本發(fā)明涉及測試領(lǐng)域，尤其涉及一種絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊有效性及放電特性測試方法。
背景技術(shù)：
：目前為止，雷擊仍然是危害輸電線路安全運(yùn)行、影響電網(wǎng)可靠供電的重要因素。隨著電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的不斷提升和自動重合閘技術(shù)的廣泛應(yīng)用，線路遭受雷擊跳閘后若能重合閘成功，則對電網(wǎng)穩(wěn)定性影響較小，不會造成用戶供電中斷。在絕緣子串兩端并聯(lián)一對電極構(gòu)成放電間隙，與自動重合閘配合使用，當(dāng)雷擊發(fā)生時，絕緣子串兩端產(chǎn)生很高的雷電過電壓，由于并聯(lián)間隙的雷電沖擊放電電壓低于絕緣子串的雷電沖擊放電電壓，因此并聯(lián)間隙首先放電，閃絡(luò)電弧在電動力和熱應(yīng)力的作用下，其兩端被引至相應(yīng)的電極端部并固定在電極端部、中間電弧段通過并聯(lián)間隙構(gòu)成的空氣間隙形成放電通道，并最終借助電動力沿電極端部吹開、消散，從而保護(hù)絕緣子串免于被電弧灼傷發(fā)生永久性故障，雖有雷擊閃絡(luò)，但為瞬時性故障，重合閘能夠成功。絕緣子串并聯(lián)間隙結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，運(yùn)行維護(hù)工作量小且經(jīng)濟(jì)成本低，除保護(hù)絕緣子串避免被雷擊損壞、提高自動重合閘成功率外，在線路正常運(yùn)行時還具有均勻工頻電場的作用，同時亦便于形成同塔多回輸電線路差絕緣配置，有效降低同塔多回線路雷擊同跳故障率，近年來在我國輸電線路防雷保護(hù)中得到了廣泛應(yīng)用，且形成了電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T1293-2013《交流架空輸電線路絕緣子并聯(lián)間隙使用導(dǎo)則》。該導(dǎo)則對交流輸電線路絕緣子串并聯(lián)間隙的使用方法、技術(shù)要求及試驗(yàn)檢驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)說明，并給出了110kV、220kV及500kV架空線路絕緣子串并聯(lián)間隙電極推薦幾何尺寸和典型外形結(jié)構(gòu)。但申請人在輸電線路現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行維護(hù)工作中發(fā)現(xiàn)，盡管根據(jù)導(dǎo)則要求安裝了推薦幾何尺寸和外形結(jié)構(gòu)的絕緣子串并聯(lián)間隙，但在發(fā)生雷擊跳閘后進(jìn)行線路故障巡查時，仍然發(fā)現(xiàn)在絕緣子串表面有電弧放電痕跡，表明并聯(lián)間隙并沒有有效的疏導(dǎo)電弧完全在絕緣子串兩端電極形成的空氣間隙中閃絡(luò)，而是出現(xiàn)了沿絕緣子串表面閃絡(luò)的情況。同時，申請人在輸電線路絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊放電試驗(yàn)研究過程中亦發(fā)現(xiàn)，并非每次試驗(yàn)電弧均完全在電極形成的空氣間隙中閃絡(luò)，有部分試驗(yàn)確實(shí)存在沿絕緣子串表面閃絡(luò)的現(xiàn)象，從而印證了在輸電線路實(shí)際運(yùn)行過程中并聯(lián)間隙疏導(dǎo)電弧失效、在絕緣子串表面出現(xiàn)閃絡(luò)放電痕跡的情況。申請人在試驗(yàn)研究過程中亦發(fā)現(xiàn)，不同雷電沖擊電壓幅值下出現(xiàn)并聯(lián)間隙失效、電弧沿絕緣子串表面閃絡(luò)的幾率不同，不同并聯(lián)間隙幾何結(jié)構(gòu)尺寸下失效概率與雷電沖擊電壓幅值之間的失效特性亦不同。絕緣子串及絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊50％放電電壓U50％及雷電沖擊伏秒特性(V-s)曲線是進(jìn)行輸電線路并聯(lián)間隙防雷絕緣配合的重要依據(jù)，同時不同并聯(lián)間隙幾何結(jié)構(gòu)尺寸下失效概率與雷電沖擊電壓幅值之間的失效特性亦為提高并聯(lián)間隙雷電沖擊失效起始電壓、降低實(shí)際運(yùn)行過程中并聯(lián)間隙失效概率、有效保護(hù)絕緣子串避免雷擊造成永久性故障提供科學(xué)依據(jù)。目前關(guān)于雷電沖擊50％放電電壓U50％及雷電沖擊伏秒特性(V-s)試驗(yàn)方法在我國標(biāo)準(zhǔn)GB/T16927.1-1997《高電壓試驗(yàn)技術(shù)第一部分：一般試驗(yàn)要求》中進(jìn)行了詳細(xì)說明，但關(guān)于并聯(lián)間隙雷電沖擊放電失效特性研究較少，僅有申請人在2014年5月31日公開發(fā)表在《高電壓技術(shù)》雜志第40卷第5期1365-1373頁《高海拔長絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊放電特性及其失效性》一文，對高海拔地區(qū)長絕緣子串并聯(lián)間隙的雷電沖擊失效概率進(jìn)行了初步研究，但沒有形成絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊有效性及放電特性一體化的試驗(yàn)方法，其并聯(lián)間隙導(dǎo)弧失效概率及放電特性試驗(yàn)分別獨(dú)立進(jìn)行，存在重復(fù)性勞動，耗時長且人工成本高，效率低下，亦增大了對沖擊電壓發(fā)生器等試驗(yàn)設(shè)備的損耗，縮短了設(shè)備使用壽命。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對目前絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊存在失效性的問題，即：雷擊閃絡(luò)發(fā)生后形成的工頻電弧未遠(yuǎn)離絕緣子串表面，沒有在并聯(lián)間隙上下電極之間的空氣中燃燒，而是在絕緣子串表面燃燒，失去了并聯(lián)間隙疏導(dǎo)工頻電弧的作用，提出了一種絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊有效性及放電特性測試方法。為達(dá)到前述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊有效性及放電特性測試方法，包括以下步驟：(1)主處理器根據(jù)升降法測試原理控制沖擊電壓發(fā)生器測試絕緣子串并聯(lián)間隙，獲得絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊50％放電電壓U50％，升降過程中沖擊電壓發(fā)生器電壓設(shè)置的最大值記為Um；(2)主處理器將沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置為U1＝(Um+△U1)，此時產(chǎn)生的雷電沖擊電壓幅值大于U50％，所述雷電沖擊電壓幅值使得每次沖擊時絕緣子串并聯(lián)間隙均閃絡(luò)即可，進(jìn)行N次沖擊，5≤N≤10；主處理器記錄每次沖擊時的擊穿時間及電壓峰值，為絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊伏秒特性曲線提供低雷電沖擊電壓幅值情況下曲線尾部上的數(shù)據(jù)點(diǎn)；(3)主處理器將沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置為U2＝(U1+△U2)，所述△U2大于△U1，主處理器控制沖擊電壓發(fā)生器進(jìn)行M/2次沖擊，若出現(xiàn)失效情況則再進(jìn)行M/2次沖擊，在U2電壓下共進(jìn)行M次測試，M為大于20的偶數(shù)；若無失效情況出現(xiàn)則所述沖擊電壓發(fā)生器繼續(xù)升高U2電壓至U3＝(U2+△U2)，再進(jìn)行M/2次測試，以此類推直至出現(xiàn)失效情況，記錄有失效情況出現(xiàn)時的沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值為Us0，得到第一個失效點(diǎn)P1；每次測試均需記錄擊穿時間、電壓峰值及電弧閃絡(luò)通道情況；(4)在沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值為Us0下的M次測試中，若只有1次并聯(lián)間隙導(dǎo)弧失效，則減小△U2，將沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置為Us1＝(Us0+△U3)其中，△U3＜△U2，進(jìn)行M次測試，記錄擊穿時間、電壓峰值及并聯(lián)間隙導(dǎo)弧的有效、失效情況，得到第二個失效點(diǎn)P2；繼續(xù)升高Us1電壓值至Us2＝(Us1+△U3)，進(jìn)行M次測試得到第三個失效點(diǎn)P3，以此類推至少得到三個并聯(lián)間隙失效點(diǎn)且使其失效概率大于50％，記錄沖擊電壓幅值最高的最后一次測試且并聯(lián)間隙失效概率大于50％時的沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值為Usn；(5)若沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值為Usn下的M次測試中閃絡(luò)時間已發(fā)生在波頭，則Usn下記錄的擊穿電壓和擊穿時間即為絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊伏秒特性曲線在高雷電沖擊電壓幅值情況下波頭閃絡(luò)時曲線頭部的起始數(shù)據(jù)點(diǎn)；若Usn下的M次測試中閃絡(luò)時間在波尾，則繼續(xù)升高Usn電壓值至Ut＝(Usn+△U4)，其中，△U4大于△U3，進(jìn)行N次測試，得到并聯(lián)間隙伏秒特性曲線波頭閃絡(luò)時曲線頭部的起始數(shù)據(jù)點(diǎn)；(6)在沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值為Us0下的M次測試中，若出現(xiàn)并聯(lián)間隙導(dǎo)弧失效的次數(shù)大于M/2次，則減小Us0，將沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值設(shè)置為Us1'＝(Us0－△U3)，進(jìn)行M次測試，記錄擊穿時間、電壓峰值及并聯(lián)間隙導(dǎo)弧的有效、失效情況，得到第二個失效點(diǎn)P2；繼續(xù)減小Us1'電壓值至Us2'＝(Us1'－△U3)，進(jìn)行M次測試得到第三個失效點(diǎn)P3，至少得到三個并聯(lián)間隙失效點(diǎn)且使其失效概率小于10％；(7)若沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值為Us0下的M次測試中閃絡(luò)時間已發(fā)生在波頭，則Us0下記錄的擊穿電壓和擊穿時間即為伏秒特性曲線波頭閃絡(luò)時曲線頭部的起始數(shù)據(jù)點(diǎn)；若Us0下的M次測試中閃絡(luò)時間在波尾，則繼續(xù)升高Us0電壓值至Ut'＝(Us0+△U4)，進(jìn)行N次測試，得到并聯(lián)間隙伏秒特性曲線波頭閃絡(luò)時曲線頭部的起始數(shù)據(jù)點(diǎn)；(8)在沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值為Us0下的M次測試中，若出現(xiàn)并聯(lián)間隙導(dǎo)弧失效的次數(shù)在2～M/2次間，則分別按照第(6)步、第(4)步的方法先減小后增大沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值Us0進(jìn)行測試，得到并聯(lián)間隙其他失效點(diǎn)；再按照第(5)步的方法得到并聯(lián)間隙伏秒特性曲線波頭閃絡(luò)時曲線頭部的起始數(shù)據(jù)點(diǎn)。本發(fā)明的第一優(yōu)選方案為，還包括與主處理器連接的圖像拍攝設(shè)備，所述圖像拍攝設(shè)備監(jiān)測所述絕緣子串并聯(lián)間隙的電弧閃絡(luò)通道情況，所述主處理器根據(jù)所述電弧閃絡(luò)通道情況獲得絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧有效或失效。本發(fā)明的第二優(yōu)選方案為：電弧閃絡(luò)通道始終貫穿于并聯(lián)間隙上電極和下電極形成的空氣間隙中而不接觸絕緣子串本體任何部位，則并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧有效。本發(fā)明的第三優(yōu)選方案為：電弧閃絡(luò)通道首端弧根和末端弧根分別位于并聯(lián)間隙上電極和下電極上，但中間部分電弧段沿絕緣子串表面閃絡(luò)；或閃絡(luò)電弧一端弧根位于電極上，另一端弧根位于絕緣子串根部或沿部分絕緣子串閃絡(luò)至其根部；或電弧完全沒有在上電極和下電極形成的空氣間隙中閃絡(luò)而是全部電弧沿絕緣子串表面閃絡(luò)；出現(xiàn)上述三種情況中的任何一種即為并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧失效。本發(fā)明的第四優(yōu)選方案為，絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧失效概率及有效概率的計(jì)算公式分別如下：ηS=CSMηY=CYM]]>式中：M為在沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置值已定的情況下所進(jìn)行的總測試次數(shù)；CS為M次測試中并聯(lián)間隙導(dǎo)弧失效的次數(shù)；CY為M次測試中并聯(lián)間隙導(dǎo)弧有效的次數(shù)；ηS為在該雷電沖擊電壓幅值下絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧失效概率；ηY為在該雷電沖擊電壓幅值下絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧有效概率，且有：CS+CY＝M，ηS+ηY＝1，所述計(jì)算由主處理器完成。本發(fā)明的第五優(yōu)選方案為，所述主處理器根據(jù)不同雷電沖擊電壓幅值下絕緣子串并聯(lián)間隙導(dǎo)弧的失效概率和有效概率，繪制并聯(lián)間隙導(dǎo)弧失效概率和有效概率隨雷電沖擊電壓幅值升高的變化特性。本發(fā)明的第六優(yōu)選方案為，所述主處理器根據(jù)不同雷電沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置值下記錄的擊穿電壓和擊穿時間繪制絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊伏秒特性曲線。本發(fā)明可達(dá)到如下技術(shù)效果：對絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧有效、失效的判斷是以高速攝像儀或相機(jī)拍攝記錄的電弧閃絡(luò)通道視頻、圖像數(shù)據(jù)為依據(jù)，并聯(lián)間隙導(dǎo)弧有效、失效判斷證據(jù)充分、確鑿；基于并聯(lián)間隙導(dǎo)弧視頻、圖像數(shù)據(jù)，以放電過程中閃絡(luò)電弧是否始終貫穿于并聯(lián)間隙上電極和下電極形成的空氣間隙中而不接觸絕緣子串本體任何部位為準(zhǔn)則來判斷間隙導(dǎo)弧是否有效，符合并聯(lián)間隙防雷的本質(zhì)屬性和要求。同時，在相同雷電沖擊電壓幅值下分別以并聯(lián)間隙導(dǎo)弧的有效次數(shù)、失效次數(shù)在總測試次數(shù)中所占的比例定義為其在該雷電沖擊電壓幅值下間隙導(dǎo)弧的有效概率和失效概率，總測試次數(shù)越大所得并聯(lián)間隙導(dǎo)弧的有效概率和失效概率越精確，理論上，當(dāng)總測試次數(shù)趨于無窮大時即可得并聯(lián)間隙在該雷電沖擊電壓幅值下導(dǎo)弧的有效概率和失效概率本質(zhì)屬性，改變雷電沖擊電壓幅值即可得并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧有效概率及失效概率隨雷電沖擊電壓幅值變化的特性，從而準(zhǔn)確、科學(xué)、完整的衡量了并聯(lián)間隙在雷電沖擊電壓作用下疏導(dǎo)電弧的有效、失效特性。通過合理設(shè)置沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值設(shè)置間隔即可同時得到絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊50％放電電壓、雷電沖擊伏秒特性及失效概率和有效概率隨雷電沖擊電壓幅值升高的有效、失效特性，避免了重復(fù)性測試，可提高設(shè)備的有效使用率和測試效率，降低測試成本、縮短測試所耗時間、減小人力投入，保證測試高質(zhì)、高效完成。本發(fā)明的推廣應(yīng)用，將會有效的幫助輸電線路并聯(lián)間隙防雷設(shè)計(jì)和運(yùn)行人員掌握并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧有效、失效特性及放電特性，確定科學(xué)、合理的并聯(lián)間隙技術(shù)參數(shù)，提高并聯(lián)間隙雷電沖擊失效起始電壓，降低實(shí)際運(yùn)行過程中并聯(lián)間隙雷電沖擊失效概率，進(jìn)而有效保護(hù)絕緣子串避免雷擊造成永久性故障，提高自動重合閘成功率，有力保障輸電線路防雷安全運(yùn)行及電網(wǎng)穩(wěn)定、可靠供電。本發(fā)明的這些特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會在下面的具體實(shí)施方式、附圖中詳細(xì)的揭露?！靖綀D說明】圖1是本發(fā)明實(shí)施例2的絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊有效性及放電特性測試方法流程圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生的負(fù)極性標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓全波波形圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的500kV線路絕緣子串并聯(lián)間隙設(shè)計(jì)圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊50％放電測試充電電壓的升降曲線圖。圖5a、圖5b、圖5c是本發(fā)明實(shí)施例2的中絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊放電導(dǎo)弧有效的種類。圖6a、圖6b、圖6c、圖6d、圖6e是本發(fā)明實(shí)施例2的絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊放電導(dǎo)弧失效的種類。圖7是本發(fā)明實(shí)施例中絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊放電波頭閃絡(luò)電壓波形圖。圖8a、圖8b是本發(fā)明實(shí)施例2的500kV線路絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧失效概率和有效概率隨雷電沖擊電壓幅值升高的變化特性圖。圖9是本發(fā)明實(shí)施例2的絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊伏秒特性(V-s)曲線?！揪唧w實(shí)施方式】下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖對本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行解釋和說明，但下述實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非全部?；趯?shí)施方式中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1。一種絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊有效性及放電特性測試方法，包括以下步驟：(1)主處理器根據(jù)升降法測試原理控制沖擊電壓發(fā)生器測試絕緣子串并聯(lián)間隙，獲得絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊50％放電電壓U50％，升降過程中沖擊電壓發(fā)生器電壓設(shè)置的最大值記為Um；(2)主處理器將沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置為U1＝(Um+△U1)，此時產(chǎn)生的雷電沖擊電壓幅值大于U50％，所述雷電沖擊電壓幅值使得每次沖擊時絕緣子串并聯(lián)間隙均閃絡(luò)即可，進(jìn)行N次沖擊，5≤N≤10；主處理器記錄每次沖擊時的擊穿時間及電壓峰值，為絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊伏秒特性曲線提供低雷電沖擊電壓幅值情況下曲線尾部上的數(shù)據(jù)點(diǎn)；(3)主處理器將沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置為U2＝(U1+△U2)，所述△U2大于△U1，主處理器控制沖擊電壓發(fā)生器進(jìn)行M/2次沖擊，若出現(xiàn)失效情況則再進(jìn)行M/2次沖擊，在U2電壓下共進(jìn)行M次測試，M為大于20的偶數(shù)；若無失效情況出現(xiàn)則所述沖擊電壓發(fā)生器繼續(xù)升高U2電壓至U3＝(U2+△U2)，再進(jìn)行M/2次測試，以此類推直至出現(xiàn)失效情況，記錄有失效情況出現(xiàn)時的沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值為Us0，得到第一個失效點(diǎn)P1；每次測試均需記錄擊穿時間、電壓峰值及電弧閃絡(luò)通道情況；(4)在沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值為Us0下的M次測試中，若只有1次并聯(lián)間隙導(dǎo)弧失效，則減小△U2，將沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置為Us1＝(Us0+△U3)其中，△U3＜△U2，進(jìn)行M次測試，記錄擊穿時間、電壓峰值及并聯(lián)間隙導(dǎo)弧的有效、失效情況，得到第二個失效點(diǎn)P2；繼續(xù)升高Us1電壓值至Us2＝(Us1+△U3)，進(jìn)行M次測試得到第三個失效點(diǎn)P3，以此類推至少得到三個并聯(lián)間隙失效點(diǎn)且使其失效概率大于50％，記錄沖擊電壓幅值最高的最后一次測試且并聯(lián)間隙失效概率大于50％時的沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值為Usn；(5)若沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值為Usn下的M次測試中閃絡(luò)時間已發(fā)生在波頭，則Usn下記錄的擊穿電壓和擊穿時間即為絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊伏秒特性曲線在高雷電沖擊電壓幅值情況下波頭閃絡(luò)時曲線頭部的起始數(shù)據(jù)點(diǎn)；若Usn下的M次測試中閃絡(luò)時間在波尾，則繼續(xù)升高Usn電壓值至Ut＝(Usn+△U4)，其中，△U4大于△U3，進(jìn)行N次測試，得到并聯(lián)間隙伏秒特性曲線波頭閃絡(luò)時曲線頭部的起始數(shù)據(jù)點(diǎn)；(6)在沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值為Us0下的M次測試中，若出現(xiàn)并聯(lián)間隙導(dǎo)弧失效的次數(shù)大于M/2次，則減小Us0，將沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值設(shè)置為Us1'＝(Us0－△U3)，進(jìn)行M次測試，記錄擊穿時間、電壓峰值及并聯(lián)間隙導(dǎo)弧的有效、失效情況，得到第二個失效點(diǎn)P2；繼續(xù)減小Us1'電壓值至Us2'＝(Us1'－△U3)，進(jìn)行M次測試得到第三個失效點(diǎn)P3，至少得到三個并聯(lián)間隙失效點(diǎn)且使其失效概率小于10％；(7)若沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值為Us0下的M次測試中閃絡(luò)時間已發(fā)生在波頭，則Us0下記錄的擊穿電壓和擊穿時間即為伏秒特性曲線波頭閃絡(luò)時曲線頭部的起始數(shù)據(jù)點(diǎn)；若Us0下的M次測試中閃絡(luò)時間在波尾，則繼續(xù)升高Us0電壓值至Ut'＝(Us0+△U4)，進(jìn)行N次測試，得到并聯(lián)間隙伏秒特性曲線波頭閃絡(luò)時曲線頭部的起始數(shù)據(jù)點(diǎn)；(8)在沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值為Us0下的M次測試中，若出現(xiàn)并聯(lián)間隙導(dǎo)弧失效的次數(shù)在2～M/2次間，則分別按照第(6)步、第(4)步的方法先減小后增大沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值Us0進(jìn)行測試，得到并聯(lián)間隙其他失效點(diǎn)；再按照第(5)步的方法得到并聯(lián)間隙伏秒特性曲線波頭閃絡(luò)時曲線頭部的起始數(shù)據(jù)點(diǎn)。還包括與主處理器連接的圖像拍攝設(shè)備，所述圖像拍攝設(shè)備監(jiān)測所述絕緣子串并聯(lián)間隙的電弧閃絡(luò)通道情況，所述主處理器根據(jù)所述電弧閃絡(luò)通道情況獲得絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧有效或失效。電弧閃絡(luò)通道始終貫穿于并聯(lián)間隙上電極和下電極形成的空氣間隙中而不接觸絕緣子串本體任何部位，則并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧有效。電弧閃絡(luò)通道首端弧根和末端弧根分別位于并聯(lián)間隙上電極和下電極上，但中間部分電弧段沿絕緣子串表面閃絡(luò)；或閃絡(luò)電弧一端弧根位于電極上，另一端弧根位于絕緣子串根部或沿部分絕緣子串閃絡(luò)至其根部；或電弧完全沒有在上電極和下電極形成的空氣間隙中閃絡(luò)而是全部電弧沿絕緣子串表面閃絡(luò)；出現(xiàn)上述三種情況中的任何一種即為并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧失效。絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧失效概率及有效概率的計(jì)算公式分別如下：ηS=CSMηY=CYM]]>式中：M為在沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置值已定的情況下所進(jìn)行的總測試次數(shù)；CS為M次測試中并聯(lián)間隙導(dǎo)弧失效的次數(shù)；CY為M次測試中并聯(lián)間隙導(dǎo)弧有效的次數(shù)；ηS為在該雷電沖擊電壓幅值下絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧失效概率；ηY為在該雷電沖擊電壓幅值下絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧有效概率，且有：CS+CY＝M，ηS+ηY＝1，所述計(jì)算由主處理器完成。所述主處理器根據(jù)不同雷電沖擊電壓幅值下絕緣子串并聯(lián)間隙導(dǎo)弧的失效概率和有效概率，繪制并聯(lián)間隙導(dǎo)弧失效概率和有效概率隨雷電沖擊電壓幅值升高的變化特性。所述主處理器根據(jù)不同雷電沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置值下記錄的擊穿電壓和擊穿時間繪制絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊伏秒特性曲線。測試次數(shù)N、M、電壓間隔△U1、△U2、△U3、△U4及失效點(diǎn)數(shù)P均視不同電壓等級線路絕緣子串并聯(lián)間隙、具體測試要求及沖擊電壓發(fā)生器設(shè)備等情況確定。實(shí)施例2。如圖1，一種絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊有效性及放電特性測試方法，在測試開始之前需先準(zhǔn)備好測試設(shè)備及試品。500kV線路絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊有效性及雷電沖擊50％放電電壓U50％、伏秒特性(V-s)一體化測試采用7200kV沖擊電壓發(fā)生器進(jìn)行，該沖擊電壓發(fā)生器由25級組成，每級充電電壓為±300kV，充電電容為3μF，最高可產(chǎn)生幅值為±7500kV的標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓全波。分壓器采用低阻尼電容分壓器，分壓比4898，測量系統(tǒng)經(jīng)與國家高電壓計(jì)量站比對，測量電壓峰值的總不確定度在±3％范圍內(nèi)。二者均滿足GB/T16927.1-1997《高電壓試驗(yàn)技術(shù)》標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)要求。沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生的負(fù)極性標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓波波前時間T1為1.01μs，半波峰值時間T2為44.18μs，如圖2，負(fù)極性雷電沖擊電壓試驗(yàn)波形滿足GB/T16927.1-1997《高電壓試驗(yàn)技術(shù)》標(biāo)準(zhǔn)中對波形誤差的要求?；?00kV線路實(shí)際運(yùn)行情況，結(jié)合DL/T1293-2013《交流架空輸電線路絕緣子并聯(lián)間隙使用導(dǎo)則》，測試用并聯(lián)間隙高壓電極采用管直徑50mm、環(huán)半徑200mm、上翹彎曲半徑200mm的半跑道環(huán)形結(jié)構(gòu)，材料為鍍鋅鋼管，低壓電極采用管徑為30mm的單球拍形式，材料為實(shí)心鍍鋅鋼棒。測試用絕緣子串為28片結(jié)構(gòu)高度為155mm的500kV線路用瓷絕緣子。并聯(lián)間隙電極縱向設(shè)計(jì)間距Z取絕緣子串總結(jié)構(gòu)高度Z0的85％，即3689mm，高壓、低壓端電極橫向伸出長度距絕緣子串中心線的設(shè)計(jì)距離Xp、Xc分別為700mm、550mm。安裝并聯(lián)間隙后縱向?qū)崪y間距Z為3700mm，高壓、低壓端電極橫向伸出長度Xp、Xc實(shí)測值分別為695mm、545mm，Xp、Xc及Z的實(shí)測值與設(shè)計(jì)值的誤差分別為0.2％、0.7％、0.9％。500kV線路絕緣子串并聯(lián)間隙設(shè)計(jì)圖及實(shí)際安裝圖如圖3。絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊有效性及放電特性測試方法具體包括以下步驟：(1)雷電沖擊50％放電電壓U50％測試按照GB/T16927.1-1997《高電壓測試技術(shù)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的升降法進(jìn)行30次有效測試來確定。500kV線路絕緣子串并聯(lián)間隙充電電壓的升降曲線如圖4，升降過程中主處理器獲得沖擊電壓發(fā)生器電壓設(shè)置的最大值Um為120kV，測試所得絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊50％放電電壓U50％為2247kV。(2)取△U1為5kV，將沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置為U1＝(Um+△U1)＝125kV，產(chǎn)生的雷電沖擊電壓幅值較U50％高，依據(jù)絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊伏秒特性測試需求進(jìn)行10次測試，即N＝10。主處理器把沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值設(shè)置為U1＝125kV情況下的10次測試中，絕緣子串并聯(lián)間隙均發(fā)生了雷電沖擊閃絡(luò)放電，主處理器記錄每次測試時的擊穿時間及電壓峰值，見表1，為絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊放電伏秒特性曲線提供低雷電沖擊電壓幅值情況下曲線尾部上的數(shù)據(jù)點(diǎn)。表1(3)取△U2為15kV，依據(jù)絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊有效、失效測試精度確定測試次數(shù)M為30次，即M＝30。將沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值設(shè)置為U2＝(U1+△U2)＝140kV，進(jìn)行M/2＝15次測試，每次測試均記錄擊穿時間和電壓峰值，并利用圖像拍攝設(shè)備絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊放電閃絡(luò)通道進(jìn)行拍照。在沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置為U2＝140kV情況下的15次測試中，通過主處理器分析圖像拍攝設(shè)備記錄的絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊放電電弧閃絡(luò)通道情況發(fā)現(xiàn)，在15次測試放電過程中，閃絡(luò)電弧通道均始終貫穿于并聯(lián)間隙上電極和下電極形成的空氣間隙中，且均沒有接觸絕緣子串本體任何部位，即絕緣子串并聯(lián)間隙在沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置為U2＝140kV情況下的雷電沖擊導(dǎo)弧均有效。測試過程中絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊放電導(dǎo)弧有效的照片如圖5a、圖5b、圖5c。(4)繼續(xù)升高U2電壓至U3＝(U2+△U2)＝155kV，再進(jìn)行15次測試，主處理器記錄擊穿時間、電壓峰值及絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊放電閃絡(luò)通道，并聯(lián)間隙雷電沖擊放電導(dǎo)弧依然有效，沒有出現(xiàn)電弧沿絕緣子串表面閃絡(luò)發(fā)生失效的情況。繼續(xù)升高U3電壓至U4＝(U3+△U2)＝170kV，再進(jìn)行15次測試，主處理器記錄擊穿時間、電壓峰值及絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊放電閃絡(luò)通道，并聯(lián)間隙雷電沖擊放電出現(xiàn)1次電弧沿絕緣子串表面閃絡(luò)的情況，發(fā)生導(dǎo)弧失效；在沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置為U4＝170kV情況下再進(jìn)行15次測試，主處理器記錄擊穿時間、電壓峰值及絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊放電閃絡(luò)通道，在這15次測試放電過程中沒有出現(xiàn)并聯(lián)間隙導(dǎo)弧失效情況；即，在沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置為U4＝170kV情況下進(jìn)行的30次試驗(yàn)中只發(fā)生了一次并聯(lián)間隙導(dǎo)弧失效情況，主處理器記此時沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值為Us0＝U4＝170kV，得到第一個失效點(diǎn)P1。(5)失效點(diǎn)P1下失效概率及其對應(yīng)的雷電沖擊電壓計(jì)算。由于受沖擊電壓發(fā)生器效率的影響，在沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置為U4＝170kV情況下進(jìn)行的30次測試中每次測試所產(chǎn)生的雷電沖擊電壓幅值會有細(xì)微變化，取產(chǎn)生的30次雷電沖擊電壓幅值的平均值作為失效點(diǎn)P1下的雷電沖擊電壓值U1＝3320kV。主處理器根據(jù)絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧失效概率及有效概率的計(jì)算公式分別如下：ηS=CSM×100%ηY=CYM×100%]]>式中：M為在沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置值已定的情況下所進(jìn)行的總測試次數(shù)，M＝30；CS為M次測試中并聯(lián)間隙導(dǎo)弧失效的次數(shù)，CS＝1；CY為M次測試中并聯(lián)間隙導(dǎo)弧有效的次數(shù)，CY＝29；ηS為在該雷電沖擊電壓幅值下絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧失效概率；ηY為在該雷電沖擊電壓幅值下絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧有效概率。且有：CS+CY＝M，ηS+ηY＝1。則對失效點(diǎn)P1，在雷電沖擊電壓U1＝3320kV的情況下，絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧失效概率ηS1及有效概率ηY1分別為：ηS1=CSM×100%=130×100%=3.3%ηY1=CYM×100%=2930×100%=96.7%]]>(6)減小△U2，取△U3為10kV，主處理器將沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置為Us1＝(Us0+△U3)＝180kV，進(jìn)行30次測試，主處理器記錄擊穿時間、電壓峰值及并聯(lián)間隙導(dǎo)弧的有效、失效情況，得到第二個失效點(diǎn)P2。同失效點(diǎn)P1下失效概率及其對應(yīng)的雷電沖擊電壓計(jì)算，對失效點(diǎn)P2，在雷電沖擊電壓U2＝3642kV的情況下，絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧失效概率ηS2及有效概率ηY2分別為：ηS2=CSM×100%=430×100%=13.3%ηY2=CYM×100%=2630×100%=86.7%]]>(7)主處理器將沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置為Us2＝(Us1+△U3)＝190kV，進(jìn)行30次測試，記錄擊穿時間、電壓峰值及并聯(lián)間隙導(dǎo)弧的有效、失效情況，得到第三個失效點(diǎn)P3。對失效點(diǎn)P3，在雷電沖擊電壓U3＝3783kV的情況下，絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧失效概率ηS3及有效概率ηY3分別為：ηS3=CSM×100%=1130×100%=36.7%ηY3=CYM×100%=1930×100%=63.3%]]>(8)主處理器將沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置為Us3＝(Us2+△U3)＝200kV，進(jìn)行30次測試，記錄擊穿時間、電壓峰值及并聯(lián)間隙導(dǎo)弧的有效、失效情況，得到第四個失效點(diǎn)P4。對失效點(diǎn)P4，在雷電沖擊電壓U4＝4001kV的情況下，絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧失效概率ηS4及有效概率ηY4分別為：ηS4=CSM×100%=1230×100%=40.0%ηY4=CYM×100%=1830×100%=60.0%]]>(9)主處理器將沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置為Us4＝(Us3+△U3)＝210kV，進(jìn)行30次測試，主處理器記錄擊穿時間、電壓峰值及并聯(lián)間隙導(dǎo)弧的有效、失效情況，得到第五個失效點(diǎn)P5。對失效點(diǎn)P5，在雷電沖擊電壓U5＝4204kV的情況下，絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧失效概率ηS5及有效概率ηY5分別為：ηS5=CSM×100%=1630×100%=53.3%ηY5=CYM×100%=1430×100%=46.7%]]>(10)主處理器于測試過程中利用圖像拍攝設(shè)備拍攝到的絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊放電導(dǎo)弧失效的種類如圖6a、圖6b、圖6c、圖6d、圖6e。主處理器根據(jù)以下絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊導(dǎo)弧失效的判斷準(zhǔn)則判圖像拍攝設(shè)備獲得的圖片中的雷電沖擊導(dǎo)弧是否失效：在圖片中，閃絡(luò)電弧首端弧根和末端弧根分別位于并聯(lián)間隙上電極和下電極上，但中間部分電弧段沿絕緣子串表面閃絡(luò)；或閃絡(luò)電弧一端弧根位于電極上，另一端弧根位于絕緣子串根部或沿部分絕緣子串閃絡(luò)至其根部；或電弧完全沒有在上電極和下電極形成的空氣間隙中閃絡(luò)而是全部電弧沿絕緣子串表面閃絡(luò)。(11)主處理器記沖擊電壓幅值最高的最后一次測試且并聯(lián)間隙失效概率大于50％時的沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值為Usn，則Usn＝Us4＝210kV。在沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值為Usn＝210kV下的30次測試中閃絡(luò)時間已發(fā)生在波頭，如圖7，則Usn＝210kV下記錄的擊穿電壓和擊穿時間即為絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊伏秒特性曲線在高雷電沖擊電壓幅值情況下波頭閃絡(luò)時曲線頭部的起始數(shù)據(jù)點(diǎn)。(12)主處理器根據(jù)不同雷電沖擊電壓幅值下絕緣子串并聯(lián)間隙導(dǎo)弧的失效概率和有效概率，繪制并聯(lián)間隙導(dǎo)弧失效概率和有效概率隨雷電沖擊電壓幅值升高的變化特性，如圖8a、圖8b。(13)主處理器根據(jù)不同雷電沖擊電壓發(fā)生器每級電壓設(shè)置值下記錄的擊穿電壓和擊穿時間繪制絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊伏秒特性(V-s)曲線，如圖9。本實(shí)施例中的測試次數(shù)N、M依照絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊放電測試精度要求分別取N＝10、M＝30；電壓間隔及失效點(diǎn)數(shù)根據(jù)500kV線路絕緣子串并聯(lián)間隙具體測試要求及沖擊電壓發(fā)生器設(shè)備等情況分別取△U1＝5kV、△U2＝15kV、△U3＝10kV、P＝5，由于在沖擊電壓發(fā)生器每級電壓值為Usn＝210kV下的30次測試中閃絡(luò)時間已發(fā)生在波頭，因此不需要△U4。根據(jù)以上測試流程，同時得到了絕緣子串并聯(lián)間隙雷電沖擊50％放電電壓U50％、雷電沖擊伏秒特性(V-s)曲線及失效概率ηS和有效概率ηY隨雷電沖擊電壓幅值升高的有效、失效特性。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，熟悉該本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白本發(fā)明包括但不限于附圖和上面具體實(shí)施方式中描述的內(nèi)容。任何不偏離本發(fā)明的功能和結(jié)構(gòu)原理的修改都將包括在權(quán)利要求書的范圍中。當(dāng)前第1頁1 2 3