电流互感器一次端螺栓连接接头接触故障诊断方法

本发明涉及电流互感器一次端螺栓连接接头接触故障诊断方法，属于电接触故障诊断领域。

背景技术：

1、近年来，我国电网规模逐渐扩大，能够满足各行各业的用电需要。随着我国变电站数量的增多，一旦变电站发生故障将对严重损害国家及人民的生命财产安全。电流互感器作为变电站中关键设备之一，电流互感器发生故障是引发变电站事故的重要原因。电流互感器接触端的接触故障是电流互感器的主要故障之一，容易发生接触故障的接线端有四个，分别为并联调整板接头、一次端接头、接线柱与一次导杆连接头和二次线圈引出线接头。四个接线端中，故障率最高的为一次端接头。

2、电流互感器的一次接触端为螺栓连接，用于输入一次电流。螺栓松动导致的接触故障如果不能得到及时的维修将严重危害电力安全。目前对于该故障的检修是通过红外成像仪来检测其发热状态来粗略判断是否发生接触故障，这是在缺少对接触端接触状态的准确了解的情况下进行的，具有一定的盲目性，容易造成运营成本的浪费。对于电流互感器设备的维修人员而言，无法判断螺栓松动程度也就无法对接触故障及时预警，不利于维修人员的检修工作。因此，需要对电流互感器一次接触端的接触状态进行准确的判断。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供电流互感器一次端螺栓连接接头接触故障诊断方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：电流互感器一次端螺栓连接接头接触故障诊断方法，包括以下步骤：

3、s1、根据实际螺栓连接结构，其中包括n个螺栓和两个金属接触端，获取相应的尺寸及材料参数，建立有限元三维仿真模型；

4、s2、获取螺栓连接结构模型体电阻；

5、步骤s2中所述获取螺栓连接结构模型体电阻具体如下：将螺栓连接的两个金属模型设置为一个整体，形成一个金属模型体x，在金属模型体x中通入1a电流，计算获取金属模型体x的电阻r1；

6、s3、将模型改为两个金属相接触，形成一个金属模型体y，同时给n个螺栓施加相同的预紧力载荷，通入1a电流进行仿真，获取金属模型体y的电阻r2，接触电阻值为r2-r1；

7、s4、改变螺栓预紧力的值，重复步骤s3，获取m组螺栓连接结构在不同螺栓预紧力下的接触电阻值；

8、s5、将获得m组接触电阻与螺栓预紧力的数据进行无量纲化处理；

9、s6、计算设置接触电阻阈值，用来判断接触故障。

10、进一步地，步骤s3的具体操作如下：

11、在两个金属接触的模型连接面设置符合材料实际情况的表面粗糙度，给n个螺栓施加相同的螺栓预紧力，在两个接触端中的上接触端的左侧通入1a电流，在下接触端的右侧设置接地，经过有限元计算得到电阻r2，将r2减去步骤s2中获取的电阻r1得到接触电阻rcontact。

12、进一步地，步骤s5具体操作如下：

13、对m组数据按照如下公式进行无量纲化处理：

14、

15、

16、式中，fi为第i数据中的螺栓预紧力值，f′i为无量纲化后的第i数据中的螺栓预紧力值，ri为第i数据中的接触电阻值，r′i为无量纲化后的第i数据中的接触电阻值。

17、进一步地，步骤s6接触故障阈值的指标公式如下所示：

18、

19、其中，δr′i＝r′i+1-r′i,δf′i＝f′i+1-f′i；

20、对m组数据从第一组开始，依次按照公式进行计算，当第j组数据计算的φ≤0时(0<j<m)，对应的rj为接触电阻阈值。

21、与相关技术相比较，本发明提供的电流互感器一次端螺栓连接接头接触故障诊断方法具有如下有益效果：

22、1、等比例建立一次端模型，根据实际工况设置相应的参数，使计算结果更加准确；

23、2、利用无量纲化的方法处理数据，使得接触电阻阈值的选取更加科学合理；

24、3、提供了判断是否发生螺栓连接接触故障的接触电阻阈值，为变电站日常维修提供了依据。

技术特征：

1.电流互感器一次端螺栓连接接头接触故障诊断方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的电流互感器一次端螺栓连接接头接触故障诊断方法，其特征在于：步骤s3的具体操作如下：

3.根据权利要求1所述的电流互感器一次端螺栓连接接头接触故障诊断方法，其特征在于：步骤s5具体操作如下：

4.根据权利要求1所述的电流互感器一次端螺栓连接接头接触故障诊断方法，其特征在于：步骤s6接触故障阈值的指标公式如下所示：

技术总结
本发明公开了电流互感器一次端螺栓连接接头接触故障诊断方法，涉及电接触故障诊断领域，包括以下步骤：建立电流互感器一次端的三维模型，利用有限元计算方法，计算施加不同螺栓预紧力情况下的一次端接触电阻阻值，将获得的接触电阻与螺栓预紧力数据进行无量纲化处理，设置接触电阻阈值；本发明的有益效果是：以有限元计算方法获得的数据为基础得到接触电阻的阈值，通过阈值判断能够诊断出螺栓连接结构的接触故障，及时提醒维修人员增加螺栓预紧力，避免电力安全事故。

技术研发人员：张宇娇,孙振洋,黄雄峰,陈志伟
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15