[发明专利]一种不同空气含水量下避雷器可靠性状态评估方法

权利要求书

1.一种不同空气含水量下避雷器可靠性状态评估方法，其特征在于，该避雷器可靠性状态评估方法是基于避雷器可靠性状态评估平台，该评估平台包含：避雷器(1)、工作电流强度参数测试仪(2)、综合接地装置(3)、试验箱(4)、空气含水量分析控制装置(5)、空气含水量调节器(6)、上位机(7)、工作电压发生控制器(8)、数据采集器(9)、工作电压发生装置(10)、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)；

所述避雷器(1)的底部接地端与综合接地装置(3)连接；

所述工作电流强度参数测试仪(2)的电流输入端子IB与避雷器(1)的底部相连，工作电流强度参数测试仪(2)的接地端子E与综合接地装置(3)连接，工作电流强度参数测试仪(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)、工作电流强度参数测试仪(2)、避雷器(1)、开关(11)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)与空气含水量调节器(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，所述电压发生装置(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；工作电压发生装置(10)与工作电压发生控制器(8)连接，工作电压发生控制器(8)与上位机(7)连接；

可靠性状态评估包括以下步骤：

第一步，通过上位机(7)向空气含水量分析控制装置(5)发出空气含水量设定信号，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)内的空气含水量，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)内的空气含水量情况，得到空气中的含水量的值H_r％；

打开工作电压发生装置(10)，输出工作电压，通过工作电流强度参数测试仪(2)测量避雷器(1)在工作电压下产生的工作电流强度参数，并通过数据采集器(9)传输至上位机(7)中；

调节开关(11)令开关(11)断开，改变试验箱(4)内的空气含水量使试验箱(4)内的空气中的含水量变化，变化范围控制在1％-99％之内，重复上述步骤，得到m组试验工作电流强度参数数据；

第二步：计算不同空气中的含水量下的避雷器可靠性系数μ：

式中H_r％为空气中的含水量，U_w为避雷器工作电压，I_cv为避雷器可靠性临界工作电流强度参数，λ为误差系数，ζ为积分变量，μ为避雷器可靠性系数；

对公式(1)进行模型优化，得出使误差最小的λ₀，具体步骤为：

a)随机生成初始解λ，建立目标函数f(λ)：

式中，f(λ)表示目标函数，μ_j为第j个空气含水量下的避雷器的可靠性系数，I_sj为第j个空气含水量下的工作电流强度参数测量值，m为对应试验工作电流强度参数数据组数；

b)通过自然启发式搜索方式得到新解λ'，计算函数Δf＝f(λ)-f(λ')，若f(λ)f(λ')，λ作为新解；反之λ'作为新解；

c)判断是否满足终止条件，若满足，则运算结束输出最优解，否则回到步骤b)；

第三步：避雷器可靠性系数修正，得到修正的避雷器可靠性系数计算公式：

式(3)中，μ₀为修正后的避雷器可靠性系数，λ₀为优化后的误差系数；

第四步：避雷器可靠性状态评估，当μ₀∈(0，1)时，表征避雷器的可靠性状态正常；当μ₀∈(1，+∞)时，表征避雷器可靠性状态异常，需要尽快停电检修或换新。