SF₆断路器剩余寿命评估方法

摘要

本发明公开了一种SF₆断路器剩余寿命评估方法，属于断路器技术领域。本方法通过分析影响断路器寿命评估的因素，确立用于断路器剩余寿命评估的信息量，按照项目所建模型将状态量分为基本参数、运行参数、缺陷管理参数三大类，并用层次分析法确定各状态量的权重分配，建立基于健康指数公式的断路器三层并列寿命评估模型，用所建立的模型对断路器的健康水平指数、剩余寿命、故障概率进行分析和计算。本发明提供了一种在非完全寿命试验下对高压断路器寿命的判别方法,该方法对寿命周期较长的产品尤为适用。为节约电力系统运行成本并提高电力系统运行的安全提供了可能。

主权项

一种SF₆断路器剩余寿命评估方法，其特征在于：将断路器状态评估模型分为三级，通过一级寿命评估结果HI₁、二级寿命评估结果HI₂、三级寿命评估结果HI₃得到断路器最终健康指数HI，并通过公式：评估最终得出健康指数HI、剩余寿命L和可能故障率POF，其中：HI₀为设备的初始健康水平指数，HI为设备的最终健康水平指数，B为老化系数，T₁为与全新设备HI₀对应的年份，T₂为与所要计算的HI对应的年份；一级寿命评估结果HI₁通过下式进行确定：其中，T₂–T₁为基于断路器设计运行年限的预期运行年限T’，HI₀为设备的初始健康水平指数，取0.95；所述预期运行年限T’根据设备的厂家和型号规格设定的预期使用寿命T_exp、负荷系数f_L和环境系数f_E采用以下公式进行确定：T’＝T_exp(f_L*f_E)；所述老化系数B采用以下公式进行确定：其中HI为退役时的最终健康指数，取0.35，$B=\frac{ln(1-HI)-ln(1-{\mathrm{HI}}_0)}{T_2-T_1};$二级寿命评估结果HI₂根据以下因素进行确定：断路器本身的基础情况、运行试验情况、家族缺陷评估情况、不良工况；采用以下公式确定HI₂的值：HI₂＝G/100，其中：G＝(w₁b+w₂T)×E×F，E为不良工况评分，F为家族缺陷评分，T为运行试验评分，b为断路器本身的基础情况评分，w₁、w₂分别为基础情况与运行试验两个评分指标量的权重；三级寿命评估结果HI₃是对前两级评估结果的修正，根据由断路器主体及部件反映出来的实际运行状况信息、断路器曾经发生的故障及维修情况，对断路器健康情况进行修正；部件状态、缺陷情况用三个系数R_i、R_A、R_B表示，R_i为各部件可靠性得分，选用由断路器主体及部件反映出来的实际运行状况信息以威布尔分布为基础，统计四类部件失效模式各自的概率密度函数和累计概率密度函数；R_A是故障及维修系数，是由变压器前期的故障、缺陷情况，结合工区的维修、更换配件情况得到的；部件状态修正系数R_B由断路器本体、操作机构、并联电容器、合闸电阻4个部分的外观状况得到；所述各部件可靠性得分根据缺陷管理中的部件失效次数与运行时间的统计情况，基于威布尔分布拟合出形状参数的值，并得出失效累积概率密度函数F(x)，则可靠性得分为：R(x)＝1‑F(x)；缺陷修正系数根据断路器过去的缺陷管理情况，统计一般缺陷、严重缺陷、危急缺陷各自的次数，利用公式R_A＝∑(P_i×F_i)得到，其中：R_A为设备的风险得分，P_i为设备不同性质的缺陷概率：各自发生的次数/总缺陷次数，F_i为相应缺陷的损失程度，一般缺陷取1，严重缺陷为3，危急缺陷取5；得到三级寿命评估结果HI₃，HI₃＝R_i*R_A*R_B，i＝1，2，3，4。