一种开关柜触头温度预警值计算方法与流程

1.本发明属于高压电气设备监测技术领域，具体涉及一种开关柜触头温度预警方法。
技术背景
2.传统的电气设备温度预警方法是根据被测设备元件原始材料所允许的温度范围以及工作经验所获知的设备元件温度范围进行人工设定阈值，与被测设备实际温度对比，大于阈值则进行预警，没有考虑设备及其材料长期运行、老化后的对温升和承受温度能力的影响，尤其是开关柜触头复杂的结构和运行环境导致不同温度下允许运行的时间也是不同。上述温度预警方法简单固话，没有针对性，不够精确，利于运维工作。


技术实现要素：

3.本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种开关柜触头温度预警方法，该方法长期跟踪记录分析触头运行温度数据和老化状态，针对每一个被测触头承受温度和时间关系单独进行预警。
4.本发明的技术方案是：
5.一种开关柜触头温度预警方法，其特征在于温度预警系统利用测触头的历史温度数据对该触头进行老化评估，计算该触头现有性能状态能承受不同温度的极限时间函数，温度预警系统根据极限时间函数进行预警判断。
6.所述的温度预警系统由温度传感器、数据采集传输装置和分析预警装置组成，其中温度传感器用于采集测量触头温度，数据采集传输装置是将传感器信号传输到分析预警装置，分析预警装置收集历史数据进行触头老化评估、极限时间函数并计算和预警判断。
7.所述的老化评估是计算温度对触头表面氧化和内部结构稳定性的影响的积累量；所述的老化评估在每一个温度预警触发后，立即重新评估。
8.所述的极限时间函数是根据触头表面氧化程度和内部稳定程度计算出该触头现有性能状态能承受不同温度的极限时间；所述的极限时间函数除以安全系数得到温度预警曲线。
9.所述的预警判断是被测触头在ta温度能承受的时间内温度没有降低到ta 以下，则启动预警；反之在该触头在ta温度能承受的时间内温度降低到ta以下，则预警系统不进行预警。
10.所述的温度预警系统在停止运行之前或触发预警前，按照温度采样频率持续采集温度数据，并对每次采样温度值进行预警判断。
11.本发明的有益效果是：
12.该方法长期跟踪记录分析触头运行温度数据和老化状态，针对每一个被测触头承受温度和时间关系单独进行预警，提高触头温度预警系统的智能性和精准性；在有效提高触头寿命的同时，简化了运维工作，提高电网系统的稳定性和经济性。
附图说明
13.图1预警方法流程图；
14.图2极限时间函数，其中1为极限时间函数曲线，2为温度预警曲线；
15.图3预警判断流程图；
16.图4预警判断示例，其中3为触头实时温度曲线。
具体实施方式
17.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
18.如图1所示，温度预警系统收集被测触头历史温度数据，利用触头的老化模型或评估模型进行评估，计算该触头现有性能状态能承受不同温度的极限时间函数，设置安全系数后确定温度预警曲线；系统开始采集触头温度，计算预警时间，判断该时间范围是否满足触发预警条件，最后输出结果；如果满足预警条件，更新触头历史数据。
19.如图2所示，极限时间函数曲线1是根据老化评估得到的，防止数据采集处理时延造成预警滞后问题，采用1.25倍的安全系数，将温度预警曲线2设定为极限时间函数曲线1的80％；同时根据数据延时和开关分断延时经验值1秒钟，确定温度预警曲线2最高温度为曲线2上1秒时对应的温度值210℃，即被测触头温度达到210℃立即预警；根据该触头老化模型，计算出可以造成触头开始安全隐患的最低温度是90℃，即被测触头温度低于90℃立即不再进行预警判断。温度预警曲线2上a点表示：当被测触头温度达到ta温度，且在ta时段内触头温度始终大于等于ta，则预警触发；如果当被测触头温度达到ta温度，但在ta 时段内触头温度出现小于ta，则预警系统不进行预警。
20.如图3所示，假设温度预警系统分配温度采集时间间隔为0.1s，开始采集温度，采集到第1个温度在时间t1＝0.1s，温度为110℃；根据极限时间函数求得第 1个温度值对应的预警时间7s。温度预警系统没有触发预警，不更新历史数据、老化评估、极限时间函数和温度预警曲线，温度预警系统开始第2次温度采集。第2次温度采集结果如图4所示(图4-a为温度预警曲线，图4-b为触头温度实时值)t2＝0.2s，触头温度为130℃，130℃预警时间为6s；温度预警系统没有预警，温度预警曲线不变，温度预警系统采集下次温度，直至采集到t3＝5s，温度均等于大于130℃，且温度预警曲线不变，因此t3-t2＝5-0.2＝4.8s《6s，系统没有触发预警，t2点采集温度预警判断结束；同理当采集到t4＝5.1s，温度均等于大于110℃，且温度预警曲线不变，因此t4-t1＝5.1-0.1＝5s《7s，系统没有触发预警， t1点采集温度预警判断结束。系统继续保持每个0.1秒钟采集，根据触头实时温度曲线3的温度t5之前没有产生预警。系统继续保持每个0.1秒钟采集，直至 t5＝11s，触头温度为210℃所述的，无需等待，系统直接触发预警，开关分断等待处理，同时温度预警系统更新历史数据、老化评估，极限时间函数调整。在时间t6后再次投入运行，系统在t7＝15s时采集触头温度为170℃，170℃预警时间为2s；系统继续采集温度，温度始终大于170℃，直至t8＝17s，系统触发预警。
21.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。


技术特征：
1.一种开关柜触头温度预警方法，其特征在温度预警系统利用测触头的历史温度数据对该触头进行老化评估，计算该触头现有性能状态能承受不同温度的极限时间函数，温度预警系统根据极限时间函数进行预警判断。2.如权利要求1所述的一种开关柜触头温度预警方法，其特征在于所述的老化评估在温度预警触发一次后，立即重新评估。3.如权利要求1所述的一种开关柜触头温度预警方法，其特征在于所述的极限时间函数是根据触头表面氧化程度和内部稳定程度计算出该触头现有性能状态能承受不同温度的极限运行时间。4.如权利要求1所述的一种开关柜触头温度预警方法，其特征在于所述的预警判断是被测触头在ta温度能承受的时间内温度没有降低到ta以下，则触发预警；反之在该触头在ta温度能承受的时间内温度降低到ta以下，则预警系统不进行预警。

技术总结
一种开关柜触头温度预警方法，该方法长期跟踪记录分析触头运行温度数据和老化状态，针对每一个被测触头承受温度和时间关系单独进行预警。其特征在于温度预警系统利用测触头的历史温度数据对该触头进行老化评估，计算该触头现有性能状态能不同温度下能承受的极限时间函数，温度预警系统根据所极限时间函数进行预警判断。该方法可以提高触头温度预警系统的智能性和精准性，延长触头寿命，简化运维工作，提高电网系统的稳定性和经济性。提高电网系统的稳定性和经济性。提高电网系统的稳定性和经济性。


技术研发人员：马兴明 毛新宇 王朋朋 杜璇 焦玉新 杨洋 方健 关鑫 张进财 李阳 王璐 高新亭
受保护的技术使用者：国家电网有限公司 上海博英信息科技有限公司
技术研发日：2021.01.22
技术公布日：2022/7/21