[发明专利]一种机械式直流断路器触头电寿命评估方法、装置及设备

说明书

本发明公开了一种机械式直流断路器触头电寿命评估方法、装置及设备，计算机械式直流断路器每次分闸时的电弧能量和合闸时的电弧能量，进而计算出机械式直流断路器的电弧能量累计值，利用电弧能量累计值以及机械式直流断路器的电弧能量阈值，计算出机械式直流断路器的剩余电寿命百分比，根据剩余电寿命百分比与预设好的判断值进行比较，判断出机械式直流断路器的真空灭弧室的损坏情况，本发明考虑了分合闸过程中触头的烧蚀因素，提高了机械式直流断路器触头电寿命的评估精确性。

技术领域

本发明属于断路器技术领域；具体涉及一种机械式直流断路器触头电寿命评估方法、装置及设备。

背景技术

直流断路器是电力系统中最重要的电力设备之一，能够有效抑制故障电流，并保证电网的安全稳定运行。因此，直流断路器运行状态的好坏，对电力系统的安全与稳定具有重要的影响。目前，直流断路器主要包括三种形式：基于人工过零的机械式直流断路器、电力半导体直流断路器和混合式直流断路器。基于人工过零的机械式直流断路器具有成本低、损耗小等优点，是未来直流断路器的重要发展方向。机械式直流断路器的主要灭弧部件是真空灭弧室，真空灭弧室的寿命长短主要取决于触头系统的磨损。特别是随着智能电网技术和基于可靠性的设备检测技术的发展，对机械式直流断路器触头电寿命的监测提出了新的要求。

机械式直流断路器的电寿命是指不经检修的开断能力，这类产品不允许进行中间性检修，即在指定的年限内不需要检修。机械式直流断路器的电寿命受限于触头的磨损，而燃弧期间注入触头的电弧能量决定了触头的磨损程度。因此，电弧能量是机械式直流断路器触头电寿命评估的直接指标。目前，机械式直流断路器触头电寿命评估方法比较少，大多是针对交流断路器触头电寿命的评估，而且也仅仅考虑了断路器在分闸过程中触头的磨损。但随着柔性直流输电的发展，对机械式直流断路器分、合闸速度都提出了更高的要求，目前，市场上机械式直流断路器的分、合闸燃弧时间接近，故而在评估机械式直流断路器触头电寿命的时候，分合闸情况都需要考虑。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种机械式直流断路器触头电寿命评估方法、装置及设备，考虑了分合闸过程中触头的烧蚀因素，提高了机械式直流断路器触头电寿命的评估精确性。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种机械式直流断路器触头电寿命评估方法，包括：

步骤一，获取机械式直流断路器的故障分闸电流波形、故障合闸电流波形、非故障分闸电流波形和非故障合闸电流波形；

步骤二，根据所述故障分闸电流波形、所述故障合闸电流波形、所述非故障分闸电流波形和所述非故障合闸电流波形判断所述机械式直流断路器的分合闸状态，当所述机械式直流断路器处于分闸状态时，则执行步骤三和步骤四；当所述机械式直流断路器处于合闸状态时，则执行步骤五和步骤六；

步骤三，根据所述故障分闸电流波形和所述非故障分闸电流波形，计算出所述机械式直流断路器的分闸电流有效值；

步骤四，获取所述机械式直流断路器的分闸时序，根据所述分闸时序计算出所述机械式直流断路器的分闸燃弧时间；

步骤五，根据所述故障合闸电流波形和所述非故障合闸电流波形，计算出所述机械式直流断路器的合闸电流有效值；

步骤六，获取所述机械式直流断路器合闸时的平均速度以及与所述机械式直流断路器的电压等级相对应的预击穿距离，根据所述合闸时的平均速度和所述预击穿距离计算出所述机械式直流断路器的合闸燃弧时间；

步骤七，根据所述分闸电流有效值、所述分闸燃弧时间、所述合闸电流有效值和所述合闸燃弧时间，计算出所述机械式直流断路器的电弧能量累计值；

步骤八，根据所述电弧能量累计值以及预先计算的所述机械式直流断路器的电弧能量阈值，计算出所述机械式直流断路器的剩余电寿命百分比；