[发明专利]一种在线分析电涌保护器寿命和失效的方法

说明书

本发明提供了一种在线分析电涌保护器寿命和失效的方法。提出了SPD寿命与失效时间计算的一种新方法。该方法通过监测SPD的漏电流、SPD的温升、SPD的温升速率、SPD电容变化、SPD在线时间、SPD泄放雷击的次数、SPD工作状态，并控制不同参数整体比重和加权因子最终得出SPD寿命与失效时间的计算。相比以前依靠单一数值进行SPD寿命与失效时间计算的准确性更高。

技术领域

本发明涉及数控机床故障诊断与预测领域，具体的说是一种在线分析电涌保护器寿命和失效的方法，尤其是根据多个参数进行的具有高准确性的在线分析电涌保护器寿命和失效的方法。

背景技术

现有电涌保护器寿命和失效时间的计算一般只根据漏电流或温度单一数据参数进行，即通过单一的SPD(电涌保护器)泄放雷击的次数或SPD的漏电流值来进行。但由于电涌保护器种类繁多，仅内部元件类型就分为开关型、组合型和复合型三种，不同类型内部元件的参数、数量又有很大差别，单纯使用单一数据参数进行的寿命和失效时间计算误差很大。

如采用单一SPD泄放雷击次数来计算，由于不同能量的雷电流对核心元件的寿命影响是不同的，并且没有将泄放雷电流能量的监测纳入，因此该计算方法几乎不具备参考价值。再如采用单一的SPD漏电流数据来进行计算，在不影响SPD寿命的情况下，SPD漏电流数据极易因短时间电网供电电压上升、短时间内电网谐波增大等情况而导致对寿命的错误计算。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种在线分析电涌保护器寿命和失效的方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种在线分析电涌保护器寿命和失效的方法，包括以下步骤：

计算SPD的漏电流、温度变化、电容变化、在线时间、泄放雷击的次数和工作状态的中的一项或任意多项参数的寿命和失效时间的计算值，并设定对应的加权因子；

根据所述计算值及其对应的加权因子，计算SPD的综合寿命和失效时间。

所述SPD的漏电流参数的寿命和失效时间的计算值为：

P1＝(Iz-IK1)/(IK2-IK1)

其中，SPD的阻性电流值Iz＝Iq-Ir，Iq为漏电流传感器测得的SPD的全漏电流值，SPD的容性漏电流值Ir＝2πUfC，U为SPD安装环境的实时工作电压，f为电网的工作频率，电容C＝(1-n*CK1)*C0，C0为SPD初始电容值，CK1为SPD的变化控制因子，n为SPD的泄放雷电次数，IK1为SPD的第一阻性电流阀值，IK2为SPD的第二阻性电流阀值。

所述SPD的温度变化参数的寿命和失效时间的计算值为：

P2＝max{P2′，P2″}

P2′＝T/TK2

P2″＝T/TK1

当T≤TK1时，计算出P2′＝T/TK2，其中，SPD的工作温升T＝T1-T2，T1为SPD的最高工作温度，温度最高点测得的温度，T2为SPD的运行环境温度，TK1为第一温升阀值，TK2为第二温升阀值；

当T△/Δt≥2时，计算出P2″＝T/TK1，其中，温差T△＝T△2-T△1，Δt为SPD设定的时间控制参数，T△2和T△1为温度传感器传回的以Δt为时间间隔的最近两次的SPD温度。

所述SPD的电容变化参数的寿命和失效时间的计算值为：

P3＝(CK2-C)/CK2

其中，电容C＝(1-n*CK1)*C0，C0为SPD初始电容值，CK1为SPD的变化控制因子，CK2为SPD的电容阀值，n为SPD的泄放雷电次数。