，/>
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分别为设定的欠缺过流断电次数偏差、超出过流断电次数偏差对应次数层面故障紧急性权重因子。
根据目标断路器对应故障紧急性评估指数，得到目标断路器对应故障紧急等级。
优选地，所述目标断路器对应触头组件的运行状态参数包括触头组件的表观形变度、在各次复位时对应的复位压力以及与金属弹片在各监测周期的触碰位置和触碰面积。
优选地，所述对目标断路器的运行状态进行诊断，包括：提取目标断路器对应触头组件的运行状态参数，统计触头组件对应表观状态、复位状态、接触状态健康评估指数，分别记为
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导入公式计算目标断路器运行健康评估指数/>
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。
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分别为设定表观状态、复位状态、接触状态对应运行健康评估占比权重，/>
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为自然常数，/>
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为设定的运行健康评估修正因子。
若
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，则将非健康作为目标断路器的运行状态诊断结果，反之将健康作为目标断路器的运行状态诊断结果，/>
Figure SMS_47
为设定的目标断路器许可最小运行健康评估指数。
优选地，所述触头组件对应复位状态健康评估指数，具体统计过程为：从目标断路器对应触头组件的运行状态参数中提取在各次复位时对应的复位压力。
将触头组件在第一次复位时对应的复位压力作为基准压力，将触头组件在其他各次复位时对应的复位压力作为各参照压力。
将各参照压力与基准压力进行作差，将差值作为各参照复位压力差，并记为
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，j表示参照压力编号，/>
Figure SMS_49
。
以复位次序为横轴，以复位压力差为纵轴，在二维坐标系中标记出多个点，由此构建参照复位压力变化曲线，并从所述变化曲线中提取斜率，将斜率作为复位压力变化率，记为
Figure SMS_50
。
计算触头组件对应复位状态健康评估指数
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，
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。
其中，
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表示各参照复位压力差中的最大值，/>
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为设定的复位压力变化率评估修正因子，/>
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分别为设定的参照复位压力差、复位压力变化率，e为自然常数，/>
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为设定的复位状态健康评估修正因子，/>
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分别为设定的复位压力差、复位压力变化率对应复位状态健康评估占比权重。
优选地，所述触头组件对应接触状态健康评估指数，具体统计过程为：从数据库中提取出目标断路器内触头组件与金属弹片的标准触碰位置和标准触碰面积。
从目标断路器对应触头组件的运行状态参数中提取与金属弹片在各监测周期的触碰点位置和触碰面积，由此确认触头组件在各监测周期的触碰偏差距离
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和触碰面积差/>
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表示监测周期编号，/>
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计算触头组件对应接触状态健康评估指数
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，
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。
其中，
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分别为触头组件在各监测周期的触碰偏差距离、触碰面积差中的最大值，/>
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分别为设定触碰位置偏差、触碰面积偏差对应接触状态健康评估占比权重，/>
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分别为设定触头组件许可的触碰偏差距离、触碰面积差，/>
Figure SMS_68
为设定的接触状态健康评估修正因子。
相较于现有技术，本发明的有益效果如下：（1）本发明通过从目标断路器的运行过程层面和运行状态层面两个维度进行运行监测诊断，实现了目标断路器的内部结构和外部表象的双层面监测诊断，有效解决当前没有结合漏电断路器健康状态进行综合性分析的问题，直观地展示了目标断路器的运行反应以及运行健康情况，规避了当前单一维度监测诊断方式的局限性，增强了目标断路器诊断结果的精准性、可靠性和价值性。
（2）本发明通过进行运行过程层面和运行状态层面这两个维度的诊断监测还提高了断路器故障率的降低效果，实现了目标断路器故障的超前预防，从而降低漏电断路器的运行安全隐患，进而最大程度上降低了大型变电站的电气事故的发生率，同时也有效缓解了电气事故造成的损失和影响，在另一层面而言，还保障了大型变电站的运维安全性和运维稳定性。
（3）本发明在进行运行过程维度诊断，通过从过流断电反应次数偏差、过流反应不灵敏和过流反应灵敏这三种情况进行针对性诊断，实现了运行过程全方位诊断，提高了目标断路器运行过程诊断的覆盖面，确保了目标断路器运行过程诊断的规范性和参考性。
（4）本发明在进行反应不灵敏和反应灵敏诊断时，通过从周期性监测的时间数据和过流次数数据计算过流运行精准性评估指数，实现了反应不灵敏和反应灵敏的动态化数据诊断，展示了目标断路器故障的概率情况以及严重情况，从而使得故障目标断路器故处理更具针对性和合理性，同时还有效防止轻微故障电磁式漏电断路器的进一步恶化以及延缓未故障电磁式漏电断路器的故障趋势。
（5）本发明在进行运行状态维度诊断，通过从触头组件表观状态、复位状态和接触状态三个层面进行诊断，不仅提高了目标断路器健康诊断结果的客观性和真实性，确保了目标断路器触头组件非健康状态的及时干预，同时还提升了目标断路器后续运行的精准性，进而增加了大型变电站运维的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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1为本发明方法实施步骤流程示意图。
图2为本发明断路器运行过程诊断流程示意图。
图3为本发明断路器运行状态诊断流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明提供了一种电磁式漏电断路器运行监测诊断方法，该方法包括：步骤1、断路器运行过程监测：将指定变电站内安置的电磁式漏电断路记为目标断路器，并对其在设定监测周期内的过流运行过程参数进行监测。
具体地，过流运行过程参数包括过流次数、过流断电次数以及各次过流断电的断电时间点和监测时间点。
在一个具体实施例中，断路器运行过程监测的具体监测过程为：A1、在目标断路器的接线输入端接入电流传感器，并对目标断路器在设定监测周期内的各次流经电流进行监测，并提取输入端接入电流传感器对应监测各次流经电流的监测时间点。
A2、将监测的目标断路器在设定监测周期内的各次流经电流与设定过流判定电流进行对比，若目标目标断路器在设定监测周期内的某次流经电流大于或者等于设定的过流判定电流，则判定该次的流经电流为过流，由此统计目标断路器在设定监测周期内的过流次数。
A3、在目标断路器的接线输出端接入电流传感器，对目标断路器在设定监测周期内各次过流时的流经电流进行监测，若目标断路器在设定监测周期内某次过流时监测的流经电流为0，则判定该次执行过流断电，由此统计过流断电次数。
A4、提取输出端接入电流传感器监测该次执行过流断电的监测时间点，并作为该次过流断电的断电时间点，同时将输入端接入电流传感器对应监测该次过流断电的监测时间点作为该次过流断电的监测时间点，以此方式各次过流断电的断电时间点和监测时间点。
步骤2、断路器运行过程诊断：对目标断路器的运行过程进行诊断，若诊断结果为H1，即过流反应偏差，进行故障紧急性分析，并同时启动步骤5，若诊断结果为H0，即过流反应灵敏，启动步骤3。
请参阅图2所示，对目标断路器的运行过程进行诊断，包括：步骤2-1、从所述过流运行过程参数中提取过流次数和过流断电次数。
步骤2-2、若过流断电次数与过流次数不一致，则评定目标断路器为E0，即过流反应异常。
步骤2-3、若过流断电次数与过流次数一致，则计算目标断路器对应的过流运行精准性评估指数
Figure SMS_69
。
可理解地，目标断路器对应过流运行精准性评估指数，具体计算过程为：B1、从所述过流运行过程参数中提取各次过流断电的断电时间点和监测时间点，对比得到各次过流断电的断电响应间隔时长，并从中筛选出最长断电响应间隔时长
Figure SMS_70
。
B2、将各次过流断电的断电响应间隔时长与设定的许可断电响应间隔时长进行作差，若某次过流断电的断电响应间隔时长差小于或者等于0，则将该次过流断电记为精准断电，反之则将该次过流断电记为差异断电。
B3、统计目标断路器的精准断电次数
Figure SMS_71
。
B4、将各次过流断电按照其时间先后顺序进行排序，得到各次过流断电的位置排序。
B5、根据各次过流断电的位置排序，从中定位出各次精准断电之间间隔的差异断电次数，进而从中筛选出最高间隔的差异断电次数
Figure SMS_72
和最低间隔的差异断电次数
Figure SMS_73
。
B6、计算目标断路器对应的过流运行精准性评估指数
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，
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；/>
其中，
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分别为设定的精准断电占比、间隔差异断电次数偏差、断电响应时长偏差对应过流运行精准性评估占比权重，/>
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分别为设定的参照精准断电占比、许可间隔差异断电次数、许可断电响应时长、许可间隔差异断电次数极值比，
Figure SMS_78
为目标断路器在设定监测周期内的过流断电次数。
还可理解地，所述许可断电响应时长的具体设定过程为：从数据库中提取指定变电站内各安置用电设备与目标断路器之间的间隔距离，并从中提取最短间隔距离
Figure SMS_79
。
从数据库中提取目标断路器的累计运行时长，记为
Figure SMS_80
。
计算参照的断电响应时长
Figure SMS_81
，
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。
其中，
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为设定基准浮动响应时长，/>
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为设定参照运行状态偏差对应参照补偿时长，/>
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为设定的断电响应时长评估修正因子，
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。
步骤2-4、若
Figure SMS_89
，则将H0，即过流反应灵敏作为目标断路器的运行过程诊断结果，/>
Figure SMS_90
为设定的参照过流断电精准性评估指数；
步骤2-5、若
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，则评定目标断路器为E1，即过流反应不灵敏。
本发明实施例在进行反应不灵敏和反应灵敏诊断时，通过从周期性监测的时间数据和过流次数数据计算过流运行精准性评估指数，实现了反应不灵敏和反应灵敏的动态化数据诊断，展示了目标断路器故障的概率情况以及严重情况，从而使得故障目标断路器故处理更具针对性和合理性，同时还有效防止轻微故障电磁式漏电断路器的进一步恶化以及延缓未故障电磁式漏电断路器的故障趋势。
步骤2-6、若目标断路器为过流反应异常或者过流反应不灵敏，则将H1，即过流反应偏差作为目标断路器的运行过程诊断结果，并将过流反应异常和过流反应不灵敏作为过流反应偏差的类型。
本发明实施例在进行运行过程维度诊断，通过从过流断电反应次数偏差、过流反应不灵敏和过流反应灵敏这三种情况进行针对性诊断，实现了运行过程全方位诊断，提高了目标断路器运行过程诊断的覆盖面，确保了目标断路器运行过程诊断的规范性和参考性。
进一步地，进行故障紧急性分析，具体分析过程为：J1、将目标断路器在设定监测周期内的过流次数记为
Figure SMS_92
。
J2、提取目标断路器对应过流反应偏差的类型，并以此设定目标断路器对应各过流反应偏差类型的紧急因子，分别记为
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和/>
Figure SMS_94
。
需要说明的是，设定目标断路器对应各过流反应偏差类型的紧急因子的具体设定过程为：若目标断路器对应过流反应故障的类型为过流反应异常，则将漏目标断路器的过流反应偏差紧急因子记为
Figure SMS_95
，若目标断路器对应过流反应故障的类型为过流反应不灵敏，则将目标断路器的过流反应偏差紧急因子记为/>
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，且在一个具体实施例中，/>
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取值可以为0.6。
J3、提取目标断路器对应过流运行精准性评估指数
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。
J4、将
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为设定参照的过流断电次数偏差值、过流运行精准性评估指数偏差值，/>
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分别为设定的欠缺过流断电次数偏差、超出过流断电次数偏差对应次数层面故障紧急性权重因子，/>
Figure SMS_108
。
J5、根据目标断路器对应故障紧急性评估指数，将目标断路器对应故障紧急性评估指数与设定的各故障紧急等级对应的故障紧急性评估指数区间进行匹配，得到目标断路器对应故障紧急等级。
在一个具体实施例中，欠缺过流断电次数指过流断电次数少于过流次数的缺少次数值，超出过流断电次数指流断电次数多于过流次数的超出次数值，且在一个实际的场景中，超出过流断电的危害性小于欠缺过流断电的危害性。
步骤3、断路器运行状态监测：对目标断路器对应触头组件的运行状态参数进行监测。
具体地，目标断路器对应触头组件的运行状态参数包括触头组件的表观形变度、在各次复位时对应的复位压力以及与金属弹片在各监测周期的触碰位置和触碰面积。
进一步地，目标断路器对应触头组件的运行状态参数中的表观形变度以及与金属弹片在各监测周期的触碰位置和触碰面积均是通过微型高清摄像头监测得到。
需要说明的是，触头组件的形变度的具体获取方式为：提取采集的当前目标断路器内触头组件的图像，从所述图像中定位出触头组件的当前轮廓。
从数据库中定位出目标断路器内触头组件的标准轮廓，将触头组件的轮廓与其标准轮廓进行重叠对比，得到触头组件的轮廓重叠面积
Figure SMS_109
。
根据触头组件的当前轮廓和标准轮廓，得到触头组件的轮廓面积
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和标准轮廓面积/>
Figure SMS_111
。
通过公式
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分析得到触头组件的表观形变度/>
Figure SMS_113
，其中，/>
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分别表示为设定的当前轮廓重叠面积比偏差、标准廓重叠面积比偏差、实际轮廓重叠面积比与标准廓重叠面积偏差对应表观形变度评估占比权重，/>
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分别为设定的参照当前轮廓重叠比、参照标准轮廓重叠比、许可当前轮廓重叠比与参照标准轮廓重叠比偏差，/>
Figure SMS_116
为形变度评估修正因子。
在一个具体实施例中，微型高清摄像头安置在目标断路器内触头组件与过载保护金属弹片相接处位置对应的塑料外壳处设置的安装孔内。
进一步地，目标断路器对应触头组件在各次复位时对应的复位压力通过压力传感器监测得到，复位表示触头组件与金属弹片未接触的状态，即各次复位为目标断路器的各次断开。
在一个具体实施例中，压力监测传感器设置在目标断路器内触头组件抵触的塑料外壳内部的凸起结构上。
请参阅图3所示，步骤4、断路器运行状态诊断：对目标断路器的运行状态进行诊断，当诊断结果为非健康时，启动步骤5，反之则启动步骤6。
具体地，对目标断路器的运行状态进行诊断，包括：R1、提取目标断路器对应触头组件的运行状态参数，统计触头组件对应表观状态、复位状态、接触状态健康评估指数，分别记为
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、/>
Figure SMS_119
。
示例性地，触头组件对应表观状态健康评估指数的具体统计过程为：从目标断路器对应触头组件的运行状态参数中提取表观形变度
Figure SMS_120
，通过公式/>
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计算得到触头组件对应表观状态健康评估指数/>
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，其中，/>
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为设定的许可表观形变度，/>
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为设定的表观状态健康评估修正因子。
示例性地，触头组件对应复位状态健康评估指数，具体统计过程为：从目标断路器对应触头组件的运行状态参数中提取在各次复位时对应的复位压力；
将触头组件在第一次复位时对应的复位压力作为基准压力，将触头组件在其他各次复位时对应的复位压力作为各参照压力。
将各参照压力与基准压力进行作差，将差值作为各参照复位压力差，并记为
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，j表示参照压力编号，/>
Figure SMS_126
。
以复位次序为横轴，以复位压力差为纵轴，在二维坐标系中标记出多个点，由此构建参照复位压力变化曲线，并从所述变化曲线中提取斜率，将斜率作为复位压力变化率，记为
Figure SMS_127
。
计算触头组件对应复位状态健康评估指数
Figure SMS_128
，
Figure SMS_129
。
其中，
Figure SMS_130
表示各参照复位压力差中的最大值，/>
Figure SMS_131
为设定的复位压力变化率评估修正因子，/>
Figure SMS_132
分别为设定的参照复位压力差、复位压力变化率，e为自然常数，/>
Figure SMS_133
为设定的复位状态健康评估修正因子，/>
Figure SMS_134
分别为设定的复位压力差、复位压力变化率对应复位状态健康评估占比权重。
需要补充说明的是，复位压力变化率评估修正因子具体设定过程为：从参照复位压力变化曲线中定位出波动点数目，记为
Figure SMS_135
。
可理解地，波动点指左右两侧单调性不同的点，即左侧上升右侧下降或者左侧下降右侧上升的点。
计算设定的复位压力变化率评估修正因子
Figure SMS_136
，/>
Figure SMS_137
，/>
Figure SMS_138
为设定的参照波动点数目，/>
Figure SMS_139
为设定的复位压力变化率评估补偿系数，/>
Figure SMS_140
。
示例性地，所述触头组件对应接触状态健康评估指数，具体统计过程为：U1、从数据库中提取出目标断路器内触头组件与金属弹片的标准触碰位置和标准触碰面积。
U2、从目标断路器对应触头组件的运行状态参数中提取与金属弹片在各监测周期的触碰点位置和触碰面积，由此确认触头组件在各监测周期的触碰偏差距离
Figure SMS_141
和触碰面积差/>
Figure SMS_142
，/>
Figure SMS_143
表示监测周期编号，/>
Figure SMS_144
。
需要说明的是，触头组件在各监测周期的触碰偏差距离和触碰面积差的具体确认过程为：将触头组件与金属弹片在各监测周期的触碰位置与其标准触碰位置进行对比，得到触头组件与金属弹片在各监测周期内触碰位置与其标准触碰位置之间的距离，作为触头组件在各监测周期的触碰偏差距离。
将触头组件与金属弹片在各监测周期的触碰面积与触头组件与金属弹片的标准触碰面积进行对比，得到触头组件与金属弹片在各监测周期内触碰面积面积差，作为触头组件在各监测周期的触碰面积差。
U3、计算触头组件对应接触状态健康评估指数
Figure SMS_145
，
Figure SMS_146
。
其中，
Figure SMS_147
分别为触头组件在各监测周期的触碰偏差距离、触碰面积差中的最大值，/>
Figure SMS_148
分别为设定触碰位置偏差、触碰面积偏差对应接触状态健康评估占比权重，/>
Figure SMS_149
、/>
Figure SMS_150
分别为设定触头组件许可的触碰偏差距离、触碰面积差，/>
Figure SMS_151
为设定的接触状态健康评估修正因子。
R2、将
Figure SMS_152
、/>
Figure SMS_153
和/>
Figure SMS_154
导入公式计算目标断路器运行健康评估指数/>
Figure SMS_155
，
Figure SMS_156
。
其中，
Figure SMS_157
分别为设定表观状态、复位状态、接触状态对应运行健康评估占比权重，/>
Figure SMS_158
为自然常数，/>
Figure SMS_159
为设定的运行健康评估修正因子。
R3、若
Figure SMS_160
，则将非健康作为目标断路器的运行状态诊断结果，反之将健康作为目标断路器的运行状态诊断结果，/>
Figure SMS_161
为设定的目标断路器许可最小运行健康评估指数。
本发明实施例在进行运行状态维度诊断，通过从触头组件表观状态、复位状态和接触状态三个层面进行诊断，不仅提高了目标断路器健康诊断结果的客观性和真实性，确保了目标断路器触头组件非健康状态的及时干预，同时还提升了目标断路器后续运行的精准性，进而增加了大型变电站运维的可靠性。
步骤5、断路器运行预警：进行目标断路器运行故障紧急等级预警和运行健康预警。
步骤6、断路器运行反馈：进行目标断路器运行健康反馈。
本发明实施例通过从目标断路器的运行过程层面和运行状态层面两个维度进行运行监测诊断，实现了目标断路器的内部结构和外部表象的双层面监测诊断，有效解决当前没有结合漏电断路器健康状态进行综合性分析的问题，直观地展示了目标断路器的运行反应以及运行健康情况，规避了当前单一维度监测诊断方式的局限性，增强了目标断路器诊断结果的精准性、可靠性和价值性。
本发明实施例通过进行运行过程层面和运行状态层面这两个维度的诊断监测还提高了断路器故障率的降低效果，实现了目标断路器故障的超前预防，从而降低漏电断路器的运行安全隐患，进而最大程度上降低了大型变电站的电气事故的发生率，同时也有效缓解了电气事故造成的损失和影响，在另一层面而言，还保障了大型变电站的运维安全性和运维稳定性。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本发明所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电磁式漏电断路器运行监测诊断方法，其特征在于：该方法包括：
步骤1、断路器运行过程监测：将指定变电站内安置的电磁式漏电断路记为目标断路器，并对其在设定监测周期内的过流运行过程参数进行监测；
步骤2、断路器运行过程诊断：对目标断路器的运行过程进行诊断，若诊断结果为过流反应偏差，进行故障紧急性分析，并同时启动步骤5，若诊断结果为过流反应灵敏，启动步骤3；
步骤3、断路器运行状态监测：对目标断路器对应触头组件的运行状态参数进行监测；
步骤4、断路器运行状态诊断：对目标断路器的运行状态进行诊断，当诊断结果为非健康时，启动步骤5，反之则启动步骤6；
步骤5、断路器运行预警：进行目标断路器运行故障紧急预警和运行健康预警；
步骤6、断路器运行反馈：进行目标断路器运行健康反馈。
2.如权利要求1所述的一种电磁式漏电断路器运行监测诊断方法，其特征在于：所述过流运行过程参数包括过流次数、过流断电次数以及各次过流断电的断电时间点和监测时间点。
3.如权利要求2所述的一种电磁式漏电断路器运行监测诊断方法，其特征在于：所述对目标断路器的运行过程进行诊断，包括：
从所述过流运行过程参数中提取过流次数和过流断电次数；
若过流断电次数与过流次数不一致，则评定目标断路器为过流反应异常；
若过流断电次数与过流次数一致，则计算目标断路器对应的过流运行精准性评估指数
Figure QLYQS_1
；
若
Figure QLYQS_2
，则将过流反应灵敏作为目标断路器的运行过程诊断结果，/>
Figure QLYQS_3
为设定的参照过流断电精准性评估指数；
若
Figure QLYQS_4
，则评定目标断路器过流反应不灵敏；
若目标断路器为过流反应异常或者过流反应不灵敏，则将过流反应偏差作为目标断路器的运行过程诊断结果，并将过流反应异常和过流反应不灵敏作为过流反应偏差的类型。
4.如权利要求3所述的一种电磁式漏电断路器运行监测诊断方法，其特征在于：所述目标断路器对应过流运行精准性评估指数，具体计算过程为：
从所述过流运行过程参数中提取各次过流断电的断电时间点和监测时间点，对比得到各次过流断电的断电响应间隔时长，并从中筛选出最长断电响应间隔时长
Figure QLYQS_5
；
将各次过流断电的断电响应间隔时长与设定的许可断电响应间隔时长进行作差，若某次过流断电的断电响应间隔时长差小于或者等于0，则将该次过流断电记为精准断电，反之则将该次过流断电记为差异断电；
统计目标断路器的精准断电次数
Figure QLYQS_6
；
将各次过流断电按照其时间先后顺序进行排序，得到各次过流断电的位置排序；
根据各次过流断电的位置排序，从中定位出各次精准断电之间间隔的差异断电次数，进而从中筛选出最高间隔的差异断电次数
Figure QLYQS_7
和最低间隔的差异断电次数/>
Figure QLYQS_8
；
计算目标断路器对应的过流运行精准性评估指数
Figure QLYQS_9
，
Figure QLYQS_10
；
其中，
Figure QLYQS_11
分别为设定的精准断电占比、间隔差异断电次数偏差、断电响应时长偏差对应过流运行精准性评估占比权重，/>
Figure QLYQS_12
分别为设定的参照精准断电占比、许可间隔差异断电次数、许可断电响应时长、许可间隔差异断电次数极值比，/>
Figure QLYQS_13
为目标断路器在设定监测周期内的过流断电次数。
5.如权利要求4所述的一种电磁式漏电断路器运行监测诊断方法，其特征在于：所述许可断电响应时长的具体设定过程为：
从数据库中提取指定变电站内各安置用电设备与目标断路器之间的间隔距离，并从中提取最短间隔距离
Figure QLYQS_14
；
从数据库中提取目标断路器的累计运行时长，记为
Figure QLYQS_15
；
计算参照的断电响应时长
Figure QLYQS_16
，
Figure QLYQS_17
；
其中，
Figure QLYQS_18
为设定基准浮动响应时长，/>
Figure QLYQS_19
为设定参照运行状态偏差对应参照补偿时长，
Figure QLYQS_20
分别为设定的间隔距离、运行时长对应响应时长评估占比权重，/>
Figure QLYQS_21
分别为设定参照的适宜间隔距离、稳定运行时长，/>
Figure QLYQS_22
为设定的断电响应时长评估修正因子。
6.如权利要求4所述的一种电磁式漏电断路器运行监测诊断方法，其特征在于：所述进行故障紧急性分析，具体分析过程为：
将目标断路器在设定监测周期内的过流次数记为
Figure QLYQS_23
；
提取目标断路器对应过流反应偏差的类型，并以此设定目标断路器对应各过流反应偏差类型的紧急因子，分别记为
Figure QLYQS_24
和/>
Figure QLYQS_25
；
提取目标断路器对应过流运行精准性评估指数
Figure QLYQS_26
；
将
Figure QLYQS_27
、/>
Figure QLYQS_28
、/>
Figure QLYQS_29
和/>
Figure QLYQS_30
导入公式计算目标断路器对应故障紧急性评估指数/>
Figure QLYQS_31
，
Figure QLYQS_32
；
其中，
Figure QLYQS_33
为设定参照的过流断电次数偏差值、过流运行精准性评估指数偏差值，/>
Figure QLYQS_34
分别为设定的欠缺过流断电次数偏差、超出过流断电次数偏差对应次数层面故障紧急性权重因子；
根据目标断路器对应故障紧急性评估指数，得到目标断路器对应故障紧急等级。
7.如权利要求1所述的一种电磁式漏电断路器运行监测诊断方法，其特征在于：所述目标断路器对应触头组件的运行状态参数包括触头组件的表观形变度、在各次复位时对应的复位压力以及与金属弹片在各监测周期的触碰位置和触碰面积。
8.如权利要求7所述的一种电磁式漏电断路器运行监测诊断方法，其特征在于：所述对目标断路器的运行状态进行诊断，包括：
提取目标断路器对应触头组件的运行状态参数，统计触头组件对应表观状态、复位状态、接触状态健康评估指数，分别记为
Figure QLYQS_35
、/>
Figure QLYQS_36
、/>
Figure QLYQS_37
；
将
Figure QLYQS_38
、/>
Figure QLYQS_39
和/>
Figure QLYQS_40
导入公式计算目标断路器运行健康评估指数/>
Figure QLYQS_41
，
Figure QLYQS_42
；
其中，
Figure QLYQS_43
分别为设定表观状态、复位状态、接触状态对应运行健康评估占比权重，/>
Figure QLYQS_44
为自然常数，/>
Figure QLYQS_45
为设定的运行健康评估修正因子；
若
Figure QLYQS_46
，则将非健康作为目标断路器的运行状态诊断结果，反之将健康作为目标断路器的运行状态诊断结果，/>
Figure QLYQS_47
为设定的目标断路器许可最小运行健康评估指数。/>
9.如权利要求8所述的一种电磁式漏电断路器运行监测诊断方法，其特征在于：所述触头组件对应复位状态健康评估指数，具体统计过程为：
从目标断路器对应触头组件的运行状态参数中提取在各次复位时对应的复位压力；
将触头组件在第一次复位时对应的复位压力作为基准压力，将触头组件在其他各次复位时对应的复位压力作为各参照压力；
将各参照压力与基准压力进行作差，将差值作为各参照复位压力差，并记为
Figure QLYQS_48
，j表示参照压力编号，/>
Figure QLYQS_49
；
以复位次序为横轴，以复位压力差为纵轴，在二维坐标系中标记出多个点，由此构建参照复位压力变化曲线，并从所述变化曲线中提取斜率，将斜率作为复位压力变化率，记为
Figure QLYQS_50
；
计算触头组件对应复位状态健康评估指数
Figure QLYQS_51
，
Figure QLYQS_52
；
其中，
Figure QLYQS_53
表示各参照复位压力差中的最大值，/>
Figure QLYQS_54
为设定的复位压力变化率评估修正因子，/>
Figure QLYQS_55
分别为设定的参照复位压力差、复位压力变化率，e为自然常数，/>
Figure QLYQS_56
为设定的复位状态健康评估修正因子，/>
Figure QLYQS_57
分别为设定的复位压力差、复位压力变化率对应复位状态健康评估占比权重。
10.如权利要求8所述的一种电磁式漏电断路器运行监测诊断方法，其特征在于：所述触头组件对应接触状态健康评估指数，具体统计过程为：
从数据库中提取出目标断路器内触头组件与金属弹片的标准触碰位置和标准触碰面积；
从目标断路器对应触头组件的运行状态参数中提取与金属弹片在各监测周期的触碰点位置和触碰面积，由此确认触头组件在各监测周期的触碰偏差距离
Figure QLYQS_58
和触碰面积差
Figure QLYQS_59
，/>
Figure QLYQS_60
表示监测周期编号，/>
Figure QLYQS_61
；
计算触头组件对应接触状态健康评估指数
Figure QLYQS_62
，
Figure QLYQS_63
；
其中，
Figure QLYQS_64
分别为触头组件在各监测周期的触碰偏差距离、触碰面积差中的最大值，/>
Figure QLYQS_65
分别为设定触碰位置偏差、触碰面积偏差对应接触状态健康评估占比权重，/>
Figure QLYQS_66
、/>
Figure QLYQS_67
分别为设定触头组件许可的触碰偏差距离、触碰面积差，/>
Figure QLYQS_68
为设定的接触状态健康评估修正因子。/>
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