[发明专利]一种严重高温环境下避雷器寿命指征试验评估方法

权利要求书

1.一种严重高温环境下避雷器寿命指征试验评估方法，其特征在于，该避雷器寿命指征试验评估方法是基于避雷器寿命指征试验评估平台，该平台包括上位机(1)、工作电压发生控制器(2)、数据采集器(3)、工作电压发生器(4)、避雷器(5)、工频电流强度参数测试仪(6)、接地网(7)、试验箱(8)、温度分析控制装置(9)、温度调节装置(10)、温度传感器一(111)、温度传感器二(112)、温度传感器三(113)、开关(12)、高压注入电缆(13)；

所述上位机(1)与温度分析控制装置(9)和工作电压发生控制器(2)连接；

所述温度分析控制装置(9)与温度传感器一(111)、温度传感器二(112)、温度传感器三(113)和温度调节装置(10)相连接，温度传感器一(111)、温度传感器二(112)、温度传感器三(113)和温度调节装置(10)均设置在试验箱(8)内部；

所述工作电压发生控制器(2)与工作电压发生器(4)连接，工作电压发生器(4)通过高压注入电缆(13)与开关(12)的输入端连接，开关(12)的输出端连接至避雷器(5)；

所述避雷器(5)与工频电流强度参数测试仪(6)的电流输入端连接，工频电流强度参数测试仪(6)的接地端与接地网(7)连接，接地网(7)与避雷器(5)的接地点连接；

所述避雷器(5)、工频电流强度参数测试仪(6)和开关(12)均设置于试验箱(8)内部；

所述工频电流强度参数测试仪(6)信号输出端与数据采集器(3)连接，数据采集器(3)与上位机(1)连接；

试验评估包括以下步骤：

S1：模拟工频下避雷器的工作状态，并进行工频电流强度参数测试，具体步骤为：打开工作电压发生器(4)，输出幅值为U₀的工作电压，工频电流强度参数测试仪(6)测量避雷器(5)在工作电压下产生的电流I_c，并通过数据采集器(3)传输至上位机(1)中；

S2：定义严重高温环境是：65℃T≤100℃，极度严重高温环境是：T100℃，其中T为环境温度；针对严重高温区域，改变试验箱(8)内的环境温度T，从T＝65℃开始，每间隔5℃取一个温度，并重复进行步骤S1，使用工频电流强度参数测试仪(6)测得每个温度条件下的工频电流强度参数实测值；

S3：由下式计算不同温度条件下，避雷器的寿命指征系数β：

式中，β为避雷器寿命指征系数，U_k为电压幅值，I_z为表征避雷器临界寿命电流，k为取值常数，ω为角频率，h为误差系数，η为积分变量，T为环境温度，t为时间；

S4：采用迭代算法对公式(1)进行优化建模，得出使误差最小的h₀值，具体步骤为：

1)随机生成初始解h，计算目标函数f(h)：

式中，f(h)表示目标函数，β_i为第i个温度情况下的避雷器寿命指征系数，I_ci为第i个温度情况下的工频电流强度参数实测值，n为对应实测值数据组数；

2)产生扰动新解h'，计算目标函数Δf＝f(h)-f(h')；若Δf≥0，则接受新解，否则，按概率接受准则获得新解；

3)判断是否达到迭代次数，若达到转第4)步，否则，转第2)步；

4)判断是否满足终止条件，若满足则运算结束，返回最优解，否则重置迭代次数转第2)步；

S5：针对严重高温区域，根据步骤S4优化得出的最优值h₀代入公式(1)，得到优化后避雷器寿命指征系数计算公式：

式(3)中，β₀为优化后的避雷器寿命指征系数，h₀为优化后的误差系数；

S6：在极度严重高温环境，改变试验箱(8)内的温度，从100℃开始，每间隔5℃取一个温度，并重复进行步骤S1，使用工频电流强度参数测试仪(6)测得每个温度条件下的工频电流强度参数实测值；根据步骤S4优化得出最优值h₁，进而得到针对极度严重高温环境下避雷器寿命指征系数计算公式：

S7：基于上述步骤进行评估，当β₀∈(0，1]时，表征金属氧化物避雷器状态正常，寿命处于正常范围；当β₀∈(1，+∞)时，表征金属氧化物避雷器寿命大幅度降低，应尽快检修或更换。