本發(fā)明涉及電氣設(shè)備維護(hù)保障領(lǐng)域，特別涉及一種斷路器機(jī)械特性的評(píng)定方法。

背景技術(shù)：

斷路器是輸電網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，社會(huì)進(jìn)步，我國無論對(duì)用電的容量及用電的質(zhì)量都提出了更高的要求，使得斷路器的使用也與日俱增。調(diào)查顯示斷路器操作機(jī)構(gòu)的機(jī)械故障在所有故障占有相當(dāng)大的比例，因此無論制造廠和用戶均把斷路器的機(jī)械特性測試作為重要的試驗(yàn)內(nèi)容。

目前已經(jīng)出現(xiàn)了很多在線或離線的機(jī)械特性測試裝置，獲取斷路器的機(jī)械特性曲線已基本不存在問題，然而如何判斷斷路器機(jī)械特性曲線是否合格，基本都是采用GB1984中的內(nèi)容，事實(shí)上該標(biāo)準(zhǔn)給出的判據(jù)是比較粗糙的，沒有根據(jù)斷路器的電壓等級(jí)、操動(dòng)機(jī)構(gòu)、斷路器內(nèi)部結(jié)構(gòu)等內(nèi)容細(xì)化判據(jù)，無法指導(dǎo)技術(shù)人員對(duì)斷路器機(jī)械特性進(jìn)行精確判斷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種提出具有科學(xué)、精細(xì)化的斷路器機(jī)械特性測試評(píng)定方法，可以應(yīng)用于斷路器的型號(hào)不同，有助于現(xiàn)場技術(shù)人員更精確的判斷斷路器的機(jī)械特性，從而更合理的判斷斷路器的狀態(tài)，指導(dǎo)其運(yùn)行維護(hù)策略的制定。

一種斷路器機(jī)械特性的評(píng)定方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟：

S100，在斷路器機(jī)械壽命實(shí)驗(yàn)過程中，監(jiān)測記錄每次操作時(shí)斷路器動(dòng)作過程的行程曲線；

S200，在所有行程曲線上獲取某一確定時(shí)刻的行程值，構(gòu)成一個(gè)離散數(shù)列；對(duì)離散數(shù)列統(tǒng)計(jì)分析其數(shù)學(xué)分布類型；根據(jù)其數(shù)學(xué)分布類型，確定該時(shí)刻下的行程值的閾值區(qū)間；

S300，重復(fù)步驟S200，獲取斷路器動(dòng)作過程中不同時(shí)刻的行程閾值區(qū)間；

S400，獲取斷路器當(dāng)前的機(jī)械特性行程曲線，以行程閾值區(qū)間為評(píng)價(jià)判據(jù)，進(jìn)一步確定斷路器機(jī)械特性是否異常。

步驟S100中，在斷路器進(jìn)行機(jī)械壽命實(shí)驗(yàn)的過程中，記錄每次動(dòng)作的行程曲線波形，構(gòu)成樣本集M＝{M_i|i＝1,2,…,N}，其中N為機(jī)械壽命實(shí)驗(yàn)總次數(shù)。

步驟S200具體包含以下步驟：

S201，針對(duì)斷路器行程曲線波形，獲取每個(gè)行程曲線在某一時(shí)刻t_j的行程值，構(gòu)成該時(shí)刻的行程值的一組離散數(shù)據(jù)集S_j＝{S_j,i|i＝1,2,…,N,j代表時(shí)刻t_j}，其中t_j采用的時(shí)間參考0點(diǎn)為某一個(gè)確定的參考點(diǎn)，N為機(jī)械壽命實(shí)驗(yàn)總次數(shù)；

S202，對(duì)離散數(shù)據(jù)集S_j統(tǒng)計(jì)分析其概率分布類型；

S203，根據(jù)概率分布類型，結(jié)合斷路器及操動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)性能，確定行程曲線合理的上、下側(cè)分位數(shù)對(duì)應(yīng)概率值α、p，計(jì)算α、p對(duì)應(yīng)的上側(cè)α分位數(shù)x_α和下側(cè)p分位數(shù)x_p，應(yīng)滿足|x_α-x_p|<10％總行程，若|x_α-x_p|>10％總行程，則按照|x_α-x_p|＝10％總行程重新計(jì)算出對(duì)應(yīng)的x_α和x_p，從而得出t_j時(shí)刻下滿足設(shè)計(jì)要求的行程值的閾值區(qū)間，記作I_j。

采用觸頭分離時(shí)刻作為時(shí)間0點(diǎn)。

計(jì)算t_j時(shí)刻行程值時(shí)，在t_j時(shí)刻的某一鄰域求取行程平均值作為該時(shí)刻下的行程值。

步驟S300具體為：重復(fù)S201～S203，得出一個(gè)確定時(shí)間序列T＝{t_j|j＝1,2,…,K}下對(duì)應(yīng)的閾值區(qū)間序列I＝{I_j|j＝1,2,…,K}，其中K表示整個(gè)行程曲線上需要計(jì)算的時(shí)間點(diǎn)數(shù)。

K值不少于20。

S400具體為：獲取斷路器當(dāng)前的機(jī)械特性行程曲線，并取得該曲線在時(shí)間序列T下的行程值序列S_test，對(duì)比S_test和I確定斷路器機(jī)械特性是否異常。

斷路器的機(jī)械特性狀態(tài)異常判斷具體為：當(dāng)測試所得的行程曲線的行程值在對(duì)應(yīng)的閾值區(qū)間內(nèi)時(shí)，則斷路器機(jī)械特性正常，超出閾值區(qū)間，則斷路器機(jī)械特性不正常。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明的評(píng)定方法根據(jù)斷路器機(jī)械壽命實(shí)驗(yàn)過程中采集的行程曲線，獲取某個(gè)時(shí)刻的行程值，構(gòu)成一個(gè)離散數(shù)列；對(duì)離散數(shù)列分析其概率分布類型；根據(jù)其概率分布類型，確定該時(shí)刻下的行程值的合理閾值區(qū)間；進(jìn)而獲取斷路器動(dòng)作過程不同時(shí)刻的行程閾值區(qū)間；根據(jù)上述所得各個(gè)時(shí)刻的行程閾值區(qū)間，結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確定斷路器機(jī)械特性的評(píng)價(jià)判據(jù)，進(jìn)一步確定斷路器機(jī)械特性是否異常。通過統(tǒng)計(jì)學(xué)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，結(jié)合概率分布的理論，獲得行程值的合理閾值區(qū)間，作為判據(jù)進(jìn)行判斷斷路器機(jī)械特性。該方法能夠?qū)γ恳环N型號(hào)的斷路器產(chǎn)品，根據(jù)其設(shè)計(jì)要求及機(jī)械壽命實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)該型號(hào)的斷路器提出一種更科學(xué)、更具體的分析評(píng)價(jià)方法。有助于現(xiàn)場技術(shù)人員更精確的判斷斷路器的機(jī)械特性，從而更合理的判斷斷路器的狀態(tài)，指導(dǎo)其運(yùn)行維護(hù)策略的制定。

進(jìn)一步，獲得行程的閾值區(qū)間主要通過概率分布進(jìn)行計(jì)算，使其上、下側(cè)概率分位數(shù)對(duì)應(yīng)的行程值滿足10％的斷路器總行程，進(jìn)而得到滿足設(shè)計(jì)要求的行程值的閾值區(qū)間。

進(jìn)一步，求取行程平均值作為該時(shí)刻下的行程值，可以排除實(shí)際測量時(shí)干擾等其他因素的影響。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明所述的實(shí)施流程圖；

圖2為本發(fā)明所述的一個(gè)實(shí)施例的行程曲線示意圖；

圖3為本發(fā)明所述的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)概率分布示意圖；

圖4為本發(fā)明所述的一個(gè)實(shí)施例的行程曲線閾值區(qū)間示意圖。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：

如圖1所示，一種斷路器機(jī)械特性的評(píng)定方法，可以概括為下面幾個(gè)步驟：

步驟S100，在斷路器機(jī)械壽命實(shí)驗(yàn)過程中，監(jiān)測記錄每次操作的行程曲線；由于斷路器型式試驗(yàn)包括了對(duì)機(jī)械壽命試驗(yàn)的要求，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于M1級(jí)斷路器，要求滿足2000次操作循環(huán)，對(duì)于M2級(jí)斷路器要求滿足10000次操作循環(huán)。因此可以在做機(jī)械壽命試驗(yàn)的同時(shí)，記錄每次動(dòng)作的行程曲線數(shù)據(jù)。斷路器行程曲線示意圖如圖2所示，為了方便描述不同型號(hào)行程不同的斷路器，圖中縱坐標(biāo)的行程值進(jìn)行了歸一化。

所有的行程曲線數(shù)據(jù)構(gòu)成了一個(gè)數(shù)據(jù)樣本集，記作M＝{M_i|i＝1,2,…,N}，其中N為機(jī)械壽命實(shí)驗(yàn)總次數(shù)。

步驟S200，在所述的所有行程曲線上獲取某一確定時(shí)刻的行程值，構(gòu)成一個(gè)離散數(shù)列；對(duì)離散數(shù)列統(tǒng)計(jì)分析其數(shù)學(xué)分布類型；根據(jù)其數(shù)學(xué)分布類型，確定該時(shí)刻下的行程值的閾值區(qū)間。具體來講，可以細(xì)化為如下幾個(gè)步驟：

步驟S201，在所述的所有行程曲線上獲取某一確定時(shí)刻的行程值，構(gòu)成一個(gè)離散數(shù)列。即對(duì)S100中數(shù)據(jù)集M獲取其每個(gè)樣本在某一確定時(shí)刻t_j的行程值，構(gòu)成該時(shí)刻的行程值的一組離散數(shù)據(jù)集S_j＝{S_j,i|i＝1,2,…,N,j代表時(shí)刻t_j}。其中t_j采用的時(shí)間參考0點(diǎn)可以用斷路器動(dòng)作過程中某一個(gè)確定點(diǎn)，如圖2所示，這里采用觸頭分離時(shí)刻作為時(shí)間0點(diǎn)。這里在計(jì)算t_j時(shí)刻行程值時(shí)，考慮到實(shí)際測量時(shí)干擾等其他因素的影響，可以在t_j時(shí)刻的某一鄰域求取行程平均值作為該時(shí)刻下的行程值。

步驟S202，對(duì)S201中所述的離散數(shù)據(jù)集S_j統(tǒng)計(jì)分析其概率分布類型，該數(shù)據(jù)的分布類型因斷路器及操動(dòng)機(jī)構(gòu)的型號(hào)不同，可能呈現(xiàn)不同的分布結(jié)果，這里以常見的正態(tài)分布為例進(jìn)行說明，但不限于正態(tài)分布，如圖3所示。圖中橫坐標(biāo)代表行程值，縱坐標(biāo)代表概率密度。曲線是由離散數(shù)據(jù)集S_j擬合出的正態(tài)分布曲線，即曲線下方與橫軸圍成的面積等于1。

步驟S203，在取得數(shù)據(jù)集S_j的概率分布后，進(jìn)一步，根據(jù)斷路器及操動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)性能，確定行程曲線合理的上、下側(cè)分位數(shù)對(duì)應(yīng)概率值α、p，這兩個(gè)參數(shù)代表了可接受的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)間，參數(shù)值越小，說明最終的評(píng)價(jià)結(jié)果風(fēng)險(xiǎn)越高。以p為例，如圖3所示，即滿足圖中p所指區(qū)域的面積等于p，而其所對(duì)應(yīng)的x_p稱為該概率分布的下側(cè)p分位數(shù)。同理滿足圖中α所指區(qū)域的面積等于α，所對(duì)應(yīng)的x_α稱為該概率分布的上側(cè)α分位數(shù)。

具體地，α和p值的選擇可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行變化，甚至可以根據(jù)時(shí)刻值的不同作出相應(yīng)變化，由此得出的x_α和x_p還應(yīng)滿足|x_α-x_p|<10％總行程，這是因?yàn)閲覙?biāo)準(zhǔn)中推薦的判定曲線合格采用的是標(biāo)準(zhǔn)曲線上下包絡(luò)線范圍共為10％的斷路器總行程。當(dāng)|x_α-x_p|>10％總行程時(shí)，應(yīng)根據(jù)|x_α-x_p|＝10％總行程的條件，重新計(jì)算x_α和x_p以保證本發(fā)明所得的判據(jù)不寬松于國家標(biāo)準(zhǔn)GB1984。

當(dāng)綜合確定了x_α和x_p的值后，可以得出t_j時(shí)刻下滿足設(shè)計(jì)要求的行程值的閾值區(qū)間，記作I_j.

步驟S300，重復(fù)上述S200中的S201～S203過程，獲取斷路器動(dòng)作過程的不同時(shí)刻的行程閾值區(qū)間，即得出一個(gè)確定時(shí)間序列T＝{t_j|j＝1,2,…,K}下對(duì)應(yīng)的閾值區(qū)間序列I＝{I_j|j＝1,2,…,K}，其中K表示整個(gè)行程曲線上需要計(jì)算的時(shí)間點(diǎn)數(shù)。K值的選取根據(jù)測試系統(tǒng)的采樣率確定，但應(yīng)不少于20個(gè)點(diǎn)以便符合國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。

圖4給出了一個(gè)行程曲線在時(shí)間序列T下獲得的行程閾值區(qū)間序列I的示意圖。一般的，由本發(fā)明分析方法所獲取的行程閾值區(qū)間序列必然的包含了該斷路器的標(biāo)準(zhǔn)參考行程曲線。

步驟S400，在上述步驟獲取斷路器時(shí)間序列T下的行程閾值區(qū)間序列I后，即形成了對(duì)該型斷路器機(jī)械特性是否合格的有效判據(jù)，具體來講，獲取斷路器當(dāng)前的機(jī)械特性行程曲線，并取得該曲線在時(shí)間序列T下的行程值序列S_test，對(duì)比S_test和I，若S_test均在I的范圍內(nèi)則認(rèn)為當(dāng)前斷路器機(jī)械特性狀態(tài)正常，若S_test中存在有超過I范圍的時(shí)刻，則判定當(dāng)前斷路器機(jī)械特性狀態(tài)異常，應(yīng)采取相關(guān)措施。

本發(fā)明所公開的這種斷路器機(jī)械特性的評(píng)定方法較標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法，更具針對(duì)性也更精確，對(duì)實(shí)際工作中斷路器機(jī)械特性評(píng)估更具指導(dǎo)意義。以上所公開的僅為本發(fā)明一種最具代表性的實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。