一种断路器失效概率评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及断路器故障评估技术领域，更为具体地说，设及一种断路器失效概率 评估方法。
【背景技术】
[0002] 断路器是电力系统中最重要的电气设备之一，断路器的使用对电网的运行有着重 要影响。断路器一旦发生事故，将会引起局部或较大地区的停电，造成巨大的经济损失和社 会影响。目前对断路器的监测主要采用定期检修，然而检修时机的不对，将会直接影响断路 器的使用寿命，检修的不及时，断路器发生故障，直接影响断路器的使用。
[0003] 目前，综合考虑，断路器的每隔3-10年进行检修一次，然而检修周期长，只是有些 发生故障的断路器不能被及时发现并更换，致使断路器的定期检修失去预防作用。同时，在 检修的时候，需要将断路器进行拆解和更换，可能会损坏本可W正常使用的断路器，造成断 路器不是被用坏而是被修坏的现象，同时定期整体检修耗费巨大人力W及物力。如此，检修 维护不适用于断路器使用的监测。
[0004] 可见，如何为断路器监测提供更加简单方便的方法，是本领域技术人员亟待解决 的问题。
【发明内容】
[000引本发明的目的是提供一种断路器失效概率评估方法，为断路器监测提供更加简单 方便的方法。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
[0007] 本发明提供的一种断路器失效概率评估方法，所述方法包括：
[0008] 统计断路器使用时间W及出现故障的概率，记作（tl，Al)，（t2，?)，…，（tn，、），其 中，t为断路器累计使用的时间，A为断路器出现故障的概率，n为断路器缺陷数据总数；
[0009] 基于威布尔分布建立断路器失效概率函数，记作
其中，n为尺度参 数，0为形状参数；
[0010] 利用Marquardt法对所述断路器失效概率函数的参数进行估计，获得断路器失效 概率的分布曲线函数；
[0011] 通过所述分布曲线函数对断路器全寿命周期的失效概率进行评估，得到断路器寿 命浴盆曲线。
[0012] 优选的，上述断路器失效概率评估方法中，所述方法还包括：
[0013] 统计所述断路器发生故障的各种影响因素，将所述断路器发生故障的时间分为早 期失效期、偶然失效期及损耗失效期。
[0014] 优选的，上述断路器失效概率评估方法中，所述利用Marquardt法对所述断路器失 效概率函数的参数进行估计，获得断路器失效概率的分布曲线函数，具体为，记ah, e)，将 所述断路器失效概率函数分别对参数e，n求偏导，
[001引选取扣，^)，化，^)，。，，（心，人。）中任意两个数据点扣，人扣））和（*8，^(*8))，构 建方程组
[0023] 优选的，上述断路器失效概率评估方法中，所述方法还包括：
[0024] 计算故障函数的残差平方和，
，j = 0，1，2……?，令 (1 = 10'^(°)，其中^ = -1，0，1，2，...；若妒"）<9。)，则曰=(护")，11化1))。
[0025] 优选的，上述断路器失效概率评估方法中，所述得到断路器寿命浴盆曲线，还包 括：
[0026] 选取1个断路器缺陷数据，1 <n，进行参数估计，
[0027] 根据
通过S=Hiin(Si)来确定分界点及A的值。
[0028] 本发明提供的断路器失效概率评估方法，选用威布尔分布建立断路器失效概率模 型，威布尔分布高度符合断路器失效概率变化的浴盆曲线理论，对于断路器寿命的"浴盆曲 线"的=个失效期都有较强的适应力，对各种类型的数据拟合能力强，可W全面地描述断路 器不同失效期的失效过程与特征。因此，基于威布尔分布建立断路器失效概率模型，提高了 求取断路器失效概率的准确性。使用Marquardt法对威布尔失效概率函数关系式参数进行 估计，通过不断的迭加，使参数估计值达到最小为止，求取的参数更能符合现实数据。而且， 通过曲线拟合与最小二乘法，可W确定准确的故障率分界点。本发明通过求取断路器的失 效概率和运行年限的函数关系式，能够预估计断路器运行时的失效概率，此分析为电力企 业制定长短期技改规划，策略提供数据支持;对指导检修，确定最佳维修方案有着重大意 义;也为最终实现变电设备的全寿命周期管理提供技术支撑。
【附图说明】
[0029] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动 性的前提下，还可W根据运些附图获得其它的附图。
[0030] 图1是本发明实施例提供的断路器失效概率评估方法的基本结构流程图；
[0031 ]图2是本发明实施例提供的断路器故障概率分布散点图；
[0032] 图3是本发明实施例提供的断路器寿命浴盆曲线。
【具体实施方式】
[0033] 本发明实施例提供一种断路器失效概率评估方法，为断路器监测提供更加简单方 便的方法。
[0034] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实 施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中的技术 方案作进一步详细的说明。
[0035] 参见附图1，该图示出了本发明实施例提供的断路器失效概率评估方法的基本步 骤，所述方法主要包括：
[0036] SlOl:统计断路器使用时间W及出现故障的概率，记作（tl，Al)，（t2，?)，…，（tn， An)，其中，t为断路器累计使用的时间，A为断路器出现故障的概率，n为断路器缺陷数据总 数。
[0037] 致使断路器失效的因素多种多样，主要有设计、制造、装配、检验、运输、胆存、安 装、检查、运行，工作条件、工作环境、维护条件等等。如:设计不良，包括采用的结构、材质不 合理，材料强度不够，制造施工的工艺性不好，防水性不好等；制造不良，包括零部件加工、 制造、安装不好，清洗不洁净，尺寸间隙调整不当，紧固力矩不符合要求，绝缘件内部存在缺 陷等；安装不良，包括零部件调整安装、整定不好，紧固力矩不符合要求，零部件清洗不干 净，尺寸间隙调整不好，作业环境不好，气体处理不好等;维护不良，包括作业环境不好，紧 固力矩不符合要求，零部件调整、清扫、安装不良等；自然老化，包括变质、硬化诱蚀、软化吸 潮、氧化腐蚀等；自然现象，包括雷、风雪、冰雪等。
[0038] 统计所述断路器发生故障的各种影响因素，将所述断路器发生故障的时间分为早 期失效期、偶然失效期及损耗失效期。
[0039] 断路器在早期失效期，由于安装、调试质量方面的问题、设备本身存在的薄弱环 节、设计和工艺等方面的缺陷，在开始投运期间暴露的问题比较多，针对早期失效期的失效 原因，应该尽量设法避免，争取失效概率低且时间短；断路器在偶然失效期，可能由于使用 不当、操作失误或其他意外的原因而引起某些故障，也可能由于设计的安全系数较小而出 现故障，失效原因多属偶然，在偶发故障阶段应特别重视合理使用，加强保养，避免操作上 的失误，W达到尽可能地延长断路器的有效寿命;断路器在损耗失效期，由于断路器长时间 的运转，使其发生设备磨损、化学腐蚀、物理性质变化W及材料的疲劳等等老化过程，引起 断路器故障的频发，直至最后因故障而解除使用，针对损耗失效的原因，应该注意检查、监 控、预测耗损开始的时间，提前维修，使失效概率仍不上升，W延长断路器有效寿命。
[0040] 本发明实施例提供的断路器失效概率评估方法，对断路器的曲线数据进行统计分 析。统计断路器使用时间W及出现故障的概率，记作(tl，Al)，（t2，A2)，…，（tn，An)，其中，t为 断路器累计使用的时间，A为断路器出现故障的概率，n为断路器缺陷数据总数，t与A-一对 应。t的单位一般选择年，便于统计W及数据处理，但不局限于年，只要满足需要即可。
[0041] S102:基于威布尔分布建立断路器失效概率函数，记作