一种超高压断路器残余电寿命评估方法、系统、设备及介质与流程

本发明属于交通运输及车辆工程，具体涉及一种超高压断路器残余电寿命评估方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、近些年，为解决我国电力能源与负荷逆向分布的问题，直流输电容量大、效率高、损耗小、造价低、稳定性好，因此我国建设了大量的长距离超高压直流输电工程。由于在直流输电工程的换流站内常常会安装组，组在提供无功补偿的同时滤除谐波，超高压断路器的应用需求也大幅提升。当前，换流站交流断路器故障呈逐年增长态势，给直流输电的安全稳定造成不利影响。

2、当断路器频繁投切时，由于高频涌流预击穿电弧对触头的烧蚀，易导致断路器在开断过程发生重击穿，造成电容器残余电压成倍数的级升，严重威胁电力设备及系统的安全稳定运行。断路器发生故障将严重影响换流站直流能量可用率，也会带来不可估量的经济损失。

3、目前，交流断路器普遍使用结合换流站年检的检修模式，一般以三年为一周期对断路器进行预防性试验及常规检修。但在开断燃弧过程中断路器内的介质分解及其化学反应极为复杂，且常规的检修手段并未考虑不同厂家、型号交流断路器运行情况存在的差异性，难以实现对交流断路器的实际运行状况的评估，也无法准确地评估在运断路器的残余电寿命。当出现同型号或同批次断路器发生故障时，只能大规模现场维修或返厂验证排查，维修复杂且成本较高，缺乏预见性、针对性、计划性。

4、因此，对在运断路器残余可靠开断的电气寿命进行科学评估一直是该技术领域难点，为保证断路器及电网正常运行，发明一种能够准确评估在运超高压断路器可靠开断容性电流残余电寿命的方法非常意义重大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种超高压断路器残余电寿命评估方法、系统、设备及存储介质，以解决现有技术无法精确评估在运断路器的残余电寿命的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种超高压断路器残余电寿命评估方法，包括以下步骤：

4、划分断路器燃弧时间窗口为若干个均分的燃弧时间区间，获取各燃弧时间区间的首次击穿概率及各燃弧时间区间的首次击穿概率比值；

5、获取首次击穿概率最低的燃弧时间区间的可靠关断次数；

6、将首次击穿概率最低的燃弧时间区间的可靠关断次数按各燃弧时间区间的首次击穿概率比值均分至各燃弧时间区间，作为各燃弧时间区间的可靠关断次数；

7、获取各燃弧时间区间内的历史开断次数；

8、计算各燃弧时间区间的可靠关断次数与历史开断次数的差值，取差值最小值作为断路器残余电寿命。

9、进一步的，所述断路器燃弧时间窗口划分依据为在运断路器历史燃弧时间的分布特征。

10、进一步的，所述燃弧时间窗口为断路器容性电流开断试验确定的可靠开断的最短燃弧时间至最长燃弧时间。

11、进一步的，所述各燃弧时间区间的首次击穿概率及各燃弧时间区间的首次击穿概率比值通过在同型号断路器各燃弧时间区间开展容性电流开断试验获得。

12、进一步的，所述首次击穿概率最低的燃弧时间区间的可靠关断次数通过该区间的容性电流开断试验获得。

13、进一步的，所述各燃弧时间区间内的历史开断次数的获取步骤为：

14、统计系统在运的超高压断路器历史投切过程中的燃弧时间；

15、将该燃弧时间统计结果与断路器容性开断的各燃弧时间区间对应，获得各燃弧时间区间内的历史开断次数。

16、进一步的，所述燃弧时间区间个数不小于3个。

17、一种超高压断路器残余电寿命评估系统，包括获取模块、计算处理模块、输出模块，其中：

18、获取模块：用于划分断路器燃弧时间窗口为若干个均分的燃弧时间区间，获取各燃弧时间区间的首次击穿概率及各燃弧时间区间的首次击穿概率比值、获取首次击穿概率最低的燃弧时间区间的可靠关断次数及获取各燃弧时间区间内的历史开断次数；

19、计算处理模块：用于将首次击穿概率最低的燃弧时间区间的可靠关断次数按各燃弧时间区间的首次击穿概率比值均分至各燃弧时间区间，作为各燃弧时间区间的可靠关断次数；

20、输出模块，用于计算各燃弧时间区间的可靠关断次数与历史开断次数的差值，取差值最小值作为断路器残余电寿命。

21、一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

22、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

23、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

24、本发明一种超高压断路器残余电寿命评估方法，通过将断路器燃弧时间窗口等分为多个燃弧时间区间，获取各燃弧时间区间的首次击穿概率比值以及首次击穿概率最低的燃弧时间区间的可靠关断次数，将首次击穿概率最低的燃弧时间区间的可靠关断次数按照首次击穿概率比值均分至各燃弧时间区间，作为各燃弧时间区间的可靠关断次数得到各燃弧时间区间的可靠开断次数，最后通过计算各燃弧时间区间的可靠开断次数与该区间历史开断次数的差值，差值最小值即为断路器残余电寿命，本发明一方面可通过较少的实验次数判断断路器容性电流开断性能，实现在运断路器容性电流开断残余电寿命的评估，填补了该领域技术的空白；另一方面，对在运断路器进行准确的电寿命评估，能够对断路器进行主动检修或更换，减少临时停电带来的影响，提高换流站直流能量可用率。

25、优选的，本发明通过将首次击穿概率最低的燃弧时间区间的可靠关断次数按各燃弧时间区间的首次击穿概率比值均分至各燃弧时间区间，作为各燃弧时间区间的可靠关断次数，通过选取首次击穿概率最低的燃弧区间，获得在整个燃弧时间窗口划分的区间中最大的可靠开断次数，以这个次数作为燃弧时间窗口的可靠开断次数，既符合断路器实际运行的时候各个燃弧区间并不是独立的，而是互相影响的这种实际情况，还能确保评估标准不会过于严苛，而导致过分缩短断路器的实际电寿命。

技术特征：

1.一种超高压断路器残余电寿命评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种超高压断路器残余电寿命评估方法，其特征在于，所述断路器燃弧时间窗口划分依据为在运断路器历史燃弧时间的分布特征。

3.根据权利要求1或2所述的一种超高压断路器残余电寿命评估方法，其特征在于，所述燃弧时间窗口为断路器容性电流开断试验确定的可靠开断的最短燃弧时间至最长燃弧时间。

4.根据权利要求1所述的一种超高压断路器残余电寿命评估方法，其特征在于，所述各燃弧时间区间的首次击穿概率及各燃弧时间区间的首次击穿概率比值通过在同型号断路器各燃弧时间区间开展容性电流开断试验获得。

5.根据权利要求1所述的一种超高压断路器残余电寿命评估方法，其特征在于，所述首次击穿概率最低的燃弧时间区间的可靠关断次数通过该区间的容性电流开断试验获得。

6.根据权利要求1所述的一种超高压断路器残余电寿命评估方法，其特征在于，所述各燃弧时间区间内的历史开断次数的获取步骤为：

7.根据权利要求1所述的一种超高压断路器残余电寿命评估方法，其特征在于，所述燃弧时间区间个数不小于3个。

8.一种超高压断路器残余电寿命评估系统，其特征在于，包括获取模块、计算处理模块、输出模块，其中：

9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种超高压断路器残余电寿命评估方法、系统、设备及存储介质，通过获取各燃弧时间区间的首次击穿概率比值以及首次击穿概率最低的燃弧时间区间的可靠关断次数和各区间的历史开断次数，并通过将首次击穿概率最低的燃弧时间区间的可靠关断次数按照首次击穿概率比值均分至各燃弧时间区间，作为各燃弧时间区间的可靠关断次数得到各燃弧时间区间的可靠开断次数，最后将各燃弧时间区间的可靠开断次数与该区间历史开断次数的差值最小值，通过较少的实验次数判断断路器容性电流开断性能，实现在运断路器容性电流开断残余电寿命的评估，填补了该领域技术的空白。

技术研发人员：陈力,陕华平,廖文锋,周鹏翔,姚晓飞,刘志远,牛雨芊,张奥华,冯继亮,刘闯,姜广鑫,韩晋思,安义岩,董延,王蓬,王进,王鑫,赵磊,黄金军,鲁阳,张冬清,罗沛杰
受保护的技术使用者：国家电网有限公司直流技术中心
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29