一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估方法

摘要

一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估方法，其特征在于搭建一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估平台，其评估步骤为：将避雷器接地并放置在试验箱中，通过调节温度调节装置来设定试验箱内的温度，通过电流检测仪得到不同温度情况下流经避雷器的电流，将避雷器的电流中的电流衰败因子以及避雷器的性能损坏因子综合考虑，得到避雷器的特性畸变因子，对特性畸变进行评估是否需要检修避雷器，本发明主要致力于实现对避雷器的特性畸变评估，且主要实现方法就是综合考虑避雷器的电流衰败因子以及性能损坏因子，对电网的稳定运行具有重要意义。

说明书

技术领域

本发明属于避雷器防护技术领域，特别是一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估方法。

背景技术

近些年来，我国愈来愈庞大的电力系统，已经使得电力部门主要发展的方向变成了超特高压方向，也让我国的电力需求急剧增加。其中，避雷器在整个电力网中有着举足轻重的地位，避雷器的主要作用是防止过电压，以此来保证电力系统的长期稳定运行。氧化锌避雷器因其电阻片的非线性优点，能够使得发生过电压时，能量很快流入大地，以此保证电力系统稳定工作；并且还具有无续流、无间隙、流通容量大等显著优点，已经成为我国避雷器的主要研究方向。氧化锌避雷器作为一种常用的过电压防护设备，整个电力网的安全稳定与氧化锌避雷器的绝缘性能息息相关。由于环境温度的影响以及氧化锌避雷器长期运行的情况下，电压分布不均匀会使得氧化锌避雷器发生老化，甚至于严重的情况会影响整个电网的运行安全。

现在很少有考虑温度因素影响下的避雷器特性畸变程度的研究。本发明将流经避雷器的电流中的电流衰败因子以及避雷器的性能损坏因子综合考虑，得到避雷器的特性畸变因子，对氧化锌的特性畸变评估具有一定的意义。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估平台及方法。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估平台，该平台包括：工作电压发生触发器、数据收集单元、主机、工作电压发生器、电流检测仪、氧化锌避雷器、接地网、试验箱、温度调节装置、温度分析处理装置、温度传感器、同轴电缆、开关、电流传感器；

所述温度调节装置的温度调节端与试验箱的下接口相连，温度调节装置的输出端与温度传感器的输入端相连，温度调节装置的接地端与接地网相连，温度传感器的输出端与温度分析处理装置的输入接口相连，温度分析处理装置的输出接口与主机相连；

所述工作电压发生触发器的触发接口与工作电压发生器的输入端相连，主机与工作电压发生触发器的控制端相连，工作电压发生器的输出端经过同轴电缆与开关的输入端相连，开关的输出端与氧化锌避雷器的输入端相连；

所述氧化锌避雷器的接地点与接地网相连，氧化锌避雷器放置在试验箱中；

所述电流检测仪的电流输入端穿过试验箱的上接口与氧化锌避雷器的输出端相连，且电流检测仪的电流输出端与电流传感器的输入端相连，电流传感器的输出端与数据收集单元的信号输入端相连，数据收集单元的数据输出端与主机相连；

上述实验平台的实验方法，包括以下步骤：

第一步、模拟工频下的避雷器工作状态，其具体步骤为：通过主机触发工作电压发生触发器输出工作电压，电流检测仪检测得流经避雷器的电流i

第二步、测量不同温度下避雷器的电流:通过调节温度调节装置来设定试验箱内的温度，使试验箱内的温度保持在30℃-90℃之间，以5℃为梯度测一组，测量得到第a组不同温度情况下的避雷器的电流i

第三步、计算避雷器的电流i

式中，k为谐波次数，μ为加权系数，N为避雷器电流一个周期内的采样数，x为一个周期内的采样点，f(x)为采样点下的采样数值；

第四步、计算避雷器的性能损坏因子g

式中，k为谐波次数，T为电流i

第五步、计算避雷器的电流中的实际特性衰减因子p

p

第六步、将第a组实验温度数据代入公式(2)中，得到第a组对应的其他条件良好状况下氧化物避雷器的理论特性衰减因子p

式中，T

第七步、综合上述计算，得出避雷器在计及由温度因素影响下的氧化锌避雷器特性畸变因子为：

当m∈(0,1)时，表征氧化锌避雷器特性状态良好；当m∈(1,1.5)时，表征氧化锌避雷器特性轻微畸变，可安排适时检修；当m∈(1.5,+∞)时，表征氧化锌避雷器特性严重畸变，需要尽快检修。

本发明的有益效果在于：

1)能够准确地计算避雷器的特性畸变因子；

2)通过特性畸变因子准确地判断出氧化锌避雷器是否需要检修；

3)本发明实现方法主要是通过主机进行操作与控制，操作简单且安全可靠。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

具体实施方式

以下将结合附图进一步对本发明的具体实施方式进行说明，包含以下步骤：

第一步、如图1所示，搭建一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估平台，该平台包括：工作电压发生触发器(1)、数据收集单元(2)、主机(3)、工作电压发生器(4)、电流检测仪(5)、氧化锌避雷器(6)、接地网(7)、试验箱(8)、温度调节装置(9)、温度分析处理装置(10)、温度传感器(11)、同轴电缆(12)、开关(13)、电流传感器(14)；

所述温度调节装置(9)的温度调节端与试验箱(8)的下接口相连，温度调节装置(9)的输出端与温度传感器(11)的输入端相连，温度调节装置(9)的接地端与接地网(7)相连，温度传感器(11)的输出端与温度分析处理装置(10)的输入接口相连，温度分析处理装置(10)的输出接口与主机(3)相连；

所述工作电压发生触发器(1)的触发接口与工作电压发生器(4)的输入端相连，主机(3)与工作电压发生触发器(1)的控制端相连，工作电压发生器(4)的输出端经过同轴电缆(12)与开关(13)的输入端相连，开关(13)的输出端与氧化锌避雷器(6)的输入端相连；

所述氧化锌避雷器(6)的接地点与接地网(7)相连，氧化锌避雷器(6)放置在试验箱(8)中；

所述电流检测仪(5)的电流输入端穿过试验箱(8)的上接口与氧化锌避雷器(6)的输出端相连，且电流检测仪(5)的电流输出端与电流传感器(14)的输入端相连，电流传感器(14)的输出端与数据收集单元(2)的信号输入端相连，数据收集单元(2)的数据输出端与主机(3)相连；

基于上述一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估平台的评估方法包括以下步骤：

第一步、模拟工频下的避雷器工作状态，其具体步骤为：通过主机(3)触发工作电压发生触发器(1)输出工作电压，电流检测仪(5)检测得流经避雷器的电流i

第二步、测量不同温度下避雷器的电流：通过调节温度调节装置(9)来设定试验箱(8)内的温度，使试验箱(8)内的温度保持在30℃-90℃之间，以5℃为梯度测一组，测量得到第a组不同温度情况下的避雷器的电流i

第三步、计算避雷器的电流i

式中，k为谐波次数，μ为加权系数，N为避雷器电流一个周期内的采样数，x为一个周期内的采样点，f(x)为采样点下的采样数值；

第四步、计算避雷器的性能损坏因子g

式中，k为谐波次数，T为电流i

第五步、计算避雷器的电流中的实际特性衰减因子p

p

第六步、将第a组实验温度数据代入公式(2)中，得到第a组对应的其他条件良好状况下氧化物避雷器的理论特性衰减因子p

式中，T

第七步、综合上述计算，得出避雷器在计及由温度因素影响下的氧化锌避雷器特性畸变因子为：

当m∈(0,1)时，表征氧化锌避雷器特性状态良好；当m∈(1,1.5)时，表征氧化锌避雷器特性轻微畸变，可安排适时检修；当m∈(1.5,+∞)时，表征氧化锌避雷器特性严重畸变，需要尽快检修。