一种基于差异化盐度积污的避雷器健康状况评价方法

技术领域

本发明属于电力系统高电压与绝缘防护技术领域，特别是一种基于差异化盐度积污的避雷器健康状况评价方法。

背景技术

雷暴是世界上常见的局地性强对流天气，我国幅员辽阔，多地处于雷暴区，雷暴发生时可伴随有强大风流、雷电击、闪电害、和强降水气，此种恶劣天气对电力系统的安全稳定运行产生的强大威胁。而避雷器作为过电压限制器，通常连接在电力网导线与地线之间、连接在电器绕组旁、导线之间等，可有效地减少电气设备受到大电压的危害，在目前的智能大电网建设与运行中有着不可替代的作用。然而，避雷器运行中所处的环境一般均在户外，且较为复杂，长时间的运作会受到周围差异化的可溶性盐类或酸、碱等环境的浸染，对避雷器检修测量会带来很大的误差，对其绝缘等性能也可能会产生严重影响，非健康状况的避雷器在特殊情况下还会发生爆炸导致人身安全及电网事故的发生。因此，对避雷器的健康状况监测与评估方法的研究是非常必要的。

避雷器的实际工作环境复杂，目前国内外学者们针对其健康状况的研究，主要通过仿真软件来分析，不能准确的模拟实际过程，进而无法实际得出准确的评价标准，并且对于实际复杂的外部环境，目前缺乏差异化盐度积污下避雷器健康状况试验平台及评价方法。为了能够更好地研究实际复杂工况下避雷器的健康状况，且更为准确的解析和评价，急需建立一种差异化盐度积污的避雷器健康状况解析化评价方法，能够考虑差异化盐度影响下的避雷器健康状况评价，对电网可靠性和安全性给与保障。

发明内容

本发明的目的是一种基于差异化盐度积污的避雷器健康状况评价方法。

实现本发明目的的技术方案如下，包括以下步骤：

首先搭建基于差异化盐度积污的避雷器健康状况评价平台，该避雷器健康状态评价平台包括：额定频率电流强度参数测试装置、盐度处理装置、工作电压发生控制器、上位机、工作电压发生设备、额定频率电源、整流器、逆变器和变压器；避雷器、高压电缆、盐度测量分析仪、盐度控制调节装置、数据采集器、接地网、智能喷头；

所述额定频率电流强度参数测试装置的电流输入端子IB与避雷器的底部相连，额定频率电流强度参数测试装置的接地端子E与接地网电连接，额定频率电流强度参数测试装置信号输出端子O与数据采集器电连接，数据采集器与上位机电连接；

所述盐度处理装置中包含智能喷头，盐度处理装置中有空隙，可将避雷器嵌入，并能沿垂直方向上下移动；

进一步地，所述盐度处理装置分别与盐度测量分析仪、盐度控制调节装置电连接，盐度测量分析仪、盐度控制调节装置与上位机电连接；

所述工作电压发生控制器两端分别与额定频率电源和上位机电连接；

所述工作电压发生设备包括依次连接的额定频率电源、整流器、逆变器和变压器；

进一步地，所述工作电压发生设备通过高压电缆连接至避雷器的顶部输入端；

所述避雷器的接地点与接地网电连接；

上述评价平台的评价方法，包括以下步骤：

第一步，通过上位机向盐度控制调节装置发出盐度设定信号，盐度控制调节装置控制盐度处理装置完成对避雷器的表面盐度积污与清洁处理，通过盐度测量分析仪测量避雷器的表面盐度积污情况，得到积污表面盐度情况；

打开工作电压发生装置，输出工作电压，通过额定频率电流强度参数测试装置测量避雷器在工作电压下产生的额定频率电流强度参数，并通过数据采集器传输至上位机中；

调节工作电压发生控制器令工作电压发生装置断开，清洁避雷器表面，通过盐度控制调节装置改变盐度处理装置内的盐度，通过盐度处理装置对避雷器进行差异化表面盐度积污处理，差异化表面盐度积污范围控制在1g/L～200g/L，盐度处理装置可进行τ组不同盐度的表面积污处理与清洁，重复上述试验步骤，得到τ组试验额定频率电流强度参数数据；

第二步：计算差异化盐度下的避雷器有功试验评判因子

基于得到的τ组试验数据，计算集总试验评判因子：

计算分支电流强度评判因子：

式中，G

得到有功试验评判因子为：

I

式中，I

第三步：计算差异化盐度下的避雷器有功电流强度概念评判因子

基于差异化表面盐度变量和试验电压，得到避雷器良好状态下τ组不同盐度下的有功电流强度概念评判因子：

式中，G

第四步：避雷器健康状况评价

基于不同盐度积污下的避雷器健康状况综合评价因子E为：

当G

本发明的有益效果在于，

1)所搭建的试验系统方便稳定，安全有效，可对复杂环境下的避雷器电气参数进行可靠测试，具有较好的普适性；

2)能够便捷获避雷器取盐度积污与清洁条件下的额定频率电流强度，有利于评判因子的代数化计算；

3)提出了避雷器健康状况综合评价因子，可对避雷器的健康状况进行准确评价；

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明。一种基于差异化盐度积污的避雷器健康状况评价方法具体实施方式包括以下步骤：

第一步，搭建基于差异化盐度积污的避雷器健康状况评价平台，该避雷器健康状态评价平台包括：额定频率电流强度参数测试装置(1)、盐度处理装置(2)、工作电压发生控制器(3)、上位机(4)、工作电压发生设备(5)、额定频率电源(6)、整流器(7)、逆变器(8)和变压器(9)；避雷器(10)、高压电缆(11)、盐度测量分析仪(12)、盐度控制调节装置(13)、数据采集器(14)、接地网(15)、智能喷头(16)；

所述额定频率电流强度参数测试装置(1)的电流输入端子IB与避雷器(10)的底部相连，额定频率电流强度参数测试装置(1)的接地端子E与接地网(15)电连接，额定频率电流强度参数测试装置(1)信号输出端子O与数据采集器(14)电连接，数据采集器(14)与上位机(4)电连接；

所述盐度处理装置(2)中包含智能喷头(16)，盐度处理装置(2)中有空隙，可将避雷器(10)嵌入，并能沿垂直方向上下移动；

进一步地，所述盐度处理装置(2)分别与盐度测量分析仪(12)、盐度控制调节装置(13)电连接，盐度测量分析仪(12)、盐度控制调节装置(13)与上位机(4)电连接；

所述工作电压发生控制器(3)两端分别与额定频率电源(6)和上位机(4)电连接；

所述工作电压发生设备(5)包括依次连接的额定频率电源(6)、整流器(7)、逆变器(8)和变压器(9)；

进一步地，所述工作电压发生设备(5)通过高压电缆(11)连接至避雷器(10)的顶部输入端；

所述避雷器(10)的接地点与接地网(15)电连接；

第二步，基于第一步所构建的测试平台，开展差异化盐度积污的避雷器健康状态测试，包括：

通过上位机(4)向盐度控制调节装置(13)发出盐度设定信号，盐度控制调节装置(13)控制盐度处理装置(2)完成对避雷器(10)的表面盐度积污与清洁处理，通过盐度测量分析仪(12)测量避雷器(10)的表面盐度积污情况，得到积污表面盐度情况；

打开工作电压发生装置(5)，输出工作电压，通过额定频率电流强度参数测试装置(1)测量避雷器(10)在工作电压下产生的额定频率电流强度参数，并通过数据采集器(14)传输至上位机(4)中；

调节工作电压发生控制器(3)令工作电压发生装置(5)断开，清洁避雷器(10)表面，通过盐度控制调节装置(13)改变盐度处理装置(2)内的盐度，通过盐度处理装置(2)对避雷器(10)进行差异化表面盐度积污处理，差异化表面盐度积污范围控制在1g/L～200g/L，盐度处理装置(2)可进行τ组不同盐度的表面积污处理与清洁，重复上述试验步骤，得到τ组试验额定频率电流强度参数数据；

第三步：计算差异化盐度下的避雷器有功试验评判因子

基于得到的τ组试验数据，计算集总试验评判因子：

计算分支电流强度评判因子：

式中，G

得到有功试验评判因子为：

I

式中，I

第四步：计算差异化盐度下的避雷器有功电流强度概念评判因子

基于差异化表面盐度变量和试验电压，得到避雷器良好状态下τ组不同盐度下的有功电流强度概念评判因子：

式中，G

第五步：避雷器健康状况评价

基于不同盐度积污下的避雷器健康状况综合评价因子E为：

当G