本發(fā)明涉及一種基于泄放量監(jiān)測(cè)的電流互感器用防爆片性能評(píng)估方法，屬于電氣設(shè)備領(lǐng)域，并涉及設(shè)備狀態(tài)評(píng)估技術(shù)。
背景技術(shù)：
1、電流互感器作為電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵測(cè)量設(shè)備，承擔(dān)著電流變換、電氣隔離和故障信號(hào)傳遞等重要功能。在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，電流互感器內(nèi)部可能因絕緣老化、過(guò)載或短路故障產(chǎn)生大量能量與氣體，導(dǎo)致密閉腔體壓力急劇升高。若壓力無(wú)法及時(shí)釋放，輕則引發(fā)設(shè)備殼體形變，重則造成爆炸事故，嚴(yán)重威脅變電站運(yùn)行安全和人員生命。防爆片作為電流互感器的最后一道安全屏障，其性能直接決定了設(shè)備在極端工況下的安全裕度。
2、然而，工業(yè)領(lǐng)域的防爆片設(shè)計(jì)與評(píng)估方法已難以滿足高可靠性電力設(shè)備的需求。iec61869、ieeec57.13中雖對(duì)防爆片的爆破壓力、密封性等靜態(tài)參數(shù)提出要求，但對(duì)其動(dòng)態(tài)泄放能力及長(zhǎng)期性能退化缺乏系統(tǒng)性評(píng)估手段。
3、在電力設(shè)備安全防護(hù)領(lǐng)域，基于泄放量監(jiān)測(cè)的防爆片狀態(tài)評(píng)估方法已成為主流技術(shù)路徑，然而電流互感器腔體空間緊湊且包含多層電磁屏蔽組件，這使得傳統(tǒng)接觸式流量計(jì)的安裝面臨物理空間受限、信號(hào)干擾屏蔽等多重阻礙。尤其在燃弧爆炸等特種工況下，瞬時(shí)產(chǎn)生的超高溫、高壓沖擊波及強(qiáng)電磁干擾構(gòu)成復(fù)合極端環(huán)境，導(dǎo)致常規(guī)流量測(cè)量裝置面臨三重失效風(fēng)險(xiǎn)。因此，需要設(shè)計(jì)一種基于泄放量監(jiān)測(cè)的電流互感器用防爆片性能評(píng)估方法，獲取防爆片實(shí)際泄放面積以及壓力泄放大小，計(jì)算泄放量進(jìn)行防爆片性能評(píng)估，彌補(bǔ)電流互感器用防爆片評(píng)估方法的空白。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于泄放量監(jiān)測(cè)的電流互感器用防爆片性能評(píng)估方法，包括：通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)泄放量公式推算電流互感器用防爆片的最佳泄放值；通過(guò)激光測(cè)距計(jì)算電流互感器用防爆片實(shí)際動(dòng)作時(shí)的動(dòng)態(tài)泄放面積；通過(guò)壓力傳感器監(jiān)測(cè)電流互感器用防爆片實(shí)際動(dòng)作時(shí)的實(shí)際泄放壓力；基于實(shí)際泄放量公式推算電流互感器用防爆片的實(shí)際泄放值；比較實(shí)際泄放值與最佳泄放值的大小關(guān)系來(lái)進(jìn)行防爆片的性能評(píng)估。本發(fā)明獲取防爆片實(shí)際泄放面積以及壓力泄放大小，從而計(jì)算泄放量進(jìn)行防爆片性能評(píng)估，彌補(bǔ)了電流互感器用防爆片評(píng)估方法的空白。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
3、一種基于泄放量監(jiān)測(cè)的電流互感器用防爆片性能評(píng)估方法，包括以下步驟：
4、步驟一：通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)泄放量公式推算電流互感器用防爆片的最佳泄放值；
5、步驟二：通過(guò)激光測(cè)距計(jì)算電流互感器用防爆片實(shí)際動(dòng)作時(shí)的動(dòng)態(tài)泄放面積；
6、步驟三：通過(guò)壓力傳感器監(jiān)測(cè)電流互感器用防爆片實(shí)際動(dòng)作時(shí)的實(shí)際泄放壓力；
7、步驟四：基于實(shí)際泄放量公式推算電流互感器用防爆片的實(shí)際泄放值；
8、步驟五：比較實(shí)際泄放值與最佳泄放值的大小關(guān)系來(lái)進(jìn)行防爆片的性能評(píng)估。
9、進(jìn)一步地，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)泄放量公式，計(jì)算最佳泄放值，以公式表述為：
10、
11、式中，a0為標(biāo)準(zhǔn)泄放面積，單位為m2；p0為防爆片開啟壓力，單位為pa；α為流量系數(shù)；v0為標(biāo)準(zhǔn)氣體流速，單位為m/s；v1為臨界流速，單位為m/s；m為空氣的摩爾質(zhì)量，單位為kg/kmol；z為氣體在泄放壓力和溫度下的壓縮系數(shù)；tf為泄放溫度，單位為k。
12、進(jìn)一步地，安裝高精度激光測(cè)距裝置于電流互感器正上方，確保其能夠垂直向下掃描防爆片的表面，以高頻率對(duì)防爆片表面進(jìn)行掃描，生成一系列包含時(shí)間戳的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)圖，提取防爆片表面的幾何特征，并結(jié)合時(shí)間變量計(jì)算出每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的動(dòng)態(tài)泄放面積。
13、進(jìn)一步地，安裝嵌入式壓力傳感器于電流互感器泄放通道處，監(jiān)測(cè)電流互感器燃爆過(guò)程中防爆片下方的壓力數(shù)值，等效為實(shí)際泄放壓力。
14、進(jìn)一步地，將獲取到的泄放面積與泄放壓力代入實(shí)際泄放量公式，推算電流互感器用防爆片的實(shí)際泄放值，以公式表達(dá)為：
15、
16、式中，a(t)為動(dòng)態(tài)泄放面積，單位為m2；p(t)為實(shí)際泄放壓力，單位pa；為氣體特性γ的函數(shù)，τ為絕熱指數(shù)；t、t1、t2分別為壓力泄放時(shí)間、防爆片開啟時(shí)刻、泄放壓力小于開啟閾值時(shí)刻，單位為s。
17、進(jìn)一步地，通過(guò)實(shí)際泄放值與最佳泄放值的大小關(guān)系，獲取其相關(guān)性指數(shù)δ，相關(guān)性越大則證明其實(shí)際泄放值越理想，防爆片性能越好，以公式表達(dá)為：
18、
19、式中，σ為敏感性控制參數(shù)；n為非線性參數(shù)。
20、與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明有以下特點(diǎn)和有益效果：
21、1、本發(fā)明獲取防爆片動(dòng)作時(shí)的動(dòng)態(tài)泄放面積和壓力，結(jié)合時(shí)間變量構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)動(dòng)態(tài)泄放過(guò)程的精準(zhǔn)量化分析，解決了傳統(tǒng)方法無(wú)法評(píng)估動(dòng)態(tài)性能的缺陷。
22、2、本發(fā)明采用非接觸式激光測(cè)距技術(shù)，避免了傳統(tǒng)流量計(jì)因物理空間受限或電磁干擾導(dǎo)致的測(cè)量誤差；通過(guò)嵌入式壓力傳感器直接監(jiān)測(cè)防爆片底部壓力，數(shù)據(jù)可靠性高，顯著提升了泄放量計(jì)算的精度。
1.一種基于泄放量監(jiān)測(cè)的電流互感器用防爆片性能評(píng)估方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于泄放量監(jiān)測(cè)的電流互感器用防爆片性能評(píng)估方法，其特征在于，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)泄放量公式，計(jì)算最佳泄放值，以公式表述為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于泄放量監(jiān)測(cè)的電流互感器用防爆片性能評(píng)估方法，其特征在于，安裝非接觸式測(cè)距裝置于電流互感器正上方，獲取不同時(shí)間下的云圖，計(jì)算電流互感器用防爆片實(shí)際動(dòng)作時(shí)的動(dòng)態(tài)泄放面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于泄放量監(jiān)測(cè)的電流互感器用防爆片性能評(píng)估方法，其特征在于，安裝嵌入式壓力傳感器于電流互感器泄放通道處，監(jiān)測(cè)電流互感器燃爆過(guò)程中防爆片下方的壓力數(shù)值，等效為實(shí)際泄放壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于泄放量監(jiān)測(cè)的電流互感器用防爆片性能評(píng)估方法，其特征在于，將獲取到的泄放面積與泄放壓力代入實(shí)際泄放量公式，推算電流互感器用防爆片的實(shí)際泄放值，以公式表達(dá)為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于泄放量監(jiān)測(cè)的電流互感器用防爆片性能評(píng)估方法，其特征在于，通過(guò)實(shí)際泄放值與最佳泄放值的大小關(guān)系，獲取其相關(guān)性指數(shù)δ，相關(guān)性越大則證明其實(shí)際泄放值越理想，防爆片性能越好，以公式表達(dá)為：