西南交通大学黄林获国家专利权
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龙图腾网获悉西南交通大学申请的专利一种强气流强振动坏境下线路绝缘子性能状态测评方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116027152B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-03发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211598965.6,技术领域涉及:G01R31/12;该发明授权一种强气流强振动坏境下线路绝缘子性能状态测评方法是由黄林;周利军;符安志设计研发完成,并于2022-12-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种强气流强振动坏境下线路绝缘子性能状态测评方法在说明书摘要公布了:本申请示出了一种强气流强振动坏境下线路绝缘子性能状态测评方法,首先搭建了一种强气流强振动坏境下线路绝缘子性能状态测评平台;基于测评平台,针对线路绝缘子进行强气流、强振动运行环境模拟,并开展雷电冲击试验;计算线路绝缘子暂态特性电压U的理论计算值;基于U的理论计算值和测量值,采用粒子群优化算法进行优化建模,得到优化后的线路绝缘子暂态特性电压Ub,并计算线路绝缘子的性能状态测评因子β;最后依据β进行线路绝缘子性能状态测评。本发明可以有效的模拟线路绝缘子遭受强气流、强振动的环境工况;通过雷电冲击试验,可解析化评估强气流强振动环境下线路绝缘子性能状态,并提出检修意见,提升电网系统供电稳定性。
本发明授权一种强气流强振动坏境下线路绝缘子性能状态测评方法在权利要求书中公布了:1.一种强气流强振动坏境下线路绝缘子性能状态测评方法,其特征在于,首先搭建了一个测评平台,所述平台包括:上位机1、雷电冲击控制器2、雷电冲击发生器3、雷电冲击发生器接地极31、高压开关41、环境模拟试验箱5、高压实验电极一51、线路绝缘子6、高压实验电极二52、接地开关42、接地电缆7、接地网71、高精度分压器8、分压器接地极81、电流测试线圈9、实验数据采集单元10、无线数据处理传输模块111、气流控制器12、气流发生器13、气流流速测量仪14、无线数据处理传输模块215、振动控制模块16、高频振动模拟与测量平台17; 所述雷电冲击控制器2输入端与上位机1相连,雷电冲击控制器2输出端与雷电冲击发生器3的输入端相连,高压开关41的左右两端分别与高压实验电极一51、雷电冲击发生器3的输出端连接,线路绝缘子6的上下两端分别与高压实验电极一51、高压实验电极二52固定连接,接地开关42的上下两端分别与高压实验电极二52、接地电缆7相连,接地电缆7与接地网71相连; 所述雷电冲击发生器3的接地端与雷电冲击发生器接地极31相连; 所述高精度分压器8的输入端与高压实验电极一51相连,高精度分压器8的接地端与分压器接地极81相连;所述电流测试线圈9套接在接地电缆7上;所述高精度分压器8的输出端与实验数据采集单元10的输入端相连;所述电流测试线圈9的输出端与实验数据采集单元10的输入端相连; 所述实验数据采集单元10的输出端与无线数据处理传输模块111的输入端相连;所述无线数据处理传输模块111与上位机1无线连接; 所述气流控制器12的输入端与上位机1连接,气流控制器12输出端与气流发生器13连接;所述气流流速测量仪14的输出端与无线数据处理传输模块215连接;所述无线数据处理传输模块215与上位机1无线连接; 所述振动控制模块16的输入端与上位机1连接,振动控制模块16的输出端与高频振动模拟与测量平台17相连;所述高压实验电极二52固定在高频振动模拟与测量平台17上; 所述高压实验电极一51、线路绝缘子6、高压实验电极二52、高频振动模拟与测量平台17、气流发生器13、气流流速测量仪14固定在环境模拟试验箱5内部; 所述气流发生器13的气流流出平面131与线路绝缘子6轴向方向垂直; 一种强气流强振动坏境下线路绝缘子性能状态测评方法,包括以下步骤: S1:在上位机1设定气流流速Va,上位机1通过控制气流控制器12控制气流发生器13的转速n从0开始均匀增加;同时气流流速测量仪14实时测量环境模拟试验箱5内的气流流速v,无线数据处理传输模块215将气流流速测量仪14测量结果无线传输至上位机1,上位机1对气流流速v进行判断,若满足|Va-v|E,则保持气流发生器13的转速n不变; S2:在上位机1设定线路绝缘子振动频率为fa、振动幅值为Aa,上位机1通过控制振动控制模块16,控制高频振动模拟与测量平台17开始工作,产生振动频率为fa、振动幅值为Aa的振动; S3:在上位机1设定雷电压U1,闭合高压开关41、接地开关42; S4:上位机1通过控制雷电冲击控制器2,控制雷电冲击发生器3产生雷电压至高压实验电极一51,实验数据采集单元10通过电流测试线圈9测量接地电缆7上的电流值为Ir,同时实验数据采集单元10通过高精度分压器8测量线路绝缘子6的电压值Ur; S5:实验数据采集单元10的采集数据经无线数据处理传输模块111无线传输至上位机1,判断Ir是否满足IrIε;若满足,则上位机1设定的雷电压幅值减小∆U,重复步骤S4-S5;若不满足,则记录此时的Ur,同时断开高压开关41、接地开关42,转至步骤S6; S6:改变上位机1设定的线路绝缘子振动频率,重复Q-1次步骤S2-S5,产生Q组测量数据; 所述上位机1设定的线路绝缘子振动频率的范围为[fa,fd],间隔H均匀取值; 所述H的值为fd-faQ-1; S7:计算线路绝缘子6的暂态特性电压U的理论计算值: 1 式1中,f为线路绝缘子6的振动频率,f0为工频,v为气流流速,φ为线路绝缘子6轴向方向与水平方向的夹角;δ、γ为高斯误差系数,x为积分变量; S8:采用粒子群优化算法对公式1进行优化建模,得出使线路绝缘子6的暂态特性电压的理论计算值和测量值之间误差最小的一组γ、δ值,具体步骤为: 1、生成具有均匀分布的粒子和速度的初始总体,设置停止条件; 2、按照式2计算目标函数值: 2 式2中Oδ,γ表示目标函数,Uri为第i组实验中线路绝缘子6的电压实测值,Ui为第i组实验中线路绝缘子6的暂态特性电压的理论计算值,Q为测量数据组数; 3、更新每个粒子的个体历史最优位置与整个群体的最优位置; 4、更新每个粒子的速度和位置; 5、若满足停止条件,则停止搜索,输出搜索结果,否则返回第2步; 6、得出使绝缘气体特征电流计算值和测量值误差最小的γ0,δ0值; S9:将S8中得出的使误差最小γ0,δ0值代入公式1得到优化后的线路绝缘子6的暂态特性电压Ub的理论计算公式: 3 S10:基于优化后的线路绝缘子6的暂态特性电压Ub计算线路绝缘子6的性能状态测评因子β: 4 式4中Ub为优化后的线路绝缘子6的暂态特性电压,Us为优化后的线路绝缘子6的暂态特性电压基准值; S11:基于β进行线路绝缘子6的性能状态测评,当β∈[1,+∞时,表明线路绝缘子6性能状态正常;当β∈0,1时,表明线路绝缘子6状态异常,需要检修。
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