本發(fā)明涉及電性能測(cè)試，具體涉及一種低壓斷路器的滅弧室觸電壽命評(píng)價(jià)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、低壓斷路器是電力系統(tǒng)中廣泛使用的保護(hù)設(shè)備，其主要功能是在電路發(fā)生過(guò)載、短路等故障時(shí)能夠自動(dòng)切斷電路，保護(hù)設(shè)備和人員的安全。其中，滅弧室是低壓斷路器的重要組成部分，其作用是在斷路器斷開(kāi)電路時(shí)，迅速熄滅電弧，防止電弧持續(xù)燃燒引發(fā)的安全事故。

2、在現(xiàn)有技術(shù)中，滅弧室的觸電壽命評(píng)價(jià)方法主要包括實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)兩種。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試通常采用模擬電路故障的方式，通過(guò)對(duì)滅弧室進(jìn)行多次開(kāi)合操作，記錄其性能變化，以此來(lái)評(píng)估觸電壽命；現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)則是通過(guò)安裝在斷路器上的傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)滅弧室的工作狀態(tài)，收集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)估。

3、實(shí)際通過(guò)對(duì)低壓斷路器的滅弧室觸電評(píng)價(jià)測(cè)試過(guò)程中，對(duì)于斷路器在低壓狀態(tài)下進(jìn)行開(kāi)合閘的電弧起弧到滅弧過(guò)程中的觸電壽命影響缺少準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)值和完整的滅弧評(píng)價(jià)體系，容易對(duì)滅弧室觸電壽命評(píng)估產(chǎn)生偏差，進(jìn)而導(dǎo)致低壓斷路器的實(shí)際使用效率低下的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種低壓斷路器的滅弧室觸電壽命評(píng)價(jià)方法及系統(tǒng)，解決以下技術(shù)問(wèn)題：

2、怎樣通過(guò)設(shè)計(jì)測(cè)試分析過(guò)程獲取接近真實(shí)的滅弧預(yù)測(cè)值實(shí)現(xiàn)對(duì)滅弧室觸電壽命評(píng)價(jià)的精確化結(jié)果。

3、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

4、一種低壓斷路器的滅弧室觸電壽命評(píng)價(jià)方法，方法包括：

5、s1、預(yù)先設(shè)定滅弧室的低壓強(qiáng)度等級(jí)，通過(guò)數(shù)字傳感器采集預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)不同低壓強(qiáng)度等級(jí)的滅弧室內(nèi)實(shí)時(shí)滅弧性能指標(biāo)參數(shù)和不同低壓強(qiáng)度等級(jí)的斷路器合閘操作累計(jì)次數(shù)；滅弧性能指標(biāo)參數(shù)包括滅弧時(shí)間、滅弧電流、絕緣電阻率；

6、s2、基于不同低壓強(qiáng)度等級(jí)的滅弧室內(nèi)實(shí)時(shí)滅弧性能指標(biāo)參數(shù)模擬斷路器每次合閘操作的燃弧過(guò)程變化圖像，建立滅弧三維模型，并對(duì)燃弧過(guò)程變化圖像進(jìn)行特征提取分析，獲取標(biāo)準(zhǔn)電弧狀態(tài)系數(shù)；

7、s3、在同一低壓強(qiáng)度等級(jí)背景下，將實(shí)時(shí)滅弧性能指標(biāo)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)電弧狀態(tài)系數(shù)輸入預(yù)設(shè)分析模型中進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，獲取滅弧預(yù)測(cè)值，并判斷滅弧預(yù)測(cè)值是否低于預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)閾值：

8、若否，則返回步驟s1，繼續(xù)進(jìn)行合閘操作；

9、若是，則進(jìn)入下一步；

10、s4、基于步驟s3獲取的滅弧預(yù)測(cè)值和同一低壓強(qiáng)度等級(jí)的斷路器合閘操作累計(jì)次數(shù)及歷史評(píng)價(jià)因子輸入預(yù)測(cè)后的分析模型中進(jìn)行訓(xùn)練構(gòu)建滅弧室觸電壽命評(píng)價(jià)模型；

11、s5、驗(yàn)證并優(yōu)化滅弧室觸電壽命評(píng)價(jià)模型，輸出評(píng)價(jià)結(jié)果。

12、優(yōu)選地，s2中基于不同低壓強(qiáng)度等級(jí)的滅弧室內(nèi)實(shí)時(shí)滅弧性能指標(biāo)參數(shù)模擬斷路器每次合閘操作的燃弧過(guò)程變化圖像，建立滅弧三維模型的過(guò)程為：

13、s21、基于不同低壓強(qiáng)度等級(jí)對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)滅弧性能指標(biāo)參數(shù)構(gòu)建模擬樣本；

14、s22、將模擬樣本輸入到初始磁流體動(dòng)力學(xué)模型中獲取模擬電弧狀態(tài)參數(shù)；

15、s23、記錄每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)下的模擬電弧狀態(tài)參數(shù)構(gòu)建燃弧過(guò)程中的二維圖像序列；

16、s24、采用插值算法將二維圖像序列擴(kuò)展到三維空間，并通過(guò)三維建模軟件來(lái)構(gòu)建形成滅弧三維模型。

17、優(yōu)選地，s2中對(duì)燃弧過(guò)程變化圖像進(jìn)行特征提取分析，獲取標(biāo)準(zhǔn)電弧狀態(tài)系數(shù)的方法為：

18、基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)歷史弓網(wǎng)燃弧數(shù)據(jù)集進(jìn)行深度學(xué)習(xí)；

19、將燃弧過(guò)程變化圖像輸入深度學(xué)習(xí)后的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中進(jìn)行網(wǎng)格分割，獲取關(guān)于電弧形態(tài)定位的目標(biāo)特征參數(shù)；

20、通過(guò)公式=計(jì)算獲得標(biāo)準(zhǔn)電弧狀態(tài)系數(shù)；

21、其中，為斷路器合閘一次起弧的時(shí)間段，為斷路器開(kāi)閘滅弧的時(shí)間段，為第一預(yù)設(shè)權(quán)重系數(shù)，為第二預(yù)設(shè)權(quán)重系數(shù)，且＞＞0。

22、優(yōu)選地，s3包括：

23、在同一低壓強(qiáng)度等級(jí)背景下，將實(shí)時(shí)滅弧性能指標(biāo)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)電弧狀態(tài)系數(shù)輸入預(yù)設(shè)分析模型中進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，獲取滅弧預(yù)測(cè)值，并判斷滅弧預(yù)測(cè)值是否低于預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)閾值：

24、若否，則返回步驟s1，繼續(xù)進(jìn)行合閘操作；

25、若是，則進(jìn)入下一步；

26、通過(guò)公式：

27、計(jì)算出滅弧預(yù)測(cè)值；

28、其中，為合閘總次數(shù)，＜≤，為預(yù)設(shè)斷路器滅弧室觸電壽命的合閘臨界次數(shù)；為滅弧時(shí)間預(yù)設(shè)權(quán)重系數(shù)，為滅弧電流預(yù)設(shè)權(quán)重系數(shù)，為絕緣電阻率預(yù)設(shè)權(quán)重系數(shù)；為第次合閘滅弧時(shí)間，為第次合閘滅弧電流，為第次合閘絕緣電阻率；為第次合閘標(biāo)準(zhǔn)滅弧時(shí)間，為第次合閘標(biāo)準(zhǔn)滅弧電流，為第次合閘標(biāo)準(zhǔn)絕緣電阻率；為第一電弧狀態(tài)函數(shù)，為第二電弧狀態(tài)函數(shù)，為第三電弧狀態(tài)函數(shù)。

29、優(yōu)選地，第一電弧狀態(tài)函數(shù)、第二電弧狀態(tài)函數(shù)、第三電弧狀態(tài)函數(shù)的計(jì)算方式為：

30、第一電弧狀態(tài)函數(shù)：；

31、第二電弧狀態(tài)函數(shù)：；

32、第三電弧狀態(tài)函數(shù)：；

33、其中，為第次合閘電弧狀態(tài)系數(shù)；為第一轉(zhuǎn)化函數(shù)，為第二轉(zhuǎn)化函數(shù)；為第三轉(zhuǎn)化函數(shù)；為標(biāo)準(zhǔn)電弧狀態(tài)系數(shù)。

34、優(yōu)選地，還包括：

35、將滅弧預(yù)測(cè)值與預(yù)設(shè)滅弧預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)閾值區(qū)間進(jìn)行比對(duì)：

36、若∈，則判斷當(dāng)前低壓強(qiáng)度等級(jí)下的滅弧完成度一般；

37、若＜，則判斷當(dāng)前低壓強(qiáng)度等級(jí)下的滅弧完成度高；

38、若＞，則判斷當(dāng)前低壓強(qiáng)度等級(jí)下的滅弧完成度低。

39、優(yōu)選地，低壓強(qiáng)度等級(jí)包括一級(jí)低壓參數(shù)、二級(jí)低壓參數(shù)、三級(jí)低壓參數(shù)，且低壓強(qiáng)度等級(jí)：一級(jí)低壓參數(shù)＞二級(jí)低壓參數(shù)＞三級(jí)低壓參數(shù)；

40、分析滅弧室當(dāng)前低壓強(qiáng)度等級(jí)的電弧狀態(tài)系數(shù)的變化狀態(tài)，根據(jù)變化狀態(tài)結(jié)果調(diào)節(jié)當(dāng)前低壓強(qiáng)度等級(jí)。

41、優(yōu)選地，包括：

42、獲取滅弧室當(dāng)前低壓強(qiáng)度等級(jí)的電弧狀態(tài)系數(shù)隨累計(jì)合閘次數(shù)的變化曲線(xiàn)；

43、根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電弧狀態(tài)系數(shù)獲取相同累計(jì)合閘次數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)變化曲線(xiàn)；

44、將變化曲線(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)變化曲線(xiàn)在同一坐標(biāo)系中進(jìn)行構(gòu)建，將其重合面積與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)面積進(jìn)行比較：

45、若＜，則判斷當(dāng)前低壓強(qiáng)度等級(jí)偏低，提高當(dāng)前低壓強(qiáng)度等級(jí)。

46、優(yōu)選地，系統(tǒng)包括：

47、數(shù)據(jù)采集模塊，用于通過(guò)數(shù)字傳感器采集預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)不同低壓強(qiáng)度等級(jí)的滅弧室內(nèi)實(shí)時(shí)滅弧性能指標(biāo)參數(shù)和不同低壓強(qiáng)度等級(jí)的斷路器合閘操作累計(jì)次數(shù)；滅弧性能指標(biāo)參數(shù)包括滅弧時(shí)間、滅弧電流、絕緣電阻率；

48、滅弧三維模型構(gòu)建模塊，用于基于不同低壓強(qiáng)度等級(jí)的滅弧室內(nèi)實(shí)時(shí)滅弧性能指標(biāo)參數(shù)模擬斷路器每次合閘操作的燃弧過(guò)程變化圖像，建立滅弧三維模型，并對(duì)燃弧過(guò)程變化圖像進(jìn)行特征提取分析，獲取標(biāo)準(zhǔn)電弧狀態(tài)系數(shù)；

49、預(yù)測(cè)模塊，在同一低壓強(qiáng)度等級(jí)背景下，將實(shí)時(shí)滅弧性能指標(biāo)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)電弧狀態(tài)系數(shù)輸入預(yù)設(shè)分析模型中進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，獲取滅弧預(yù)測(cè)值，并判斷滅弧預(yù)測(cè)值是否低于預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)閾值：

50、若否，則返回步驟s1，繼續(xù)進(jìn)行合閘操作；

51、若是，則進(jìn)入下一步；

52、評(píng)價(jià)模塊，基于步驟s3獲取的滅弧預(yù)測(cè)值和同一低壓強(qiáng)度等級(jí)對(duì)應(yīng)的斷路器合閘操作累計(jì)次數(shù)及歷史評(píng)價(jià)因子輸入預(yù)測(cè)后的分析模型中進(jìn)行訓(xùn)練，構(gòu)建滅弧室觸電壽命評(píng)價(jià)模型；驗(yàn)證并優(yōu)化滅弧室觸電壽命評(píng)價(jià)模型，輸出評(píng)價(jià)結(jié)果。

53、本發(fā)明的有益效果：

54、（1）本發(fā)明通過(guò)根據(jù)不同的低壓強(qiáng)度等級(jí)下獲取的滅弧室內(nèi)的實(shí)時(shí)滅弧性能指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行模擬，模擬斷路器每次合閘操作的燃弧過(guò)程變化圖像，建立滅弧三維模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)燃弧的形態(tài)圖像信息的獲取，并通過(guò)燃弧過(guò)程變化圖像進(jìn)行特征提取分析，獲取標(biāo)準(zhǔn)的電弧變化狀態(tài)信息，用標(biāo)準(zhǔn)電弧狀態(tài)系數(shù)作為數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，實(shí)現(xiàn)為下一步預(yù)測(cè)滅弧狀態(tài)情況提供參照的基礎(chǔ)。

55、（2）本發(fā)明通過(guò)對(duì)同一低壓強(qiáng)度等級(jí)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行滅弧的預(yù)測(cè)分析，主要通過(guò)將實(shí)時(shí)滅弧性能指標(biāo)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)電弧狀態(tài)系數(shù)作為訓(xùn)練集輸入預(yù)設(shè)分析模型中進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，這里的預(yù)設(shè)分析模型是基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行識(shí)別處理的過(guò)程獲得的，并且分析模型還通過(guò)計(jì)算獲取滅弧預(yù)測(cè)值，將滅弧預(yù)測(cè)值和預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)閾值進(jìn)行比對(duì)大小，并根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步操作，判斷，如果小于預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)閾值，則返回到上一步繼續(xù)進(jìn)行合閘，否則繼續(xù)進(jìn)入下一步。

56、（3）本發(fā)明還基于獲取的滅弧預(yù)測(cè)值和同一低壓強(qiáng)度等級(jí)的斷路器合閘操作累計(jì)次數(shù)及歷史評(píng)價(jià)因子共同作為驗(yàn)證集輸入預(yù)測(cè)后的分析模型中進(jìn)行訓(xùn)練構(gòu)建滅弧室觸電壽命評(píng)價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證并優(yōu)化滅弧室觸電壽命評(píng)價(jià)模型輸出評(píng)價(jià)結(jié)果。

57、當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上描述的所有優(yōu)點(diǎn)。