【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统避雷器使用寿命预测，尤其涉及基于避雷器检测的使用寿命预测系统。
技术介绍
1、当雷电击中设备或电力系统时，会产生巨大的电流和电压，可能导致设备损坏，避雷器能够迅速引导这些过电压到地，防止其传播到受保护的设备，但避雷器的运行寿命受多因素共同作用，既有长期工作电压作用下，又有雷电冲击或电力系统操作累积的过电压冲击，还有外界环境温度变化，带来了避雷器电热老化、冲击老化和内部核心器件金属氧化物电阻片的晶体结构变化，使避雷器的性能逐渐发生劣化或失效，导致避雷器运行寿命较标准使用年限降低，因此，如何准确预测避雷器的使用寿命成为重中之重。
2、目前常用的避雷器监测方法为中国专利授权公告号：cn112255484b公开了一种避雷器运行状态在线监测及评估方法和系统，所述方法包括获取避雷器的在线和历史运行状态数据；筛选得到避雷器缺陷特征数据参量及其变化规律；确定避雷器运行状态评估指标；建立避雷器运行状态评估模型；将历史运行状态数据输入避雷器运行状态评估模型进行模型训练，将在线运行状态数据作为实时输入量输入避雷器运行状态评估模型进行预测，从而实现对避雷器设备运行状态评估及发展趋势预测。本专利技术可广泛应用于智能变电站等一线现场，对于提高试验效率，增强运维水平，预防设备故障具有重要的作用，可用于避雷器的运行状态和寿命评估，可及时监测设备的潜在隐患，降低避雷器故障风险，带来巨大的社会效益。
3、但是，上述方法存在以下问题：只采用泄漏电流作为避雷器检测的单一标准，未对避雷器的热耗散性能进行检测，从而忽视避雷器工
技术实现思路
1、为此，本专利技术提供基于避雷器检测的使用寿命预测系统，用以克服现有技术中只采用泄漏电流作为避雷器检测的单一标准，未对避雷器的热耗散性能进行检测，从而忽视避雷器工作温度异常带来的老化问题，导致避雷器使用寿命预测不准确。
2、为实现上述目的，本专利技术提供基于避雷器检测的使用寿命预测系统，包括：
3、传感单元，其用以检测避雷器的运行特征；
4、计算单元，其与所述传感单元相连，用以根据所述运行特征获取避雷器的热耗散参数以及泄漏电流参数；
5、速衰单元，其与所述计算单元以及所述传感单元相连，用以构建相同的所述热耗散参数以及泄漏电流参数的试验工装，并加速试验工装的老化进程以检测老化时长；
6、供能单元，其用以提供过电压；
7、模拟单元，其与所述传感单元以及所述供能单元相连，用以构建相同的所述热耗散参数以及泄漏电流参数的过载工装，接收所述过电压以检测对应的过载缩减时长；
8、处理单元，其与所述速衰单元以及所述模拟单元相连，用以根据所述运行特征、所述老化时长以及所述过载缩减时长建立预测模型以生成寿命预测数据库；
9、其中，所述运行特征包括运行电流、运行温度；所述过电压为大于避雷器额定电压的运行电压；
10、其中，所述传感单元包括电流传感器以及温度传感器。
11、进一步地，所述温度传感器包括光纤温度传感器以及热敏电阻传感器；
12、其中，所述光纤温度传感器设置在避雷器外套内与金属氧化物相隔预设距离处，用以检测金属氧化物的表面温度；
13、所述热敏电阻传感器设置在避雷器外套外部，与避雷器相贴设置，用以检测外套的外表面温度；
14、其中所述光纤温度传感器以及所述热敏电阻传感器的设置高度相同。
15、进一步地，所述计算单元根据所述金属氧化物的表面温度以及外套的外表面温度确定所述热耗散参数；
16、所述热耗散参数p由式（1）确定：
17、 （1），
18、其中，t1为所述金属氧化物的表面温度，t2为所述外套的外表面温度。
19、进一步地，所述电流传感器为级联h桥多电平变流器，通过三次谐波注入法检测所述泄漏电流参数；
20、其中，所述泄漏电流参数包括预设周期内的平均电流值以及瞬时最大电流值。
21、进一步地，所述速衰单元采用所述试验工装加速试验工装的老化进程以确定避雷器在所述运行特征下的老化时长；
22、所述速衰单元在所述热耗散参数不大于最小热耗散参数或所述平均电流值不小于最大平均电流值或所述瞬时电流值不小于最大瞬时电流值时停止老化进程；
23、所述模拟单元采用所述过电压冲击所述过载工装为模拟雷电冲击和操作冲击对避雷器老化进程的影响以确定所述过载缩减时长；
24、其中，所述热耗散参数不大于最小热耗散参数或所述平均电流值不小于最大平均电流值或所述瞬时电流值不小于最大瞬时电流值时停止过电压冲击。
25、进一步地，避雷器在所述运行特征下对应的老化时长t由式（2）确定：
26、 （2），
27、其中，k为寿命系数，n为老化试验总次数，ti为第i次试验工装老化进程的老化时长。
28、进一步地，所述过载缩减时长x由式（3）确定：
29、 （3），
30、其中，t为老化时长，t1为过电压冲击下的使用时长，y为过电压冲击次数。
31、进一步地，所述处理单元根据所述过载缩减时长对所述老化时长进行修正以确定避雷器的使用寿命。
32、进一步地，避雷器的使用寿命t'由式（4）确定：
33、 （4），
34、其中，t为老化时长，t2为已使用时长，m为已使用时长下的过电压冲击次数，x为过载缩减时长。
35、进一步地，将待测避雷器匹配所述寿命预测数据库进行寿命预测；
36、其中，若所述待测避雷器无法与所述寿命预测数据库的现有任一预测模型匹配，对所述待测避雷器重复上述单元的处理以生成补充预测模型并生成完备寿命预测数据库。
37、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于，本专利技术通过上述单元的相互协作，将热耗散参数与配合泄漏电流参数作为避雷器老化的指标，泄漏电流参数反映了避雷器在正常运行情况下的电气特性，而热耗散参数则关联到其热特性，综合考虑这两个指标可以更全面地了解避雷器的工作状态有利于对避雷器的使用寿命进行精准预测，从而有效提高避雷器使用寿命系统预测的准确性。
38、进一步地，本专利技术光纤温度传感器与热敏电阻传感器设置在同一高度，减小高度差引起的气温差异，减小误差，同时确保两种传感器受到相似的环境条件和气象条件的影响，有助于确保它们都在相同的物理环境中运行，提高了热耗散参数测量的可比性和一致性。
39、进一步地，本专利技术通过速衰单元构建与避雷器现热耗散参数以及泄漏电流参数相同的试验工装，多次加速试验避雷器的老化进程，统计老化时长，减小误差和排除异常值，有利于精确计算现有运行特征下的避雷器的老化时长，从而进一步地提高避雷器使用寿命系统预测的准确性。
40、进一步地，本专利技术通过模拟单元构建与避雷器的现有热耗散参数以及泄漏本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于避雷器检测的使用寿命预测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于避雷器检测的使用寿命预测系统，其特征在于，所述温度传感器包括光纤温度传感器以及热敏电阻传感器；
3.根据权利要求2所述的基于避雷器检测的使用寿命预测系统，其特征在于，所述计算单元根据所述金属氧化物的表面温度以及外套的外表面温度确定所述热耗散参数；
4.根据权利要求3所述的基于避雷器检测的使用寿命预测系统，其特征在于，所述电流传感器为级联H桥多电平变流器，通过三次谐波注入法检测所述泄漏电流参数；
5.根据权利要求4所述的基于避雷器检测的使用寿命预测系统，其特征在于，所述速衰单元采用所述试验工装加速试验工装的老化进程以确定避雷器在所述运行特征下的老化时长；
6.根据权利要求5所述的基于避雷器检测的使用寿命预测系统，其特征在于，避雷器在所述运行特征下对应的老化时长t由式（2）确定：
7.根据权利要求5所述的基于避雷器检测的使用寿命预测系统，其特征在于，所述过载缩减时长X由式（3）确定：
8.根据权利要求6或7任一项所述
9.根据权利要求8所述的基于避雷器检测的使用寿命预测系统，其特征在于，避雷器的使用寿命t'由式（4）确定：
10.根据权利要求6或9任一项所述的基于避雷器检测的使用寿命预测系统，其特征在于，将待测避雷器匹配所述寿命预测数据库进行寿命预测；
...【技术特征摘要】
1.基于避雷器检测的使用寿命预测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于避雷器检测的使用寿命预测系统，其特征在于，所述温度传感器包括光纤温度传感器以及热敏电阻传感器；
3.根据权利要求2所述的基于避雷器检测的使用寿命预测系统，其特征在于，所述计算单元根据所述金属氧化物的表面温度以及外套的外表面温度确定所述热耗散参数；
4.根据权利要求3所述的基于避雷器检测的使用寿命预测系统，其特征在于，所述电流传感器为级联h桥多电平变流器，通过三次谐波注入法检测所述泄漏电流参数；
5.根据权利要求4所述的基于避雷器检测的使用寿命预测系统，其特征在于，所述速衰单元采用所述试验工装加速试验工装的老化进程以确定避雷器在所述运行特征下的老化时...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨海涛，陈迪，王俊皓，孙光宝，王德华，
申请(专利权)人：大连法伏安电器有限公司，
类型：发明
国别省市：
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