一种多柱并联避雷器电流分布系数计算方法、装置和设备与流程

1.本发明涉及避雷器测试技术领域，具体涉及一种多柱并联避雷器电流分布系数计算方法、装置和设备。


背景技术：

2.在交、直流电力系统中，对于限制过电压的保护电器(如：避雷器、限压器、电阻器等)，由于保护水平和吸收能量的要求，需要多柱电阻片柱并联，甚至上百柱电阻片柱并联，才能满足对系统保护的要求。对于多柱并联电阻片柱，其电流分布特性是十分关键的技术性能。在交、直流避雷器和串联补偿装置的标准中(gb 11032、gb/t 22389、gb/t 25083、gb/t 6115.2、gb/t 25309)，都规定了多柱并联电阻片的电流分布不均匀系数的要求，通常规定多柱并联电阻片的电流分布不均匀系数不大于1.05。避雷器的并联电阻片柱数多达上百柱，对多柱电阻片柱并联避雷器的电流分布测量和控制尤为重要，如果对多柱并联电阻片柱的电流分布整组测量时十分困难，需要投入巨额的试验设备投资，现有的方法测量电流分布仅能确定多柱并联电阻片柱的电流分布范围，且测量的精度低。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明实施例提供一种多柱并联避雷器电流分布系数计算方法、装置和设备，以实现对多柱并联电阻片柱的电流分布情况的精准测量。
4.为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
5.一种多柱并联避雷器电流分布系数计算方法，包括：
6.确定目标避雷器中的标定柱，所述标定柱为所述避雷器中n柱并联电阻片柱中的一柱电阻片，所述n为不小于2的正整数；
7.将目标避雷器中剩余的n-1柱电阻片匹配成m个电阻片柱组，所述m为小于n-1的正整数；
8.依次对所述m个电阻片柱组与所述标定柱同时施加设定的冲击电流；
9.基于依次对所述m个电阻片柱组以及标定柱同时施加设定的冲击电流后的测量结果，分别获取通过所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱的电流值和通过所述标定柱的电流值；
10.分别将通过所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱的电流值与通过同时施加设定的冲击电流后所述标定柱的电流值之比作为电流标准值；
11.基于各个电阻片柱对应的电流标准值计算得到目标避雷器中的n柱并联电阻片柱的分布系数。
12.可选的，上述多柱并联避雷器电流分布系数计算方法中，基于依次对所述m个电阻片柱组以及标定柱同时施加设定的冲击电流后的测量结果，分别获取通过所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱的电流值和通过所述标定柱的电流值，包括：
13.基于依次对所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱以及标定柱同时施加设定的冲
击电流后的测量结果，提取通过各个电阻片的电流值i
ij
、通过标定柱的电流值i
bj
；其中，所述i
ij
表示对所述m个电阻片柱组中的第j个电阻片柱组，以及标定柱施加设定的冲击电流时，通过所述第j个电阻片柱组中的电阻片柱i的电流值，所述i
bj
表示对所述m个电阻片柱组中的第j个电阻片柱组以及标定柱同时施加设定的冲击电流时，通过所述标定柱的电流值。
14.可选的，上述多柱并联避雷器电流分布系数计算方法中，分别将通过所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱的电流值与通过同时施加设定的冲击电流后所述标定柱的电流值之比作为电流标准值，包括：
15.基于公式ii＝i
ij
/i
bj
，计算得到所述目标避雷器中的电阻片柱i所对应的电流标准值ii。
16.可选的，上述多柱并联避雷器电流分布系数计算方法中，所述基于各个电阻片柱对应的电流标准值计算得到目标避雷器中的n柱并联电阻片柱的分布系数，包括：
17.基于公式计算目标避雷器中的电阻片柱i所对应的分布系数βi；
18.其中，所述即表示目标避雷器中n个并联电阻片柱的电流标准值的平均值。
19.可选的，上述多柱并联避雷器电流分布系数计算方法中，基于各个电阻片柱对应的电流标准值计算得到目标避雷器中的n柱并联电阻片柱的分布系数之后，还包括：
20.基于n柱并联电阻片柱的分布系数计算所述目标避雷器的离散度。
21.可选的，上述多柱并联避雷器电流分布系数计算方法中，基于n柱并联电阻片柱的分布系数计算所述目标避雷器的离散度，包括：
22.基于公式计算得到目标避雷器的离散度其中，所述为所述βi的平均值。
23.一种多柱并联避雷器电流分布系数计算装置，包括：
24.标定单元，用于确定目标避雷器中的标定柱，所述标定柱为所述避雷器中n柱并联电阻片柱中的一柱电阻片，所述n为不小于2的正整数；
25.分组单元，用于将目标避雷器中剩余的n-1柱电阻片匹配成m个电阻片柱组，所述m为小于n-1的正整数；
26.冲击控制单元，用于依次对所述m个电阻片柱组与所述标定柱同时施加设定的冲击电流；
27.采集单元，用于基于依次对所述m个电阻片柱组以及标定柱同时施加设定的冲击电流后的测量结果，分别获取通过所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱的电流值和通过所述标定柱的电流值；
28.计算单元，用于分别将通过所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱的电流值与通过同时施加设定的冲击电流后所述标定柱的电流值之比作为电流标准值；基于各个电阻片柱对应的电流标准值计算得到目标避雷器中的n柱并联电阻片柱的分布系数。
29.可选的，上述多柱并联避雷器电流分布系数计算装置中，所述采集单元具体用于：
30.基于依次对所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱以及标定柱同时施加设定的冲
击电流后的测量结果，提取通过各个电阻片的电流值i
ij
、通过标定柱的电流值i
bj
；其中，所述i
ij
表示对所述m个电阻片柱组中的第j个电阻片柱组，以及标定柱施加设定的冲击电流时，通过所述第j个电阻片柱组中的电阻片柱i的电流值，所述i
bj
表示对所述m个电阻片柱组中的第j个电阻片柱组以及标定柱同时施加设定的冲击电流时，通过所述标定柱的电流值。
31.可选的，上述多柱并联避雷器电流分布系数计算装置中，所述计算单元在分别将通过所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱的电流值与通过同时施加设定的冲击电流后所述标定柱的电流值之比作为电流标准值时，具体用于：
32.基于公式ii＝i
ij
/i
bj
，计算得到所述目标避雷器中的电阻片柱i所对应的电流标准值ii。
33.一种多柱并联避雷器电流分布系数计算设备，包括：
34.存储器和处理器；
35.所述存储器，用于存储程序；
36.所述处理器，用于执行所述程序，实现上述任一项所述的多柱并联避雷器电流分布系数计算方法的各个步骤。
37.基于上述技术方案，本发明实施例提供的多柱并联避雷器电流分布系数计算方法，首先在避雷器的多柱并联电阻片柱组中随机抽取1柱电阻片柱作为标定柱；然后将剩余的电阻片柱随机匹配成多个电阻片柱组；再将各个电阻片柱组分别与标定柱在设定的冲击电流波形和幅值下，测量通过各组中的电阻片柱的电流值；再将各电阻片柱组中与标定柱同时测量的通过各电阻片柱的电流值与通过标定柱的电流值相比作为电流标准值；最后再计算得到各并联电阻片柱的电流分布系数。本发明的方法能够测量多柱并联电阻片柱各柱的电流分布系数和离散度，对控制各并联电阻片柱的电流值一致性提供了依据，解决了由于试验设备和测量装置的容量限制而无法测量多柱并联电阻片柱的电流分布，对多柱并联电阻片柱的电流分布的精确测量提供了测量方法，且测量方法简单和精确度高。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
39.图1为本技术实施例公开的多柱并联避雷器电流分布系数计算方法的流程示意图；
40.图2为本技术实施例公开的多柱并联避雷器电流分布系数计算装置的结构示意图；
41.图3为本技术实施例公开的多柱并联避雷器电流分布系数计算设备的结构示意图。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.本技术提供了一种多柱并联避雷器电流分布系数计算方案，能够测量多柱并联避雷器中各电阻片柱各柱的电流分布系数和离散度，解决了由于试验设备和测量装置的容量限制而无法测量多柱并联电阻片柱的电流分布，对多柱并联电阻片柱的电流分布的精确测量提供了测量方法。
44.对应于次，本技术公开了一种多柱并联避雷器电流分布系数计算方法，参见图1，该方法包括：
45.步骤s101：确定目标避雷器中的标定柱，所述标定柱为所述避雷器中n柱并联电阻片柱中的一柱电阻片，所述n为不小于2的正整数。
46.在本步骤中，在目标避雷器的n柱并联电阻片柱组中随机抽取1柱电阻片柱作为标定柱。
47.步骤s102：将目标避雷器中剩余的n-1柱电阻片匹配成m个电阻片柱组，所述m为小于n-1的正整数。
48.将目标避雷器中剩余的n-1柱电阻片柱随机匹配成m个电阻片柱组，所述m的数值可以根据用户需求自行设定。
49.步骤s103：依次对所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱组与所述标定柱同时施加设定的冲击电流。
50.本步骤中，分别将m个电阻片柱组中的各个电阻片柱组与标定柱同时施加设定的冲击电流，即，第一次向所述标定柱和m个电阻片柱组中的第一个电阻片柱组同时施加设定的冲击电流，第二次向所述标定柱和m个电阻片柱组中的第二个电阻片柱组同时施加设定的冲击电流，第三次向所述标定柱和m个电阻片柱组中的第三个电阻片柱组同时施加设定的冲击电流，直至第m次向所述标定柱和m个电阻片柱组中的第m个电阻片柱组同时施加设定的冲击电流。
51.所述设定冲击电流具有设定的冲击电流波形和幅值，例如，所述冲击电流可以为：30/60μs操作冲击电流、660a
±
20a电流峰值。
52.步骤s104：基于分别对所述m个电阻片柱组中的各电阻片柱及标定柱同时施加设定的冲击电流后的测量结果，分别获取通过所述m个电阻片柱组中的各电阻片柱和通过所述标定柱的电流值。
53.本步骤中，当分别对所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱以及标定柱同时施加设定的冲击电流后，分别对所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱以及标定柱进行信号检测，可以得到通过所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱的电流值以及同时施加设定的冲击电流后通过所述标定柱的电流值。例如，参见表1所示。表1中，柱号为目标避雷器中电阻片柱的编号，柱号∈1,2,3，
……
，n，组号为电阻片柱组的编号，组号∈1,2,3，
……
，m，b1、b2、b3，
……
，b8分别代表与同时施加设定的冲击电流的电阻片柱组所对应的标准柱的测量数据。通过测量，可以分别得到通过所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱的电流值以及同时施加设定的冲击电流后通过所述标定柱的电流值，例如表1中，当向第一个电阻片柱组以及标定柱施加设定的冲击电流时，流经柱号为1的电阻片柱的电流为169，流经柱号为2的电阻片柱的电流为166，流经柱号为3的电阻片柱的电流为167，流经柱号为标准柱的电阻片柱
的电流b1为165。
54.表1
[0055][0056][0057]
步骤s105：将分别对所述的m个电阻片柱组中的各电阻片柱的电流值与同时施加设定的冲击电流后通过标定柱的电流值之比作为电流标准值。
[0058]
在本步骤中，获取到通过所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱的电流值和通过所述标定柱的电流值之后，根据各电阻片柱的测量结果，即，基于分别对所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱以及标定柱同时施加设定的冲击电流后的测量结果，提取通过各个电阻片的电流值i
ij
、通过标定柱的电流值i
bj
；具体的可以通过公式ii＝i
ij
/i
bj
，计算得到所述目标避雷器中的电阻片柱i所对应的电流标准值ii。计算结果见表1，i∈1,2,3，
……
，n-1。所述i
ij
表示对所述m个电阻片柱组中的第j个电阻片柱组以及标定柱施加设定的冲击电流时，通过所述第j个电阻片柱组中的电阻片柱i的电流值，所述i
bj
表示对所述m个电阻片柱组中的第j个电阻片柱组以及标定柱同时施加设定的冲击电流时，通过所述标定柱的电流值，在ib为标定柱的电流标准值，在本方案中，将所述标定柱的电流标准值定义为1。
[0059]
步骤s106：基于各个电阻片柱对应的电流标准值计算得到目标避雷器中的n柱并联电阻片柱的分布系数。
[0060]
本步骤具体可以为：计算目标避雷器中各并联电阻片柱的电流分布系数βi(表示为电阻片柱i的电流分布系数)，表达式为：(表示n个并联电阻片柱的电流的平均值)，n个并联电阻片柱的电流的平均值的表达式：
[0061]
本技术上述实施例公开的多柱并联避雷器电流分布系数计算方法，首先在避雷器的多柱并联电阻片柱组中随机抽取1柱电阻片柱作为标定柱；然后将剩余的电阻片柱随机匹配成多个电阻片柱组；再将各个电阻片柱组分别与标定柱同时在设定的冲击电流波形和幅值下，分别测量通过各组中的电阻片柱和标定柱的电流值；再将各电阻片柱组中与标定
柱同时测量的通过各电阻片柱的电流值与通过标定柱的电流值相比作为电流标准值；最后再计算得到各并联电阻片柱的电流分布系数。本发明的方法能够测量多柱并联电阻片柱各柱的电流分布系数和离散度，对控制各并联电阻片柱的电流值一致性提供了依据，解决了由于试验设备和测量装置的容量限制而无法整组测量多柱并联电阻片柱的电流分布，对多柱并联电阻片柱的电流分布的精确测量提供了测量方法，且测量方法简单和精确度高。
[0062]
进一步的，在本方案中，基于各个电阻片柱对应的电流标准值计算得到目标避雷器中的n柱并联电阻片柱的分布系数之后，还可以基于n柱并联电阻片柱的分布系数计算所述目标避雷器的离散度。具体的，基于n柱并联电阻片柱的分布系数计算所述目标避雷器的离散度，包括：基于公式计算得到目标避雷器的离散度其中，所述为所述βi的平均值。
[0063]
下面以一具体实施例来对本技术上述实施例公开的技术方案进行说明。
[0064]
假设目标避雷器电阻片柱并联数为25柱，并联电阻片柱的电流分布不均匀系数不大于1.05，离散度不大于0.02，通过本发明对25柱并联电阻片柱一个电流点测试的过程为：
[0065]
步骤1、将电阻片配成25柱电阻片柱，电阻片柱数n为1柱～25柱；
[0066]
步骤2、将24柱电阻片柱随机匹配成8个电阻片柱组，电阻片柱组数j为1组～8组；
[0067]
步骤3、对各电阻片柱组施加30/60μs操作冲击电流为660a
±
20a，测量通过各组电阻片柱的电流值，见表1；
[0068]
步骤4、根据各电阻片组的测量结果，计算各电阻片柱的电流标准值：ii＝i
ij
/i
bj
，计算结果见表1；
[0069]
步骤5、计算每柱的电流分布系数：计算结果见表1。
[0070]
步骤6、计算电流分布系数的离散度：
[0071]
本发明测量的25柱电阻片柱最大电流分布系数为1.021，离散度为0.01487，满足并联电阻片柱的电流分布不均匀系数不大于1.05和离散度不大于0.02的要求。
[0072]
本实施例中公开了一种多柱并联避雷器电流分布系数计算装置，装置中的各个单元的具体工作内容，请参见上述方法实施例的内容。
[0073]
下面对本发明实施例提供的多柱并联避雷器电流分布系数计算装置进行描述，下文描述的多柱并联避雷器电流分布系数计算装置与上文描述的多柱并联避雷器电流分布系数计算方法可相互对应参照。
[0074]
具体的，参见图2，上述装置中：
[0075]
标定单元a，用于确定目标避雷器中的标定柱，所述标定柱为所述避雷器中n柱并联电阻片柱中的一柱电阻片柱，所述n为不小于2的正整数；
[0076]
分组单元b，用于将目标避雷器中剩余的n-1柱电阻片匹配成m个电阻片柱组，所述m为小于n-1的正整数；
[0077]
冲击控制单元c，用于依次对所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱组和所述标定柱同时施加设定的冲击电流；
[0078]
采集单元d，用于基于依次对所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱以及同时施加设定的冲击电流后标定柱的测量结果，分别获取通过所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱的电流值以及通过所述标定柱的电流值；
[0079]
计算单元e，用于分别将通过所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱的电流值与通过同时施加设定的冲击电流后所述标定柱的电流值之比作为电流标准值；基于各个电阻片柱对应的电流标准值计算得到目标避雷器中的n柱并联电阻片柱的分布系数。
[0080]
与上述方法相对应，所述采集单元d具体用于：
[0081]
基于依次对所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱以及标定柱同时施加设定的冲击电流后的测量结果，提取通过各个电阻片的电流值i
ij
、通过标定柱的电流值i
bj
；其中，所述i
ij
表示对所述m个电阻片柱组中的第j个电阻片柱组以及标定柱同时施加设定的冲击电流时，通过所述第j个电阻片柱组中的电阻片柱i的电流值，所述i
bj
表示对所述m个电阻片柱组中的第j个电阻片柱组以及标定柱同时施加设定的冲击电流时，通过所述标定柱的电流值。
[0082]
与上述方法相对应，所述计算单元f在分别将通过所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱的电流值与通过所述标定柱的电流值之比作为电流标准值时，具体用于：
[0083]
基于公式ii＝i
ij
/i
bj
，计算得到所述目标避雷器中的电阻片柱i所对应的电流标准值ii。
[0084]
图3为本发明实施例提供的多柱并联避雷器电流分布系数计算设备的硬件结构图，参见图3所示，可以包括：至少一个处理器100，至少一个通信接口200，至少一个存储器300和至少一个通信总线400；
[0085]
在本发明实施例中，处理器100、通信接口200、存储器300、通信总线400的数量为至少一个，且处理器100、通信接口200、存储器300通过通信总线400完成相互间的通信；显然，图3所示的处理器100、通信接口200、存储器300和通信总线400所示的通信连接示意仅是可选的；
[0086]
可选的，通信接口200可以为通信模块的接口，如gsm模块的接口；
[0087]
处理器100可能是一个中央处理器cpu，或者是特定集成电路asic(application specific integrated circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
[0088]
存储器300可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
[0089]
其中，处理器100具体用于：
[0090]
确定目标避雷器中的标定柱，所述标定柱为所述避雷器中n柱并联电阻片柱中的一柱电阻片，所述n为不小于2的正整数；
[0091]
将目标避雷器中剩余的n-1柱电阻片匹配成m个电阻片柱组，所述m为小于n-1的正整数；
[0092]
依次对所述m个电阻片柱组与所述标定柱同时施加设定的冲击电流；
[0093]
基于依次对所述m个电阻片柱组以及标定柱同时施加设定的冲击电流后的测量结果，分别获取通过所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱的电流值和通过所述标定柱的电流值；
[0094]
分别将通过所述m个电阻片柱组中的各个电阻片柱的电流值与通过同时施加设定的冲击电流后所述标定柱的电流值之比作为电流标准值；
[0095]
基于各个电阻片柱对应的电流标准值计算得到目标避雷器中的n柱并联电阻片柱的分布系数。
[0096]
为了描述的方便，描述以上系统时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
[0097]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0098]
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0099]
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
[0100]
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0101]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。