[发明专利]一种极端复杂环境下的避雷器服役性能测评方法

权利要求书

1.一种极端复杂环境下的避雷器服役性能测评方法，其特征在于，首先建立一种极端复杂环境下的避雷器服役性能测试平台，该测试平台包含：综合接地装置(3)、试验箱(4)、工频电源模块(10)、空气含水量分析控制装置(5)、上位机(7)、数据采集器(9)、温度分析仪(110)、污秽浓度分析控制装置(17)、污秽控制开关(171)、污秽试品(172)、污秽输入导管(1731)、污秽输出导管(1732)、温度控制总线(18)；

所述工频电源模块(10)包括依次连接的工频电源(101)、整流器(102)、逆变器(103)和变压器(104)；

所述试验箱(4)包含了避雷器(1)、高精度电流参量测试仪(2)、空气含水量调节器(6)、开关(11)、耐高压电缆(12)、空气含水量传感器一(13)、空气含水量传感器二(14)、空气含水量传感器三(15)、空气含水量传感器四(16)、温度传感器(111)、温度传感器(112)、喷污发生装置(174)、污秽浓度测试仪(175)、除湿排气扇(176)、温度控制装置(181)；

所述高精度电流参量测试仪(2)的电流输入端子IB与避雷器(1)的底部相连，高精度电流参量测试仪(2)的接地端子E与综合接地装置(3)连接，高精度电流参量测试仪(2)信号输出端子O与数据采集器(9)电连接，数据采集器(9)与上位机(7)电连接；

所述空气含水量调节器(6)、空气含水量传感器一(13)、空气含水量传感器二(14)、空气含水量传感器三(15)、空气含水量传感器四(16)、高精度电流参量测试仪(2)、避雷器(1)、开关(11)、耐高压电缆(12)、温度传感器(111)、温度传感器(112)、喷污发生装置(174)、污秽浓度测试仪(175)、除湿排气扇(176)、温度控制装置(181)均固定在试验箱(4)内部；

进一步地，所述空气含水量传感器一(13)、空气含水量传感器二(14)、空气含水量传感器三(15)、空气含水量传感器四(16)、空气含水量调节器(6)均与空气含水量分析控制装置(5)电连接，空气含水量分析控制装置(5)与上位机(7)电连接；

进一步地，所述温度传感器(111)、温度传感器(112)、温度控制总线(18)均与温度分析仪(110)电连接，温度分析仪(110)与上位机(7)电连接；

进一步地，所述温度分析仪(110)经温度控制总线(18)与温度控制装置(181)连接；

进一步地，所述污秽控制开关(171)、污秽浓度测试仪(175)、除湿排气扇(176)均与污秽浓度分析控制装置(17)电连接，污秽浓度分析控制装置(17)与上位机(7)电连接；

进一步地，所述污秽控制开关(171)上端经污秽输出导管(1732)与喷污发生装置(174)连接，下端经污秽输入导管(1731)与污秽试品(172)连接；

进一步地，所述工频电源模块(10)的输出端通过耐高压电缆(12)电连接至开关(11)的输入端，开关(11)的输出端连接至避雷器(1)的顶部输入端；

包括以下步骤：

第一步：基于所建测试平台，开展极端复杂环境下避雷器的电流参量信号测试：

S1：在上位机(7)上设定试验箱(4)的温度为T_i0，上位机(7)向温度分析仪(110)发出温度设定信号，温度分析仪(110)经温度控制总线(18)控制温度控制装置(181)进而调节试验箱(4)内的温度；温度传感器(111)、温度传感器(112)测量试验箱(4)内的温度并将结果传至温度分析仪(110)，温度分析仪(110)计算两个温度测量值的平均值T_i，若T_i与T_i0的绝对误差小于T₀，则将T_i传回至上位机(7)，否则温度分析仪(110)继续控制温度控制装置(181)调节试验箱(4)内的温度；

S2：在上位机(7)上设定试验箱(4)的污秽浓度为P_i0，上位机(7)向污秽浓度分析控制装置(17)发出污秽浓度设定信号，污秽浓度分析控制装置(17)打开污秽控制开关(171)，污秽试品(172)经污秽输入导管(1731)、污秽控制开关(171)、污秽输出导管(1732)流至喷污发生装置(174)，喷污发生装置(174)向试验箱(4)内部喷洒污秽试品(172)进而调节试验箱(4)内的污秽浓度；污秽浓度测试仪(175)每隔t₀秒测量一次试验箱(4)内的污秽浓度P_i，并将结果传至污秽浓度分析控制装置(17)，若P_i与P_i0的绝对误差小于P₀，则将P_i传回至上位机(7)，同时关闭污秽控制开关(171)；

S3：在上位机(7)上设定试验箱(4)内的水汽含量为H_i0，上位机(7)向空气含水量分析控制装置(5)发出水汽含量设定信号，空气含水量分析控制装置(5)控制空气含水量调节器(6)设定试验箱(4)内的水汽含量，空气含水量传感器一(13)、空气含水量传感器二(14)、空气含水量传感器三(15)、空气含水量传感器四(16)测量试验箱(4)内的水汽含量情况并将测量结果传回至空气含水量分析控制装置(5)，空气含水量分析控制装置(5)计算四个水汽含量测量值的平均值H_i，若H_i与H_i0的绝对误差小于H₀，则将H_i传回至上位机(7)，否则空气含水量分析控制装置(5)继续控制空气含水量调节器(6)调节试验箱(4)内的水汽含量；

所述S1、S2、S3同时进行；

S4：打开工频电源(101)，同时闭合开关(11)高精度电流参量测试仪(2)测量避雷器(1)在工频电源(101)用下产生的电流参量信号I_leak，并通过数据采集器(9)传输至上位机(7)中；

第二步：计算极端复杂环境避雷器的服役性能评估系数α：

S5：计算污秽畸变影响因子P_t：

式(1)中，P_i为试验箱(4)内的污秽浓度，U为避雷器工作电压；

S6：计算温度偏差系数T_t：

式(2)中，T_i为试验箱(4)内的温度，I_leak为实测的避雷器电流参量信号；

S7：计算水汽含量性能因子H_t：

式(3)中，H_i为试验箱(4)内的水汽含量；

S8：计算极端复杂环境避雷器的服役性能评估系数α：

式(4)中w₁、w₂、w₃为权重因子且满足w₁+w₂+w₃＝1；

第三步：进行避雷器服役性能评估：

当α∈[0.9，1.1]时表征避雷器的服役性能良好；当α∈(0.7，0.9)U(1.1,1.2)时，表征避雷器服役性能较差，需要停电检修；当α∈[1.2，+∞)U(-∞，0.7]时，表征避雷器服役性能较差，需要停电更换；

第四步：更改上位机(7)上设定试验箱(4)的污秽浓度P_i0、水汽含量H_i0、温度T_i0的值，重复步骤第二步至第四步，即可进行各种极端复杂环境下避雷器服役性能测评。