信号为分析样本，对其进行理论分析与推导，采样的电流、电压相 位差1U和温度to的数据分布曲线如图1所示，为了使和to的变化趋势一致，对进行一次变 换，设变化后的相位差为ιΦ*，则对应的关系式：
[0041 ] - . ..
(3-27)[0042] 且需满足如下约束：
[0043] (.3-28)
[0044] 图1经变换后产生的新相位差?ψ*的分布图如图2所示，从图2看出温度to滞后新相 位差ιΦ/?-定时间，设滞后因子为β，近似认为等于式(3-26)中的to相对于t的延迟因子，为 求取β和模拟生成温度^，根据新相位差itp*和to的曲线极值点分布规律，为使极值点出现 的时刻相等，以新相位差作为参照、温度的to的平均值t Qavr作为分解线，设大于tQavr的 极大值点滞后因子为，小于tQavr的极小值点滞后因子为&，则新生成的模拟温度七为：
[0045]
[0046]
[0047]同理，式(3-29)需要满足约束条件：
[0048]
[0049] 式(3-29)即为新生成的避雷器内部温度。，其变化趋势和温度to-致，时间刻度保 持和-致，其首端可能出现的数据空缺，按照附近点的变化规律补充即可。由图2生成 的温度ti曲线示意图如图3所示。
[0050] 2)避雷器内部参数与内部温度t、湿度h拟合关系
[0051] 为了更好的拟合避雷器内部参数(全电流Ix和相位差Φ&)和模拟内部温度七、湿度 h的关系曲线，首先必须要去掉受设备自身非正常运行状态导致的避雷器参数数据，同时对 电流和电压基波频率不相等时计算的避雷器参数数据进行插值替换，最终构成等长度消除 干扰的全电流Ιχ、相位差Φα。得到的全电流Ιχ、相位差Φ?、温度ti和湿度h的关系图如图4所 7Jn 〇
[0052] 按照式(3-23)，分别对相位差-温度-湿度、全电流-温度-湿度进行最小二乘曲面 拟合，得到拟合曲面^ fix。
[0053] 研究发现，适用于避雷器参数的曲面拟合数学模型表达式为：
[0054] Fa(h，t)=p〇o+piot+p〇ih+p2〇t2+piit · h (3-31)
[0055] 式中t表示温度、h表示湿度，poo~pn为待拟合参数。
[0056] 拟合得到的相位差曲面^；全电流曲面FIx(h，t)，其拟合残差分别为： 、
[0057] (3-32)
[0058] 式中i = l、2、…、N，N为数据样本长度。
[0059] 则基于同一标准温度tncir和标准湿度hncir下均对应唯一的标准相位φη?和标准全电 i^Inor ：
1 一……" (3~33)
[0060]
[0061] 4)运行场相位偏差指标φ6
[0062] 由式(3-33)拟合出来的标准相位切_(々，/)即为消除温度、湿度干扰后的相位值， 其分布存在最大值和最小值，运行场相位偏差指标为：
[0063]
(3-34)
[0064] 运行场相位偏差指标死是一个关于避雷器运行状态的重要表征量。
[0065] 5)运行场阻性电流指标Ir
[0066] 根据式(3-33)和式(3-24)，基于同一标准温度和标准湿度hncir下的阻性电流为
[0067]
(3-35)
[0068] 而避雷器电阻片的泄漏电流中阻性分量（即阻性电流)反应的是避雷器电阻片的 老化和受潮情况，可监视了避雷器的运行状态。若避雷器运行状态不变，则其运行场阻性电 流指标I r应维持一个相对稳定水平，避雷器状态的改变也必然导致阻性电流参数的改变。
[0069] 综上所述，避雷器的运行状态通过状态量全电流参数Ix、电流电压相位差％,变化 来表征，建立了运行场相位误差指标φ?、运行场阻性电流指标I r来定量衡量避雷器运行状 态的改变情况，实现了将抽象的问题形象化和指标化。
[0070] 实施例2
[0071]实测数据修正结果
[0072]对于10天的避雷器实测数据进行上述方法的修正测量，并和原始数据进行对比分 析，所得的结果如下表1和图5所示：
[0073] 表3-3实测数据修正处理结果对比
[0074]
[0075] 从表3-3和图5可以看出，原始避雷器数据由于受到外界环境因素(温度、湿度）的 影响，导致全电流、相位差和阻性电流的变化范围（跨度)很大，而修正后的避雷器数据变化 范围大大减小、趋于恒定。实测数据验证了该方法可以减小环境因素对避雷器参数的影响， 从而可以实现避雷器运行状态的监测。
[0076] 如上所述即为本发明的实施例。本发明不局限于上述实施方式，任何人应该得知 在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本 发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 消除外部环境因素干扰的避雷器在线监测参数修正方法，其特征在于，以运行场相 位偏差指标Φ :代和基于同一标准温度t·和标准 湿度h_下的阻性电流运行场阻性电流指标ir:/, = /、，,,,U]对避雷器 实测数据进行修正，式中t表示温度、h表示湿度，Cprw为标准相位，Ix- 为标准全电流，同 一标准温度tη。!·和标准湿度hn。!·下均对应唯一的标准相位.tp_rw.r 和标准全电流I η。!·。2. 根据权利要求1所述的修正方法，其特征在于:雷器内部参数全电流Ιχ和阻性电流Ir 的建模:从能量角度建模，将避雷器在运行时的状态模型表征为避雷器运行场Fa，以通过避 雷器内部温度t、湿度h、电流电压相位差<p iu、全电流Ix四个参数的变化映射表征避雷器运 行场Fa的状态，即：Fa ^ >(1Λ.,奶,,，再对避雷器内部参数中的全电流Ιχ和相位 差:ipiu分别进行关于外界变量温度t、湿度h的三维最小二乘曲面拟合模型如下： 将实际空间采样点全电流Ix和相位差屯&以曲面为参照进行标准温度和标准湿度下的 归算，得到参照标准下的全电流Γχ和相位差φ3. 根据权利要求1所述的修正方法，其特征在于:运行场相位偏差指标的计算方法为： 用避雷器参数的曲面拟合数学模型表达式： Fa(h，t) =p〇Q+pi()t+p()ih+p2()t2+piit · h;式中t表示温度、h表示湿度，pOO~pi 1 为待拟合 参数，拟合得到的相位差曲面、全电流曲面的拟合残差分别为： 彳）=舛) - GM,.) \ ρ α r u ρ u式中i=1、2、…、^^为数据样本长度， {Rw{hntj) = lXhnti)-F[Shnt,) 再得到同一标准温度tncir和标准湿度hncir下均对应唯一的标准相位和标准全电流 Hi, ? = F (h腦',ttmr) + R 汍,t) Inor：i ：r n八 ρ n # 、 D /7 h用上述公式拟合出来的标准相位即为消 [h-nor (k ,0 = Fh，(hll〇!., ?η〇ι.) + Rlx (h, 除温度、湿度干扰后的相位值，其分布存在最大值和最小值，运行场相位偏差指标为： φ!, - max [φ^. (A, /)] - min [φη(??. (/?, t)]
【专利摘要】本发明公开了一种消除外部环境因素干扰的避雷器在线监测参数修正方法，以运行场相位偏差指标和基于同一标准温度tnor和标准湿度hnor下的阻性电流运行场阻性电流指标对避雷器实测数据进行修正，式中t表示温度、h表示湿度，为标准相位，Ix-nor为标准全电流，同一标准温度tnor和标准湿度hnor下均对应唯一的标准相位和标准全电流Inor。本发明实现了将抽象的问题形象化和指标化，解决避雷器异常运行状态下的预警和监测问题，给用户提供了直观科学的衡量和参考指标。
【IPC分类】G01R1/44, G01R31/00
【公开号】CN105467240
【申请号】CN201510867658
【发明人】张苏川, 辜文斌, 欧居勇, 唐祖国, 俆斌, 胡孝荣, 王辉松
【申请人】国网四川省电力公司资阳供电公司, 四川中电启明星信息技术有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月1日