[发明专利]一种高压断路器机械寿命预测方法

权利要求书

1.一种高压断路器机械寿命预测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

S1：通过指数分布模型描述高压断路器偶然失效期的失效率，并采用最小二乘法拟合多项式模型来代替指数分布模型；

S2：统计高压断路器的分闸次数、分闸时间、合闸次数、合闸时间的历史数据，得到m组数据(x_i,y_i)，其中x_i表示第i次通/断时已经累计的合/分闸次数，y_i表示第i次通/断时的合/分闸时间；

S3：根据步骤S1得到的多项式模型，得到m组数据的总方差，根据方差最小的点整理得到范德蒙德矩阵，并进行求解；

S4：将求解得到的数据代入多项式模型，求出分/合闸时间的拟合曲线；

S5：绘出高压断路器分闸时间劣化曲线和合闸时间劣化曲线，根据高压断路器的分合闸次数，即可求出高压断路器的运行机械寿命次数。

2.根据权利要求1所述的高压断路器机械寿命预测方法，其特征在于：所述的指数分布模型，其表达式如下：

其中，d、t₀是两个正参数；t表示断路器的运行时间；

当0d1时，λ(t)是减函数，用来表示早期失效状态；

当d1时，λ(t)是增函数，d越大，失效率增速越快；

当d＝1时，λ(t)是常数，对应着指数分布。

3.根据权利要求2所述的高压断路器机械寿命预测方法，其特征在于：采用最小二乘法拟合多项式模型来代替指数分布模型，

假设拟合多项式模型为

T(n)＝a₀+a₁n+a₂n²+…+a_k-1n^k-1+a_kn^k (3)

其中，n是高压断路器通断的次数，T(n)是预测的高压断路器开断第n次时，其分/合闸时间，a₀,a₁,a₂,…a_k是未知常数。

4.根据权利要求3所述的高压断路器机械寿命预测方法，其特征在于：步骤S2，所述合闸时间包括：合闸脱扣器带电时间——合闸脱扣器动作时间——触头的合闸时间；

所述分闸时间包括：分闸脱扣器带电时间——分闸脱扣器动作时间——触头超行程时间。

5.根据权利要求4所述的高压断路器机械寿命预测方法，其特征在于：步骤S3，求得的m个组数据的总方差为：

设第n＝x_i次通/断时，测得的合/分闸时间为y_i，其中i＝1,2,3…m

式(4)可以看作是函数R²(a₀,a₁,a₂,…a_k)，方差最小的点即函数的驻点：

整理可得：

把式(9)、(10)、(11)、(12)表示为矩阵：

式(13)是一个范德蒙德矩阵，由于x₁,x₂…x_m互不相等，上述矩阵方程则存在唯一解，解出a₀,a₁,a₂,…a_k，代入式(3)即可求出分/合闸时间的拟合曲线。

6.根据权利要求5所述的高压断路器机械寿命预测方法，其特征在于：步骤S5，以横坐标为分闸次数、纵坐标为分闸时间绘制高压断路器分闸时间劣化曲线；以横坐标为合闸次数、纵坐标为合闸时间绘制高压断路器合闸时间劣化曲线。

7.根据权利要求6所述的高压断路器机械寿命预测方法，其特征在于：根据高压断路器的出厂技术要求，确定高压断路器的劣化极限，所述的劣化极限包括分闸时间上限、合闸时间上限，若达到这个劣化极限，高压断路器就要停止运行。