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专利号: 2022100420549
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-04-03
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种计及风速及光照因素的避雷器老化状态评估方法,其特征在于,首先搭建了一种计及风速及光照因素的避雷器老化状态评估试验平台,平台包括:试验箱(1)、氧化锌避雷器试品(2)、工作电压发生装置(3)、工作电压控制台(4)、同轴电缆(5)、开关(6)、取流装置(7)、电流传感器(8)、电流数据处理单元(9)、主机(10)、光照控制台(11)、光照数据处理单元(12)、光照模拟装置(13)、风速控制台(14)、风速数据处理单元(15)、风扇(16)、接地装置(17);

所述试验箱(1)包含了光照模拟装置(13)、风扇(16),所述氧化锌避雷器试品(2)置于试验箱(1)中,氧化锌避雷器试品(2)的一端与开关(6)相连,另一端经取流装置(7)与接地装置(17)相连;

所述工作电压发生装置(3)的触发口与工作电压控制台(4)相连,工作电压控制台(4)的另一端与主机(10)相连,工作电压发生装置(3)的输出端经过同轴电缆(5)与开关(6)相连,工作电压发生装置(3)的接地端与接地装置(17)相连;

所述光照模拟装置(13)经光照数据处理单元(12)和光照控制台(11)与主机(10)相连,所述风扇(16)经风速数据处理单元(15)和风速控制台(14)与主机(10)相连,所述取流装置(7)经电流传感器(8)和电流数据处理单元(9)与主机(10)相连;

上述实验平台的实验方法,包括以下步骤:S1:模拟避雷器的工作情况,具体步骤为:通过主机(10)操纵工作电压控制台(4),启动工作电压发生装置(3),向氧化锌避雷器试品(2)输出工作电压,此时电流传感器(8)会检测得到流经氧化锌避雷器试品(2)的电流I,并将捕捉的电流信号传输至电流数据处理单元(9),电流数据处理单元(9)会将得出测量数据及对应时间发送至主机(10)中;

S2:模拟不同光照强度下通过氧化锌避雷器试品(2)的电流,具体步骤为:准备若干同‑1

一型号的全新氧化锌避雷器试品(2),固定风速条件为0m·s ,通过操控光照控制台(11)将‑2 ‑2 ‑2

试验箱(1)中的光照强度IDN从A1W·m 调至A2W·m ,每间隔ΔAW·m 便更换一支全新避雷器试品,并测量此时流过过氧化锌避雷器试品(2)的电流Ii,同时光照数据处理单元(12)将光照强度数据和对应时间发送至主机(10)中,不断重复以上步骤,得到风速无影响时不同光照强度下流经避雷器的电流I;

S3:模拟不同风速条件下通过氧化锌避雷器试品(2)的电流,具体步骤为:准备若干同‑2

一型号的全新氧化锌避雷器试品(2),固定光照强度为0W·m ,通过操作风速控制台(14)将‑1 ‑1 ‑1

试验箱(1)中的风速v从B1m·s 调至B2m·s ,每间隔ΔB m·s 便更换一支全新避雷器试品,并测量此时流过氧化锌避雷器试品(2)的电流Ii,同时光照数据处理单元(12)将光照强度数据和对应时间发送至主机(10)中,不断重复以上步骤,得到光照无影响时不同风速下流经避雷器的电流I;

S4:对待评估的避雷器试品进行n次试验,通过以下式子计算不同风速v、不同光照条件IDN下氧化锌避雷器的电流基准值IB:式(1)中,IB是试品的电流基准值,v为风速,IDN为光照强度,x为误差系数,y为积分变量。

S5:采取粒子群优化算法对电流基准值公式进行建模,计算出使误差最小的x0值,具体步骤如下:

1)生成具有均匀分布的粒子和速度的初始总体,设置停止条件;

2)按照式(2)计算群体最优位置:式中,f(x)表示目标函数,n为测试组数,IBi为第i次试验对应计算所得的电流基准值,IRi为第i次试验测量所得的电流实际值;

3)更新每个粒子的位置和速度;

4)计算每个粒子位置的目标函数值,同时更新整个群体的最优位置与每个粒子的个体历史最优位置;

5)若满足停止条件,则停止搜索,输出搜索结果;否则返回第3)步;

6)根据优化得出最优值x0代入以下公式(3),得到优化后的计算电流基准值理论公式:S6:考虑优化后的电流基准值IB,计算及风速及光照因素的避雷器老化状态评估因子α:S7:基于上述步骤得到的避雷器老化状态评估因子α进行评估,当α∈(0,0.75]时,认为氧化锌避雷器性能合格,可以正常服役;当α∈(0.75,1]时,说明避雷器老化达到一定程度,需要关注;当α∈(1,+∞)时,表明氧化锌避雷器性能已大幅降低,应尽快换新。