[发明专利]一种高压断路器机械寿命预测方法

说明书

本发明公开了一种高压断路器机械寿命预测方法，包括以下步骤：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；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)；根据多项式模型，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；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；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。本发明能准确的预测高压断路器机械寿命。

技术领域

本发明涉及高压断路器技术领域，更具体的，涉及一种高压断路器机械寿命预测方法。

背景技术

据统计，瓷柱式高压断路器的机械类故障占缺陷总量的76％，气体绝缘封闭高压断路器的机械类故障占故障总量的47％，其中包括机构及其二次元件、开关本体机械传动故障。因此，高压断路器的机械寿命的评价是非常重要的。

目前对于运行中的高压断路器机械寿命预测及评价普遍采用静态机械寿命所述的开关设备的静态机械寿命信息，即高压断路器的动作次数，通过调度自动化中的保护装置中读取开关的动作信息，开关每分闸一次，记录在案，依次累加，获得开关的分闸动作的总次数n，已知开关原始机械寿命次数n₀，剩余寿命为N＝n-n₀。

然而设备的静态机械寿命只能说明高压断路器的理论上的寿命，无法体现高压断路器的运行工况对其的影响，例如高低温环境，灰尘，湿度等；也不包含高压断路器个体在运行中劣化，即偶发缺陷和故障。

发明内容

本发明为了解决目前对于运行中的高压断路器机械寿命预测及评价普遍采用静态机械寿命，无法准确预测高压断路器机械寿命的问题，提供了一种高压断路器机械寿命预测方法，其能准确预测高压断路器的机械寿命。

为实现上述本发明目的，采用的技术方案如下：一种高压断路器机械寿命预测方法，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。

优选地，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。

进一步地，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