1.一种考虑能量提取的单重雷击下避雷器性能评估方法,其特征在于,首先搭建了考虑能量提取的单重雷击下避雷器性能评估试验平台,平台包括:冲击试验箱(1)、氧化锌避雷器试品(2)、冲击电流发生装置(3)、冲击电流控制台(4)、同轴电缆(5)、开关(6)、冲击电流检测仪(7)、冲击电流传感器(8)、冲击数据发送单元(9)、主机(10)、冲击高压传感器(11)、电压数据处理单元(12);
所述冲击电流发生装置(3)的输入端与冲击电流控制台(4)相连,冲击电流发生装置(3)的输出端经同轴电缆(5)与开关(6)相连,开关(6)的另一端与冲击电流检测仪(7)的输入端相连,冲击电流检测仪(7)的输出端与冲击电流传感器(8)的输入端相连接,冲击电流传感器(8)的输出端与冲击数据发送单元(9)相连,冲击数据发送单元(9)与主机(10)连接;
所述氧化锌避雷器试品(2)放置于冲击试验箱(1)中,氧化锌避雷器试品(2)的两端分别与冲击数据发送单元(9)和冲击电流控制台(4)串联;
所述冲击高压传感器(11)的两端与氧化锌避雷器试品(2)的两端相并联,冲击高压传感器(11)与电压数据处理单元(12)的输入端相连,电压数据处理单元(12)的输出端与主机相连接;
上述实验平台的实验方法,包括以下步骤:
S1:经由冲击电流发生装置(3)对氧化锌避雷器试品(2)进行冲击试验,具体步骤为:在冲击电流控制台(4)上设置冲击电流发生装置(3)产生的冲击电流峰值IM,并启动冲击电流发生装置(3),同时合上开关(6),冲击电流发生装置(3)经同轴电缆(5)向电路输出冲击电流,冲击电流检测仪(7)将检测到的冲击电流波形信号传至冲击电流传感器(8),冲击电流传感器(8)将电信号发送至冲击数据发送单元(9),冲击数据发送单元(9)将相关数据通过专用通信线路传输至主机(10),主机(10)读出对应的冲击持续时间T,冲击高压传感器(11)将电压波形经电压数据处理单元(12)通过专用通信线路传输至主机(10),主机(10)读出对应的残压Ur,同时利用收到的数据计算出氧化锌避雷器的能量吸收实际值ER,改变冲击电流,得到不同冲击电流峰值下的能量吸收实际值ERi;
S2:结合试验设定及读出的冲击电流峰值IM,避雷器残压Ur以及冲击持续时间T,计算冲击电流作用下氧化锌避雷器的能量吸收标准值EB:式(1)中,x为误差系数,y为积分变量;
S3:采取粒子群优化算法对能量吸收标准值公式进行建模,计算出使误差最小的x0值,具体步骤如下:
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)计算群体最优位置:
式中,f(x)表示目标函数,n为实际测试数据组数,EBi为第i种冲击电流值对应计算所得的能量吸收标准值,ERi为第i种冲击电流值对应测量所得的能量吸收实际值;
3)更新每个粒子的位置和速度;
4)计算每个粒子位置的目标函数值,同时更新整个群体的最优位置与每个粒子的个体历史最优位置;
5)若满足停止条件,则停止搜索,输出搜索结果;否则返回第3)步;
6)根据优化得出最优值x0代入以下公式(3),得到优化后的计算能量吸收标准值理论公式:S4:考虑优化后的能量吸收标准值EB,计算考虑能量提取的单重雷击下避雷器性能评估因子α:S5:基于步骤S4中得到的考虑能量提取的单重雷击下避雷器性能评估因子α进行评估,当α∈(0,1]时,认为氧化锌避雷器性能合格,可以正常服役;当α∈(1,+∞)时,表明氧化锌避雷器性能已大幅降低,为保证线路安全,应尽快换新。