本發(fā)明涉及直流線(xiàn)路絕緣子可靠性測(cè)評(píng)，具體涉及一種計(jì)及低氣壓環(huán)境的直流線(xiàn)路絕緣子可靠性測(cè)評(píng)平臺(tái)及方法。

背景技術(shù)：

1、

2、目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于直流線(xiàn)路絕緣子的狀態(tài)評(píng)估主要通過(guò)測(cè)量泄漏電流、積污狀態(tài)、熱成像、電暈監(jiān)測(cè)，未見(jiàn)有計(jì)及低氣壓環(huán)境的直流線(xiàn)路絕緣子可靠性測(cè)評(píng)方法的相關(guān)研究。因此本發(fā)明專(zhuān)利提出了一種計(jì)及低氣壓環(huán)境的直流線(xiàn)路絕緣子可靠性測(cè)評(píng)方法，并搭建了一個(gè)直流線(xiàn)路絕緣子可靠性測(cè)評(píng)平臺(tái)，依托直流線(xiàn)路絕緣子可靠性測(cè)評(píng)平臺(tái)與可靠性測(cè)評(píng)方法，可實(shí)現(xiàn)高原地區(qū)低氣壓環(huán)境下直流線(xiàn)路絕緣子運(yùn)行服役可靠性的有效評(píng)估，進(jìn)而提升直流輸電線(xiàn)路系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為有效評(píng)估直流線(xiàn)路絕緣子在高海拔、低氣壓環(huán)境下的運(yùn)行服役可靠性，本發(fā)明提出了一種計(jì)及低氣壓環(huán)境的直流線(xiàn)路絕緣子可靠性測(cè)評(píng)平臺(tái)及方法。

2、其技術(shù)方案如下：一種計(jì)及低氣壓環(huán)境的直流線(xiàn)路絕緣子可靠性測(cè)評(píng)平臺(tái)，其要點(diǎn)在于，所述平臺(tái)包括上位機(jī)、過(guò)電壓發(fā)生源、輸入電壓引線(xiàn)、直流絕緣子串、接地引線(xiàn)、復(fù)合接地網(wǎng)絡(luò)、氣壓控制器、氣壓調(diào)節(jié)裝置、氣體傳輸管道、氣體調(diào)節(jié)閥門(mén)、弱阻尼電容式分壓器、濕度計(jì)、氣壓計(jì)、電流傳感器、數(shù)據(jù)采集與無(wú)線(xiàn)傳輸裝置、低氣壓模擬試驗(yàn)箱；

3、所述上位機(jī)的一端與所述過(guò)電壓發(fā)生源的輸入端相連接，所述過(guò)電壓發(fā)生源的輸出端通過(guò)所述電壓引線(xiàn)與低氣壓模擬試驗(yàn)箱上端相連接，該低氣壓模擬試驗(yàn)箱的下端通過(guò)所述接地引線(xiàn)與復(fù)合接地網(wǎng)相連接；

4、所述低氣壓模擬試驗(yàn)箱的下端還與所述氣壓調(diào)節(jié)裝置相連接，該氣壓調(diào)節(jié)裝置的輸入端與所述氣壓控制器相連接，所述氣壓控制器的另一端與所述上位機(jī)相連。

5、優(yōu)選地：所述低氣壓模擬試驗(yàn)箱內(nèi)部固定設(shè)置有直流絕緣子串、氣體調(diào)節(jié)閥門(mén)、氣壓計(jì)、濕度計(jì)，所述低氣壓模擬試驗(yàn)箱通過(guò)內(nèi)部所述直流絕緣子串上端與所述電壓引線(xiàn)相連，其下端通過(guò)所述接地引線(xiàn)與復(fù)合接地網(wǎng)相連接。

6、優(yōu)選地：所述低氣壓模擬試驗(yàn)箱內(nèi)部的氣體調(diào)節(jié)閥門(mén)與所述氣體傳輸管道相連，通過(guò)所述氣體傳輸管道與所述氣壓調(diào)節(jié)裝置的輸出端相連。

7、優(yōu)選地：所述過(guò)電壓發(fā)生源的輸出端還與所述弱阻尼電容式分壓器的輸入端相連接，該弱阻尼電容式分壓器的輸出端與所述數(shù)據(jù)采集與無(wú)線(xiàn)傳輸裝置相連，該數(shù)據(jù)采集與無(wú)線(xiàn)傳輸裝置與電流傳感器的輸出端相連，所述電流傳感器套接在接地引線(xiàn)上。

8、優(yōu)選地：所述數(shù)據(jù)采集與無(wú)線(xiàn)傳輸裝置與上位機(jī)采用無(wú)線(xiàn)連接，所述濕度計(jì)、氣壓計(jì)均與該數(shù)據(jù)采集與無(wú)線(xiàn)傳輸裝置連接。

9、一種計(jì)及低氣壓環(huán)境的直流線(xiàn)路絕緣子可靠性測(cè)評(píng)方法，其要點(diǎn)在于，包括以下步驟：

10、s1：所述上位機(jī)通過(guò)氣壓控制器控制氣壓調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)低氣壓模擬試驗(yàn)箱的內(nèi)部氣壓，設(shè)定所述低氣壓模擬試驗(yàn)箱的內(nèi)部氣壓為pa，所述氣壓計(jì)實(shí)時(shí)測(cè)量低氣壓模擬試驗(yàn)箱的內(nèi)部氣壓，并將內(nèi)部氣壓測(cè)量結(jié)果pr通過(guò)數(shù)據(jù)采集與無(wú)線(xiàn)傳輸裝置回傳給上位機(jī)；

11、s2：所述濕度計(jì)實(shí)時(shí)測(cè)量低氣壓模擬試驗(yàn)箱的內(nèi)部濕度，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集與無(wú)線(xiàn)傳輸裝置將低氣壓模擬試驗(yàn)箱的內(nèi)部濕度測(cè)量結(jié)果hm無(wú)線(xiàn)傳輸至上位機(jī)；

12、s3：在所述上位機(jī)上設(shè)定過(guò)電壓參數(shù)，包括過(guò)電壓的幅值us、過(guò)電壓的波前時(shí)間ta、過(guò)電壓的波尾時(shí)間tb；

13、s4：所述上位機(jī)控制過(guò)電壓發(fā)生源輸出過(guò)電壓，并經(jīng)輸入電壓引線(xiàn)傳輸至直流絕緣子串；

14、同時(shí)，弱阻尼電容式分壓器、電流傳感器分別采集過(guò)電壓發(fā)生源的輸出端電壓uf、接地引線(xiàn)上的過(guò)電流if，并將采集結(jié)果經(jīng)數(shù)據(jù)采集與無(wú)線(xiàn)傳輸裝置回傳給上位機(jī)；

15、s5：上位機(jī)判斷uf、if是否滿(mǎn)足if>imax且uf<umin；若滿(mǎn)足，則將步驟s3中設(shè)定的過(guò)電壓幅值us的實(shí)時(shí)參數(shù)取值定義為直流絕緣子串的耐受過(guò)電壓utol，并保存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)uf、if、utol，轉(zhuǎn)至下一步驟，其中所述imax、umin分別為電流監(jiān)測(cè)閾值和電壓監(jiān)測(cè)閾值；

16、s6：在上位機(jī)重新設(shè)定低氣壓模擬試驗(yàn)箱的內(nèi)部氣壓pi，重復(fù)步驟s1-s5，產(chǎn)生k組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；

17、所述低氣壓模擬試驗(yàn)箱的內(nèi)部氣壓pi在氣壓區(qū)間[pa，pb]內(nèi)間隔δp均勻取值；

18、所述δp的值為(-pa+pb)/(k-1)；

19、s7：計(jì)算不同氣壓下直流絕緣子串的耐受過(guò)電壓理論計(jì)算值ua：

20、

21、式a中，ua為直流絕緣子串的耐受過(guò)電壓理論計(jì)算值；

22、ures為直流絕緣子串的破壞電壓，單位為kv；

23、hm為低氣壓模擬試驗(yàn)箱的內(nèi)部濕度測(cè)量值；

24、pr為低氣壓模擬試驗(yàn)箱的內(nèi)部氣壓測(cè)量值；

25、pc為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，α、λ均為高斯誤差系數(shù)，η為積分變量；

26、s8：進(jìn)行不同氣壓下直流絕緣子串的耐受過(guò)電壓理論計(jì)算公式的優(yōu)化，求解得到一組高斯誤差系數(shù)α、λ的最優(yōu)解，使得直流絕緣子串的耐受過(guò)電壓理論計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值之間的誤差最小，具體步驟如下：

27、1)隨機(jī)生成一組初始解即高斯誤差系數(shù)α、λ，建立適應(yīng)度函數(shù)f(α，λ)：

28、

29、式b中，f(α，λ)為適應(yīng)度函數(shù)；

30、utoli為第i個(gè)氣壓下直流絕緣子串的耐受過(guò)電壓實(shí)驗(yàn)值；

31、uai為第i個(gè)氣壓下直流絕緣子串的耐受過(guò)電壓理論計(jì)算值；

32、k為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)組數(shù)；

33、2)生成一組擾動(dòng)新解即高斯誤差系數(shù)α'、λ'，并判斷f(α'、λ')是否滿(mǎn)足f(α'、λ')≥f(α，λ)，若滿(mǎn)足，則α、λ作為新解；若不滿(mǎn)足，則α'、λ'作為新解；

34、3)判斷是否滿(mǎn)足終止條件，若滿(mǎn)足，則運(yùn)算結(jié)束輸出最優(yōu)解αb、λb，否則返回至步驟2)；

35、s9：將步驟s8中求解得到的最優(yōu)解αb、λb帶入公式(a)，得到優(yōu)化后的不同氣壓下直流絕緣子串的耐受過(guò)電壓理論計(jì)算公式：

36、

37、式c中，uab為優(yōu)化后的直流絕緣子串的耐受過(guò)電壓理論計(jì)算值；

38、s10：計(jì)算計(jì)及低氣壓環(huán)境的直流絕緣子串的安全可靠性測(cè)評(píng)因子σ，并進(jìn)行直流絕緣子串的安全可靠性狀態(tài)評(píng)估：

39、

40、式d中，ub為直流絕緣子串的耐受過(guò)電壓臨界基準(zhǔn)參數(shù)。

41、優(yōu)選地：所述s1步驟中測(cè)量的上位機(jī)判斷pr與pa的關(guān)系，若滿(mǎn)足|pr-pa|<ε1，則上位機(jī)保存測(cè)量結(jié)果pr并轉(zhuǎn)至下一步驟s2，否則氣壓控制器控制氣壓調(diào)節(jié)裝置繼續(xù)調(diào)節(jié)低氣壓模擬試驗(yàn)箱的內(nèi)部氣壓；其中所述ε1為低氣壓模擬試驗(yàn)箱的內(nèi)部氣壓測(cè)量誤差閾值上限。

42、優(yōu)選地：所述步驟s5中若不滿(mǎn)足if>imax且uf<umin的要求，則取us＝us+δu，并重復(fù)步驟s3至s5；所述δu為電壓增大的步長(zhǎng)。

43、優(yōu)選地：所述步驟s10中基于σ來(lái)判斷直流絕緣子串4的安全可靠性，當(dāng)σ∈(-∞，-1.3]時(shí)，表明直流絕緣子串的安全可靠性狀態(tài)為優(yōu)秀；

44、當(dāng)σ∈(-1.3，1]時(shí)，表明直流絕緣子串的安全可靠性狀態(tài)一般，需要加強(qiáng)巡檢頻次；

45、當(dāng)σ∈(1，+∞)時(shí)，表明直流絕緣子串的安全可靠性狀態(tài)較差，需要進(jìn)行更換或檢修。

46、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：搭建了計(jì)及低氣壓環(huán)境的直流線(xiàn)路絕緣子可靠性測(cè)評(píng)平臺(tái)，基于該測(cè)評(píng)平臺(tái)可以有效的模擬直流線(xiàn)路絕緣子高原低氣壓的服役環(huán)境，同時(shí)也可以模擬不同氣壓環(huán)境下過(guò)電壓對(duì)直流線(xiàn)路絕緣子的沖擊作用；

47、提出了一種計(jì)及低氣壓環(huán)境的直流線(xiàn)路絕緣子可靠性測(cè)評(píng)方法，通過(guò)開(kāi)展直流線(xiàn)路絕緣子串高原低氣壓環(huán)境的模擬以及過(guò)電壓沖擊試驗(yàn)，可實(shí)現(xiàn)高原地區(qū)直流線(xiàn)路絕緣子安全可靠性的解析化測(cè)評(píng)，進(jìn)而提升直流輸電線(xiàn)路工程的運(yùn)行穩(wěn)定性；

48、上位機(jī)可以完成高原地區(qū)低氣壓環(huán)境的智能化控制，并是實(shí)現(xiàn)直流線(xiàn)路絕緣子可靠性的智能化測(cè)評(píng)。