本發(fā)明涉及一種判定方法，具體涉及一種配電開關(guān)設備運行可靠性與運行壽命的量化判定方法。

背景技術(shù)：

配電開關(guān)設備是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，是保障配電電網(wǎng)運行安全的核心設備，配電開關(guān)設備性能的優(yōu)劣直接影響到配電網(wǎng)乃至整個電力系統(tǒng)的運行安全。由于配電開關(guān)設備具有品種雜、數(shù)量大、涉及面廣和停電影響大等特點，設備的運行可靠性與運行壽命是決定配電網(wǎng)運行安全性和可靠性的基礎。長期以來配電開關(guān)設備的運行可靠性一直未得到應有的重視，缺乏基本的基礎數(shù)據(jù)資料收集，更缺乏科學有效的判定方法，一直停留在以經(jīng)驗為主導的定性評估層面，已不能滿足智能電網(wǎng)發(fā)展的需求。這種定性評估方式存在以下弊端：

(1)由于采用以經(jīng)驗為主導的定性評估，不僅對評估者的經(jīng)驗要求很高，而且還要求評估者具有很好的公正性，否則人為因素和外部環(huán)境會對評估結(jié)果產(chǎn)生重大影響，甚至會導致評估結(jié)果的背離；

(2)由于評估者需要具備足夠的經(jīng)驗，因此評估者需要熟悉各種配電開關(guān)設備的原理、結(jié)構(gòu)、加工方法、工藝流程以及測試方法等，并且還需要具備相當長的工作經(jīng)歷和實踐經(jīng)歷，與現(xiàn)在智能電網(wǎng)與智能裝備制造業(yè)的高速發(fā)展無法匹配；

(3)由于采用的是定性評估，不具備可重復性，缺乏科學理論支撐，一旦更換評估者，評估結(jié)果將會出現(xiàn)較大的變化且無規(guī)律，對被評估者的說服力不足；

(4)由于定性評估方式不具有可追溯性，偏差大，效率低，不能滿足對大批量配電開關(guān)設備的評估。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種配電開關(guān)設備運行可靠性與運行壽命的量化判定方法，該方法能夠科學、高效、準確的對配電開關(guān)設備運行可靠性與運行壽命進行定量判定。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種配電開關(guān)設備運行可靠性與運行壽命的量化判定方法，所述量化判定方法具體包括以下步驟：

步驟1：確定配電開關(guān)設備的特征參量；

步驟2：相同條件下對配電開關(guān)設備進行測試，并判斷測試結(jié)果是否具有收斂性，如果測試結(jié)果具有收斂性，則執(zhí)行下一步，否則表明配電開關(guān)設備不具備運行可靠性；

步驟3：對配電開關(guān)設備運行可靠性與運行壽命進行量化判定。

所述步驟1中，配電開關(guān)設備的特征參量包括配電開關(guān)設備的一次主回路特征參量、機械特性特征參量、操作機構(gòu)特征參量、二次保護裝置特征參量以及輔助與安全設備特征參量。

配電開關(guān)設備的一次主回路特征參量包括一次主回路的接觸電阻、耐受過電流能力和耐受過電壓能力；

配電開關(guān)設備的輔助與安全設備特征參量包括電氣五防信號、聲音告警信號和視頻監(jiān)視信號。

配電開關(guān)設備的機械特性特征參量包括合閘時間、平均合閘速度、剛合速度、合閘彈跳、觸頭壓力、分閘時間、平均分閘速度、剛分速度和分閘過沖。

配電開關(guān)設備的操作機構(gòu)特征參量包括彈簧操作機構(gòu)特征參量和永磁操作機構(gòu)特征參量。

所述彈簧操作機構(gòu)特征參量包括第一合閘線圈特征參量和第一分閘線圈特征參量；

第一合閘線圈特征參量包括第一合閘線圈的初始動作電流、初始動作電壓、穩(wěn)態(tài)電流持續(xù)時間、線圈鐵心行程、線圈鐵心運動速度和復位彈簧的壓縮量；

第一分閘線圈特征參量包括第一分閘線圈的初始動作電流、初始動作電壓、穩(wěn)態(tài)電流持續(xù)時間、線圈鐵心行程、線圈鐵心運動速度和復位彈簧復位時間。

所述永磁操作機構(gòu)特征參量包括儲能電容特征參量、第二合閘線圈特征參量和第二分閘線圈特征參量；

儲能電容特征參量包括儲能電容的電壓、電容量、持續(xù)放電時間和放電電流；

第二合閘線圈特征參量包括第二合閘線圈的初始動作電流、初始動作電壓、穩(wěn)態(tài)電流持續(xù)時間、線圈鐵心行程和線圈鐵心運動速度；

第二分閘線圈特征參量包括第二分閘線圈的初始動作電流、初始動作電壓、穩(wěn)態(tài)電流持續(xù)時間、線圈鐵心行程和線圈鐵心運動速度。

配電開關(guān)設備的二次保護裝置特征參量包括二次保護裝置的動作響應時間、保護動作時間、保護動作值、耐受EMC能力和通訊準確性。

所述步驟2中，相同條件下對配電開關(guān)設備進行測試，測試次數(shù)N不大于配電開關(guān)設備預期壽命的1/10，對于任一特征參量，若任意4N/5次測試對應的測試結(jié)果均大于配電開關(guān)設備壽命標準下限且小于配電開關(guān)設備壽命標準上限，則表明測試結(jié)果具有收斂性，執(zhí)行步驟3；否則表明測試結(jié)果不具有收斂性，進而配電開關(guān)設備不具備運行可靠性。

所述步驟3具體包括以下步驟：

步驟3-1：對測試結(jié)果進行擬合，得到擬合曲線后，根據(jù)擬合曲線推導出配電開關(guān)設備的預期推導結(jié)果，將預期推導結(jié)果與測試結(jié)果進行對比，若兩者不一致，則對擬合曲線進行修正，且反復迭代，直至二者一致；

步驟3-2：在測試結(jié)果和預期推導結(jié)果一致的基礎上，進行2個以上周期的迭代，若迭代后預期推導結(jié)果與測試結(jié)果一致，則表明預期推導結(jié)果與測試結(jié)果一致對應的擬合曲線即為配電開關(guān)設備相應特征參量的運行壽命變化曲線；

步驟3-3：通過該配電開關(guān)設備相應特征參量的運行壽命變化曲線即可推導出配電開關(guān)設備的預期壽命內(nèi)未來各個點的特征參量，當某點的特征參量達到配電開關(guān)設備壽命標準上限時，則該點即為拐點，該點的所對應的測試次數(shù)即為該配電開關(guān)設備對應特征參量的最大運行壽命；

步驟3-4：以此類推，求得該配電開關(guān)設備所有特征參量的最大運行壽命，運用木桶盛水短板理論，即可求得該配電開關(guān)設備的最終運行壽命。

所述配電開關(guān)設備包括斷路器、真空接觸器、負荷開關(guān)和隔離開關(guān)；所述斷路器包括真空斷路器和SF6斷路器，所述負荷開關(guān)包括真空負荷開關(guān)、SF6負荷開關(guān)和空氣式負荷開關(guān)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明有效的提高對配電開關(guān)設備運行可靠性和運行壽命判定的準確性和效率，達到了控制劣質(zhì)設備入網(wǎng)運行，又能夠達到配電網(wǎng)運行安全的目的；

2、本發(fā)明原理科學，操作簡便，具有很強創(chuàng)新和實用價值；

3、本發(fā)明中的收斂度判定和木桶盛水短板理論，可實現(xiàn)對不同的制造企業(yè)、同一企業(yè)中不同批次、同一批次中不同設備間的橫向和縱向判定，其判定結(jié)果準確、快捷；

4、本發(fā)明使得整個配電開關(guān)設備的運行可靠性和運行壽命判定對操作者的綜合素質(zhì)要求明顯降低，可有效提高配電設備和配電網(wǎng)的運行安全水平，其社會效益十分顯著；

5、本發(fā)明中的特征參量可根據(jù)不同類別的配電開關(guān)設備的特點進行確定，具體數(shù)量亦可根據(jù)判定需求進行增減，操作的靈活性很強；

6、本發(fā)明中判定方法，可擴展和延伸到其它電壓等級或其它行業(yè)，對這些的具有動態(tài)動 作特性的設備的運行可靠性和運行壽命判定均可。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中配電開關(guān)設備某特征參量測試結(jié)果呈分散性示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例中配電開關(guān)設備某特征參量測試結(jié)果具有收斂性示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例中2臺配電開關(guān)設備的同一特征參量測試結(jié)果對比示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例中特征參量擬合過程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

本發(fā)明提供的配電開關(guān)設備運行可靠性與運行壽命的量化判定方法能夠科學、高效、準確的對配電開關(guān)設備運行可靠性與運行壽命進行量化判定，在保證判定結(jié)果準確可靠的前提下，具備對判定結(jié)果的可追溯性和可重復驗證，能夠根據(jù)不同配電開關(guān)設備的特點，進行不同廠家同類設備間的運行可靠性和運行壽命量化判定，達到淘汰低水平制造企業(yè)，促使配電開關(guān)設備向高可靠性和高運行壽命轉(zhuǎn)變的目的。

本發(fā)明提供一種配電開關(guān)設備運行可靠性與運行壽命的量化判定方法，所述量化判定方法具體包括以下步驟：

步驟1：確定配電開關(guān)設備的特征參量；

步驟2：相同條件下對配電開關(guān)設備進行測試，并判斷測試結(jié)果是否具有收斂性，如果測試結(jié)果具有收斂性，則執(zhí)行下一步，否則表明配電開關(guān)設備不具備運行可靠性(測試結(jié)果不具有收斂性即為分散的)；

步驟3：對配電開關(guān)設備運行可靠性與運行壽命進行量化判定。

所述步驟1中，配電開關(guān)設備的特征參量包括配電開關(guān)設備的一次主回路特征參量、機械特性特征參量、操作機構(gòu)特征參量、二次保護裝置特征參量以及輔助與安全設備特征參量。

配電開關(guān)設備的一次主回路特征參量包括一次主回路的接觸電阻、耐受過電流能力和耐受過電壓能力；

配電開關(guān)設備的輔助與安全設備特征參量包括電氣五防信號、聲音告警信號和視頻監(jiān)視信號。

配電開關(guān)設備的機械特性特征參量包括合閘時間、平均合閘速度、剛合速度、合閘彈跳、觸頭壓力、分閘時間、平均分閘速度、剛分速度和分閘過沖。

配電開關(guān)設備的操作機構(gòu)特征參量包括彈簧操作機構(gòu)特征參量和永磁操作機構(gòu)特征參量。

所述彈簧操作機構(gòu)特征參量包括第一合閘線圈特征參量和第一分閘線圈特征參量；

第一合閘線圈特征參量包括第一合閘線圈的初始動作電流、初始動作電壓、穩(wěn)態(tài)電流持續(xù)時間、線圈鐵心行程、線圈鐵心運動速度和復位彈簧的壓縮量；

第一分閘線圈特征參量包括第一分閘線圈的初始動作電流、初始動作電壓、穩(wěn)態(tài)電流持續(xù)時間、線圈鐵心行程、線圈鐵心運動速度和復位彈簧復位時間。

所述永磁操作機構(gòu)特征參量包括儲能電容特征參量、第二合閘線圈特征參量和第二分閘線圈特征參量；

儲能電容特征參量包括儲能電容的電壓、電容量、持續(xù)放電時間和放電電流；

第二合閘線圈特征參量包括第二合閘線圈的初始動作電流、初始動作電壓、穩(wěn)態(tài)電流持續(xù)時間、線圈鐵心行程和線圈鐵心運動速度；

第二分閘線圈特征參量包括第二分閘線圈的初始動作電流、初始動作電壓、穩(wěn)態(tài)電流持續(xù)時間、線圈鐵心行程和線圈鐵心運動速度。

配電開關(guān)設備的二次保護裝置特征參量包括二次保護裝置的動作響應時間、保護動作時間、保護動作值、耐受EMC能力和通訊準確性。

所述步驟2中，相同條件下對配電開關(guān)設備進行測試，測試次數(shù)N小于等于配電開關(guān)設備預期壽命的1/10，對于任一特征參量，若任意4N/5次測試對應的測試結(jié)果均大于配電開關(guān)設備壽命標準下限且小于配電開關(guān)設備壽命標準上限，則表明測試結(jié)果具有收斂性，執(zhí)行步驟3；否則表明測試結(jié)果不具有收斂性，進而配電開關(guān)設備不具備運行可靠性。

所述步驟3具體包括以下步驟：

步驟3-1：對測試結(jié)果進行擬合，得到擬合曲線后，根據(jù)擬合曲線推導出配電開關(guān)設備的預期推導結(jié)果，將預期推導結(jié)果與測試結(jié)果進行對比，若兩者不一致，則對擬合曲線進行修正，且反復迭代，直至二者一致；

步驟3-2：在測試結(jié)果和預期推導結(jié)果一致的基礎上，進行2個以上周期的迭代，若迭代后預期推導結(jié)果與測試結(jié)果一致，則表明預期推導結(jié)果與測試結(jié)果一致對應的擬合曲線即為配電開關(guān)設備相應特征參量的運行壽命變化曲線；

步驟3-3：通過該配電開關(guān)設備相應特征參量的運行壽命變化曲線即可推導出配電開關(guān)設備的預期壽命內(nèi)未來各個點的特征參量，當某點的特征參量達到配電開關(guān)設備壽命標準上限時，則該點即為拐點，該點的所對應的測試次數(shù)即為該配電開關(guān)設備對應特征參量的最大運 行壽命；

步驟3-4：以此類推，求得該配電開關(guān)設備所有特征參量的最大運行壽命，運用木桶盛水短板理論，即可求得該配電開關(guān)設備的最終運行壽命。

所述配電開關(guān)設備包括斷路器、真空接觸器、負荷開關(guān)和隔離開關(guān)；所述斷路器包括真空斷路器和SF6斷路器，所述負荷開關(guān)包括真空負荷開關(guān)、SF6負荷開關(guān)和空氣式負荷開關(guān)。

圖1為配電開關(guān)設備某特征參量測試結(jié)果呈分散性示意圖，由圖1不難看出，該配電開關(guān)設備的這一特征參量始終處于超越標準值的上下限值范圍，并且變化趨勢沒有規(guī)律，因此可以判定該配電開關(guān)設備不具備穩(wěn)定運行能力，達不到預期使用壽命。

圖2為配電開關(guān)設備某特征參量測試結(jié)果具有收斂性示意圖，由圖2不難看出，該配電開關(guān)設備的這一特征參量在前期有超越設計值的上下限值范圍的情況，但隨后逐漸變化波動縮小，并且都處于標準值的上下限值范圍內(nèi)，呈現(xiàn)收斂狀態(tài)，因此可以判定該配電開關(guān)設備具備穩(wěn)定運行能力，有可能達到設計使用壽命。

圖3為2臺配電開關(guān)設備的同一特征參量測試結(jié)果對比示意圖，由圖3不難看出，2臺配電開關(guān)設備的這一特征參量在前期均有超越標準值的上下限值范圍的情況，但隨后逐漸變化波動縮小，并且都處于標準值的上下限值范圍內(nèi)，呈現(xiàn)收斂狀態(tài)，同時可以看出虛線的曲線所代表的配電開關(guān)設備的測試結(jié)果波動性要高于另一配電開關(guān)設備，因此可以判定這2臺配電開關(guān)設備均具備穩(wěn)定運行能力，有可能達到設計使用壽命，但虛線所代表的配電開關(guān)設備的運行可靠性要低于另一配電開關(guān)設備。

圖4為配電開關(guān)設備特征參量擬合過程示意圖，由圖4不難看出，該配電開關(guān)設備的這一特征參量呈現(xiàn)收斂狀態(tài)，同時可以看出后面的擬合曲線與測試結(jié)果是完全吻合的，這段曲線所對應的數(shù)學表達式可準確推導出該配電開關(guān)設備未來壽命周期內(nèi)的各點所對應的特征參量數(shù)值，并能找到壽命拐點。

最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員參照上述實施例依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。