利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2022115989887
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种计及多重雷击与气流因素的绝缘子服役性能评估方法,其特征在于,首先搭建了一种计及多重雷击与气流因素的绝缘子服役性能测评平台,所述平台包括:上位机(1)、多重雷击控制器(2)、雷电冲击发生器(3)、雷电冲击发生器接地极(31)、高压开关(41)、环境模拟试验箱(5)、高压实验电极一(51)、线路绝缘子(6)、高压实验电极二(52)、接地开关(42)、接地电缆(7)、接地网(71)、高精度分压器(8)、分压器接地极(81)、电流测试线圈(9)、实验数据采集单元(10)、无线数据处理传输模块1(11)、气流控制器(12)、气流发生器(13)、气流流速测量仪(14)、无线数据处理传输模块2(15)、振动控制模块(16)、高频振动模拟与测量平台(17);

所述多重雷击控制器(2)输入端与上位机(1)相连,多重雷击控制器(2)输出端与雷电冲击发生器(3)的输入端相连,高压开关(41)的左右两端分别与高压实验电极一(51)、雷电冲击发生器(3)的输出端连接,线路绝缘子(6)的上下两端分别与高压实验电极一(51)、高压实验电极二(52)固定连接,接地开关(42)的上下两端分别与高压实验电极二(52)、接地电缆(7)相连,接地电缆(7)与接地网(71)相连;

所述雷电冲击发生器(3)的接地端与雷电冲击发生器接地极(31)相连;

所述多重雷击控制器(2)内部包含了时序高压隔离开关1(21)、时序高压隔离开关2(22)、时序高压隔离开关3(23)、时序高压隔离开关4(24)、时序高压隔离开关5(25)、时序高压隔离开关6(26);

所述环境模拟试验箱(5)为一个圆柱形试验箱;

所述线路绝缘子(6)的轴向方向与环境模拟试验箱(5)的轴向方向的夹角为φ;

所述高精度分压器(8)的输入端与高压实验电极一(51)相连,高精度分压器(8)的接地端与分压器接地极(81)相连;所述电流测试线圈(9)套接在接地电缆(7)上;所述高精度分压器(8)的输出端与实验数据采集单元(10)的输入端相连;所述电流测试线圈(9)的输出端与实验数据采集单元(10)的输入端相连;

所述实验数据采集单元(10)的输出端与无线数据处理传输模块1的输入端相连;所述无线数据处理传输模块1(11)与上位机(1)无线连接;

所述气流控制器(12)的输入端与上位机(1)连接,气流控制器(12)输出端与气流发生器(13)连接;所述气流流速测量仪(14)的输出端与无线数据处理传输模块2(15)连接;所述无线数据处理传输模块2(15)与上位机(1)无线连接;

所述振动控制模块(16)的输入端与上位机(1)连接,振动控制模块(16)的输出端与高频振动模拟与测量平台(17)相连;所述高压实验电极二(52)固定在高频振动模拟与测量平台(17)上;

所述高压实验电极一(51)、线路绝缘子(6)、高压实验电极二(52)、高频振动模拟与测量平台(17)、气流发生器(13)、气流流速测量仪(14)固定在环境模拟试验箱(5)内部;

所述气流发生器(13)的气流流出平面(131)与环境模拟试验箱(5)的轴线方向平行;

一种计及多重雷击与气流因素的绝缘子服役性能评估方法,包括以下步骤:

S1:在上位机(1)设定线路绝缘子振动频率为fa、振动幅值为Aa,上位机(1)通过控制振动控制模块(16),控制高频振动模拟与测量平台(17)开始工作,产生振动频率为fa、振动幅值为Aa的振动;

S2:在上位机(1)设定气流流速Va,上位机(1)通过控制气流控制器(12)控制气流发生器(13)的转速n从0开始均匀增加;同时气流流速测量仪(14)实时测量环境模拟试验箱(5)内的气流流速v,无线数据处理传输模块2(15)将气流流速测量仪(14)测量结果无线传输至上位机(1),上位机(1)对气流流速v进行判断,若满足|Va‑v|

S3:在上位机(1)设定多重雷击的雷电压幅值U1,闭合高压开关(41)、接地开关(42);

所述多重雷击的脉冲个数为Y,脉冲之间的时间间隔为ΔT;

S4:通过控制上位机(1)发出时序命令控制多重雷击控制器(2)中的时序高压隔离开关

1(21)、时序高压隔离开关2(22)、时序高压隔离开关3(23)、时序高压隔离开关4(24)、时序高压隔离开关5(25)、时序高压隔离开关6(26)的开断,进而控制雷电冲击发生器(3)输出多重雷电压信号至高压试验电极一(51),实验数据采集单元(10)通过电流测试线圈(9)测量接地电缆(7)上的电流值为Ir,同时实验数据采集单元(10)通过高精度分压器(8)测量线路绝缘子(6)的电压值Ur;

S5:实验数据采集单元(10)的采集数据经无线数据处理传输模块1(11)无线传输至上位机(1),上位机(1)判断Ir的波形峰值IrF是否满足IrF>Iε;若满足,则上位机(1)设定的雷电压幅值减小ΔU,重复步骤S4‑S5;若不满足,则记录此时的Ur,同时断开高压开关(41)、接地开关(42);

S6:计算线路绝缘子(6)的强对流影响因子σ:

式(1)中,f为线路绝缘子(6)的振动频率,f0为工频,α为线路绝缘子(6)轴向方向与水平方向的夹角;k1、k2、k3为权重系数;

S7:计算线路绝缘子(6)在多重雷击下的服役性能评判因子τ:

式(2)中,Uri为多重雷击中第i个脉冲对应的线路绝缘子(6)的电压峰值,θi、μ0为修正系数,η为积分变量,Y为多重雷击的脉冲个数,v为环境模拟试验箱(5)内的气流流速;

S8:基于评判因子τ进行多重雷击下线路绝缘子(6)的服役性能评估,当τ∈[1.5,+∞)时,表明线路绝缘子(6)性能优异;τ∈[0.9,1.5)时,表明线路绝缘子(6)性能正常;当τ∈(0,0.9)时,表明线路绝缘子(6)状态异常,需要检修。