本發(fā)明涉及電氣設(shè)備維護保障領(lǐng)域，特別涉及一種斷路器機械特性的評定方法。

背景技術(shù)：

斷路器是輸電網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵設(shè)備，其運行狀態(tài)直接關(guān)系到整個電網(wǎng)的安全可靠運行，隨著經(jīng)濟發(fā)展，社會進步，我國無論對用電的容量及用電的質(zhì)量都提出了更高的要求，使得斷路器的使用也與日俱增。調(diào)查顯示斷路器操作機構(gòu)的機械故障在所有故障占有相當大的比例，因此無論制造廠和用戶均把斷路器的機械特性測試作為重要的試驗內(nèi)容。

目前已經(jīng)出現(xiàn)了很多在線或離線的機械特性測試裝置，獲取斷路器的機械特性曲線已基本不存在問題，然而如何判斷斷路器機械特性曲線是否合格，基本都是采用GB1984中的內(nèi)容，事實上該標準給出的判據(jù)是比較粗糙的，沒有根據(jù)斷路器的電壓等級、操動機構(gòu)、斷路器內(nèi)部結(jié)構(gòu)等內(nèi)容細化判據(jù)，無法指導技術(shù)人員對斷路器機械特性進行精確判斷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種提出具有科學、精細化的斷路器機械特性測試評定方法，可以應(yīng)用于斷路器的型號不同，有助于現(xiàn)場技術(shù)人員更精確的判斷斷路器的機械特性，從而更合理的判斷斷路器的狀態(tài)，指導其運行維護策略的制定。

一種斷路器機械特性的評定方法，其特征在于，包括以下幾個步驟：

S100，在斷路器機械壽命實驗過程中，監(jiān)測記錄每次操作時斷路器動作過程的行程曲線；

S200，在所有行程曲線上獲取某一確定時刻的行程值，構(gòu)成一個離散數(shù)列；對離散數(shù)列統(tǒng)計分析其數(shù)學分布類型；根據(jù)其數(shù)學分布類型，確定該時刻下的行程值的閾值區(qū)間；

S300，重復步驟S200，獲取斷路器動作過程中不同時刻的行程閾值區(qū)間；

S400，獲取斷路器當前的機械特性行程曲線，以行程閾值區(qū)間為評價判據(jù)，進一步確定斷路器機械特性是否異常。

步驟S100中，在斷路器進行機械壽命實驗的過程中，記錄每次動作的行程曲線波形，構(gòu)成樣本集M＝{M_i|i＝1,2,…,N}，其中N為機械壽命實驗總次數(shù)。

步驟S200具體包含以下步驟：

S201，針對斷路器行程曲線波形，獲取每個行程曲線在某一時刻t_j的行程值，構(gòu)成該時刻的行程值的一組離散數(shù)據(jù)集S_j＝{S_j,i|i＝1,2,…,N,j代表時刻t_j}，其中t_j采用的時間參考0點為某一個確定的參考點，N為機械壽命實驗總次數(shù)；

S202，對離散數(shù)據(jù)集S_j統(tǒng)計分析其概率分布類型；

S203，根據(jù)概率分布類型，結(jié)合斷路器及操動機構(gòu)的基本設(shè)計性能，確定行程曲線合理的上、下側(cè)分位數(shù)對應(yīng)概率值α、p，計算α、p對應(yīng)的上側(cè)α分位數(shù)x_α和下側(cè)p分位數(shù)x_p，應(yīng)滿足|x_α-x_p|<10％總行程，若|x_α-x_p|>10％總行程，則按照|x_α-x_p|＝10％總行程重新計算出對應(yīng)的x_α和x_p，從而得出t_j時刻下滿足設(shè)計要求的行程值的閾值區(qū)間，記作I_j。

采用觸頭分離時刻作為時間0點。

計算t_j時刻行程值時，在t_j時刻的某一鄰域求取行程平均值作為該時刻下的行程值。

步驟S300具體為：重復S201～S203，得出一個確定時間序列T＝{t_j|j＝1,2,…,K}下對應(yīng)的閾值區(qū)間序列I＝{I_j|j＝1,2,…,K}，其中K表示整個行程曲線上需要計算的時間點數(shù)。

K值不少于20。

S400具體為：獲取斷路器當前的機械特性行程曲線，并取得該曲線在時間序列T下的行程值序列S_test，對比S_test和I確定斷路器機械特性是否異常。

斷路器的機械特性狀態(tài)異常判斷具體為：當測試所得的行程曲線的行程值在對應(yīng)的閾值區(qū)間內(nèi)時，則斷路器機械特性正常，超出閾值區(qū)間，則斷路器機械特性不正常。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明的評定方法根據(jù)斷路器機械壽命實驗過程中采集的行程曲線，獲取某個時刻的行程值，構(gòu)成一個離散數(shù)列；對離散數(shù)列分析其概率分布類型；根據(jù)其概率分布類型，確定該時刻下的行程值的合理閾值區(qū)間；進而獲取斷路器動作過程不同時刻的行程閾值區(qū)間；根據(jù)上述所得各個時刻的行程閾值區(qū)間，結(jié)合相關(guān)標準，確定斷路器機械特性的評價判據(jù)，進一步確定斷路器機械特性是否異常。通過統(tǒng)計學的統(tǒng)計規(guī)律，結(jié)合概率分布的理論，獲得行程值的合理閾值區(qū)間，作為判據(jù)進行判斷斷路器機械特性。該方法能夠?qū)γ恳环N型號的斷路器產(chǎn)品，根據(jù)其設(shè)計要求及機械壽命實驗結(jié)果，對該型號的斷路器提出一種更科學、更具體的分析評價方法。有助于現(xiàn)場技術(shù)人員更精確的判斷斷路器的機械特性，從而更合理的判斷斷路器的狀態(tài)，指導其運行維護策略的制定。

進一步，獲得行程的閾值區(qū)間主要通過概率分布進行計算，使其上、下側(cè)概率分位數(shù)對應(yīng)的行程值滿足10％的斷路器總行程，進而得到滿足設(shè)計要求的行程值的閾值區(qū)間。

進一步，求取行程平均值作為該時刻下的行程值，可以排除實際測量時干擾等其他因素的影響。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明所述的實施流程圖；

圖2為本發(fā)明所述的一個實施例的行程曲線示意圖；

圖3為本發(fā)明所述的一個實施例的數(shù)據(jù)概率分布示意圖；

圖4為本發(fā)明所述的一個實施例的行程曲線閾值區(qū)間示意圖。

【具體實施方式】

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述：

如圖1所示，一種斷路器機械特性的評定方法，可以概括為下面幾個步驟：

步驟S100，在斷路器機械壽命實驗過程中，監(jiān)測記錄每次操作的行程曲線；由于斷路器型式試驗包括了對機械壽命試驗的要求，根據(jù)國家標準，對于M1級斷路器，要求滿足2000次操作循環(huán)，對于M2級斷路器要求滿足10000次操作循環(huán)。因此可以在做機械壽命試驗的同時，記錄每次動作的行程曲線數(shù)據(jù)。斷路器行程曲線示意圖如圖2所示，為了方便描述不同型號行程不同的斷路器，圖中縱坐標的行程值進行了歸一化。

所有的行程曲線數(shù)據(jù)構(gòu)成了一個數(shù)據(jù)樣本集，記作M＝{M_i|i＝1,2,…,N}，其中N為機械壽命實驗總次數(shù)。

步驟S200，在所述的所有行程曲線上獲取某一確定時刻的行程值，構(gòu)成一個離散數(shù)列；對離散數(shù)列統(tǒng)計分析其數(shù)學分布類型；根據(jù)其數(shù)學分布類型，確定該時刻下的行程值的閾值區(qū)間。具體來講，可以細化為如下幾個步驟：

步驟S201，在所述的所有行程曲線上獲取某一確定時刻的行程值，構(gòu)成一個離散數(shù)列。即對S100中數(shù)據(jù)集M獲取其每個樣本在某一確定時刻t_j的行程值，構(gòu)成該時刻的行程值的一組離散數(shù)據(jù)集S_j＝{S_j,i|i＝1,2,…,N,j代表時刻t_j}。其中t_j采用的時間參考0點可以用斷路器動作過程中某一個確定點，如圖2所示，這里采用觸頭分離時刻作為時間0點。這里在計算t_j時刻行程值時，考慮到實際測量時干擾等其他因素的影響，可以在t_j時刻的某一鄰域求取行程平均值作為該時刻下的行程值。

步驟S202，對S201中所述的離散數(shù)據(jù)集S_j統(tǒng)計分析其概率分布類型，該數(shù)據(jù)的分布類型因斷路器及操動機構(gòu)的型號不同，可能呈現(xiàn)不同的分布結(jié)果，這里以常見的正態(tài)分布為例進行說明，但不限于正態(tài)分布，如圖3所示。圖中橫坐標代表行程值，縱坐標代表概率密度。曲線是由離散數(shù)據(jù)集S_j擬合出的正態(tài)分布曲線，即曲線下方與橫軸圍成的面積等于1。

步驟S203，在取得數(shù)據(jù)集S_j的概率分布后，進一步，根據(jù)斷路器及操動機構(gòu)的基本設(shè)計性能，確定行程曲線合理的上、下側(cè)分位數(shù)對應(yīng)概率值α、p，這兩個參數(shù)代表了可接受的風險區(qū)間，參數(shù)值越小，說明最終的評價結(jié)果風險越高。以p為例，如圖3所示，即滿足圖中p所指區(qū)域的面積等于p，而其所對應(yīng)的x_p稱為該概率分布的下側(cè)p分位數(shù)。同理滿足圖中α所指區(qū)域的面積等于α，所對應(yīng)的x_α稱為該概率分布的上側(cè)α分位數(shù)。

具體地，α和p值的選擇可以根據(jù)實際情況進行變化，甚至可以根據(jù)時刻值的不同作出相應(yīng)變化，由此得出的x_α和x_p還應(yīng)滿足|x_α-x_p|<10％總行程，這是因為國家標準中推薦的判定曲線合格采用的是標準曲線上下包絡(luò)線范圍共為10％的斷路器總行程。當|x_α-x_p|>10％總行程時，應(yīng)根據(jù)|x_α-x_p|＝10％總行程的條件，重新計算x_α和x_p以保證本發(fā)明所得的判據(jù)不寬松于國家標準GB1984。

當綜合確定了x_α和x_p的值后，可以得出t_j時刻下滿足設(shè)計要求的行程值的閾值區(qū)間，記作I_j.

步驟S300，重復上述S200中的S201～S203過程，獲取斷路器動作過程的不同時刻的行程閾值區(qū)間，即得出一個確定時間序列T＝{t_j|j＝1,2,…,K}下對應(yīng)的閾值區(qū)間序列I＝{I_j|j＝1,2,…,K}，其中K表示整個行程曲線上需要計算的時間點數(shù)。K值的選取根據(jù)測試系統(tǒng)的采樣率確定，但應(yīng)不少于20個點以便符合國家標準的有關(guān)規(guī)定。

圖4給出了一個行程曲線在時間序列T下獲得的行程閾值區(qū)間序列I的示意圖。一般的，由本發(fā)明分析方法所獲取的行程閾值區(qū)間序列必然的包含了該斷路器的標準參考行程曲線。

步驟S400，在上述步驟獲取斷路器時間序列T下的行程閾值區(qū)間序列I后，即形成了對該型斷路器機械特性是否合格的有效判據(jù)，具體來講，獲取斷路器當前的機械特性行程曲線，并取得該曲線在時間序列T下的行程值序列S_test，對比S_test和I，若S_test均在I的范圍內(nèi)則認為當前斷路器機械特性狀態(tài)正常，若S_test中存在有超過I范圍的時刻，則判定當前斷路器機械特性狀態(tài)異常，應(yīng)采取相關(guān)措施。

本發(fā)明所公開的這種斷路器機械特性的評定方法較標準規(guī)定的方法，更具針對性也更精確，對實際工作中斷路器機械特性評估更具指導意義。以上所公開的僅為本發(fā)明一種最具代表性的實施例而已，當然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。