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申请/专利权人：西南交通大学

摘要：本发明提供了一种计及多污秽影响下棒形瓷绝缘子的老化特性评估方法，其特征在于搭建了一种计及多污秽影响下棒形瓷绝缘子的老化特性测试平台，基于测试平台，针对棒形瓷绝缘子的多污秽环境进行模拟，并开展操作过电压冲击试验；计算棒形瓷绝缘子的最高电压参量理论计算值；基于棒形瓷绝缘子的最高电压参量的理论计算值与实测值，采用粒子群优化算法进行优化建模，得到优化后的棒形瓷绝缘子的最高电压参量，并计算棒形瓷绝缘子的老化评估因子；最后根据老化评估因子进行棒形瓷绝缘子老化特征评估。本发明可以有效模拟棒形瓷绝缘子的多污秽环境，通过操作过电压试验，可解析化评估多污秽影响下棒形瓷绝缘子的老化特性，并提出检修意见，提高电力系统可靠性。

主权项：1.一种计及多污秽影响下棒形瓷绝缘子的老化特性评估方法，其特征在于，首先搭建了一种计及多污秽影响下棒形瓷绝缘子的老化特性测试平台，平台包括：上位机1、操作过电压控制器2、操作过电压发生器3、开关4、分压器5、试验箱6、污秽发生装置7、污秽导管一71、污秽导管二72、污秽导管三73、污秽导管四74、污秽A控制开关711、污秽B控制开关721、污秽A试品712、污秽B试品722、棒形瓷绝缘子8、接地装置一91、接地装置二92、接地装置三93、污秽智能分析控制装置10、污秽A浓度测试仪11、污秽B浓度测试仪12、电压数据采集器13、高压铠装电缆14、信号电缆15；所述上位机1与操作过电压控制器2、污秽智能分析控制装置10、电压数据采集器13相连接；所述操作过电压发生器3的输入端经过操作过电压控制器2与上位机1相连，操作过电压发生器3的输出端通过开关4、高压铠装电缆14与分压器5相连，分压器再与棒形瓷绝缘子8的顶部高压端相连；所述棒形瓷绝缘子8、分压器5与操作过电压发生器3的接地端分别与接地装置一91、接地装置二92、接地装置三93相连；所述分压器5的通信端通过信号电缆15连接到电压数据采集器13；所述试验箱6内包含了污秽发生装置7、棒形瓷绝缘子8、污秽A浓度测试仪11、污秽B浓度测试仪12；所述污秽A控制开关711上端通过污秽导管一71与污秽发生装置7相连，下端经污秽导管三73与污秽A试品712连接；污秽B控制开关721上端通过污秽导管二72与污秽发生装置7相连，下端经污秽导管四74与污秽B试品722相连；所述污秽A浓度测试仪11、污秽B浓度测试仪12、污秽A控制开关711、污秽B控制开关721均与污秽智能分析控制装置10相连；上述老化特性测试平台的评估方法，包括以下步骤：S1：通过上位机1设定试验箱6内污秽A的浓度HA、污秽B的浓度HB，上位机1向污秽智能分析控制装置10发出污秽A与污秽B的浓度设定信号，污秽智能分析控制装置10控制污秽A控制开关711、污秽B控制开关721，污秽A试品712经污秽导管三73、污秽A控制开关711、污秽导管一71传输至污秽发生装置7，同理，污秽B试品722经污秽导管四74、污秽B控制开关721、污秽导管二72传输至污秽发生装置7，污秽发生装置7向试验箱6内部喷洒污秽A试品712与污秽B试品722，以此调节试验箱6内污秽A与污秽B的浓度；污秽A浓度测试仪11、污秽B浓度测试仪12每隔t0秒同步测量试验箱6内部污秽A与污秽B的浓度，并将检测结果上传至污秽智能分析控制装置10，污秽智能分析控制装置10分别计算两个测量结果中污秽A浓度平均值Hη与污秽B浓度平均值Hk,若Hη与HA、Hk与HB的绝对误差均小于ΔH，则将Hη与Hk同时上传至上位机1，此时，上位机1通过污秽智能分析控制装置10控制污秽A控制开关711、污秽B控制开关721关闭；S2：闭合开关4，通过上位机1向操作过电压控制器2发送信号，操作过电压控制器2接收到信号后，控制操作过电压发生器3产生操作过电压；电压数据采集器13通过分压器5监测棒形瓷绝缘子8在操作过电压冲击作用下的最高电压参量，并将监测数据传输至上位机1中；S3：断开开关4，在污秽A与污秽B浓度的范围内进行等间隔均匀取值，并改变上位机1中设定的试验箱6内污秽A与污秽B浓度，重复S1、S2，每次操作仅改变一种污秽浓度，得到n组最高电压参量试验数据；所述S3中污秽A浓度范围具体为HA至5HA，污秽B浓度范围具体为HB至5HB；所述S3中间隔具体为|HA至5HA|m-1与|HB至5HB|i-1，且m×i＝n；S4：计算棒形瓷绝缘子的最高电压参量理论值： 式1中，Uan是最高电压参量理论值，Hη为第η个污秽A浓度，Hk为第k个污秽B浓度，a为误差系数，y为积分变量；S5：采用粒子群优化算法对公式1进行优化，得出使棒形瓷绝缘子最高电压参量理论计算值和试验实测值误差最小的α值，具体步骤为：1生成具有均匀分布的粒子和速度的初始总体，设置停止条件；2按照式2计算每个粒子位置的目标函数值： 式中，fa表示目标函数，p为积分因子，e为自然常数，n为对应棒形瓷绝缘子最高电压参量数据组数，Uanj为在第η个污秽A浓度、k个污秽B浓度下棒形瓷绝缘子的最高电压参量理论值，Ubnj为在第η个污秽A浓度、k个污秽B浓度下棒形瓷绝缘子的最高电压参量试验测量值；3更新每个粒子的个体历史最优位置与整个群体的最优位置；4更新每个粒子的速度和位置；5若满足停止条件，则停止搜索，输出搜索结果；否则返回第2步；6根据优化得出最优误差系数α0代入公式1，得到棒形瓷绝缘子的最高电压参量优化后的理论公式： 式3中，Uanx为优化后的最高电压参量理论计算值，Hη为第η个污秽A浓度，Hk为第k个污秽B浓度，α0为优化得出的最优误差系数；S6：计算棒形瓷绝缘子老化评估因子c: 当c∈0，8.5]时，表征避雷器的可靠性状态正常，无需检修；当c∈8.5，+∞时，表征避雷器可靠性状态异常，需要尽快停电检修或换新。

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