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摘要：采用基于可信性理论来评估高压断路器运行状态。根据高压断路器的相关试验和实际运行参数建立了运行状态评估指标体系；然后利用可信性理论和改进的层次分析法构建了一个多层次模糊综合评估模型。最后利用该模型对实例进行了分析评估，验证了模型的可行性与可靠性。
关键词：可信性理论；高压断路器；最优传递矩阵法；状态评估；改进层次分析法
高压断路器具有控制和保护电力系统的双重功能，它的运行状态对电力系统的稳定运行和可靠供电有极为重要的影响，文献1：应用可拓理论可有效将判断矩阵权重向量的求解与一致性检验有机结合，但是该方法客观性较差，权重大小不随实际指标值变化。文献2：应用突变理论，据系统的势函数将系统的临界点分类，对分类临界点附近非连续性状态特征进行研究，建立状态评判模型，该方法相对减少了主观性，但由于总势能求解非常困难，难以应用于多自由度复杂结构的稳定性分析。文献3：模糊综合评判法，通过构建评价体系的模糊认知图，明确各个组成体系因素之间的因果关系，该方法主观性作用对评价结果影响较大。
为使评判结果更为科学、客观与精确，本文采用基于可信性理论来评估高压断路器运行状态。首先根据断路器的相关试验参数（如：分、合闸时间—和实际运行的各种在线参数（如：开断电流、燃弧时间等），确立高压断路器状态评估指标体系，然后利用可信性理论和改进的层次分析法构建一个多层次模糊综合评估模型。在此基础上，利用该模型对实例进行分析评估，验证模型的可行性与有效可靠性。
1高压断路器运行状态评价指标体系的建立
通过对高压断路器运行状态的实际情况的详细分析，本文选取机械试验、电气试验、测漏试验和开断磨损等几方面的指标确立高压断路器运行状态影响因素的评估指标体系，见表1。
表 1 高压断路器状态评估指标体系
2 基于可信性理论的评估模型
在过去的基础数学领域中，概率论与模糊论是相互独立的理论体系。而高压断路器本身的不确定性同时包含着模糊性和随机性，由于在分析时只能将它们分开研究，所以得到的结果往往是不全面的。可信性理论的提出，使得随机模糊综合评估有了严格的数学基础，为随机模糊双重不确定性优化问题的建模、求解工作能够顺利进行奠定了理论基础。
2.1可信性理论
本文所用到可信性理论的定义如下。定义 1：令 ξ 为模糊变量，其隶属函数为 μ，设u 和 r 为实数，则模糊变量取值为 A（ A≤r） 的模糊时间的可能性测度
2.2改进层次分析法
经典的层次分析法（AHP）求权重步骤为：（1）是将评价对象按照其内在的逻辑关系，以评
价指标的形式形成一个有序的层次结构模型；（2）构造判断矩阵，运用专家的知识、经验、信息和价值观等对同一层的指标进行两两比较；（3）求解特征方程，得到对应最大特征根所对应的特征量；（4）将特征向量进行归一化处理，可得到各指标的权重向量。
在层次分析法中，一致性检验是必不可少的。但由于判断矩阵具有一定的随机性，满足一致性检验需要多次调整。针对这个问题，本文通过最优传递矩阵对层次分析法进行改进，可直接求出相对权重，不需要进行一致性检验。并且运用Excel计算整个过程，计算简单方便，具有很强的实用性。
判断矩阵表示的是针对上一层某因素而言，本层次与之相关的各因素之间的相对重要性。判断矩阵的构成规则见表2。
表 2 判断矩阵的标度与含义
3.高压断路器状态检修
不同国家对于高压断路器状态评估的研究侧重点不同，各个国家均投入了大量的人力、物力、财力来研发状态检修系统。现在国内外在高压断路器状态检修技术已经有较大的进步，状态监测的仪器己经广泛应用于高压断路器工作中，主要成果有以下几点：
①高压断路器操动机构在线监测：对于断路器的操动机构的参数状态获取是非常困难的，因为当发生故障时，操动机构的特征点会较多。相反，当在线监测操动机构的某一检测量发生变化时，它所引起的故障有可能不唯一。操动机构的检测量主要是为合闸线圈电流、机构振动信号分/合闸速度及时间等。早在二十世纪九十年代初期，中国电科院研发的KZC-1型高压断路器在线监测仪己成功在实际中运行。现在，通过对早年国内外在线监测系统的研究，中国电科院又与和供电局合作研发的SF6高压断路器在线监测系统也己经成功的进行试运行 OSF6断路器气体的在线监测：目前电网中大量运用SF6断路器，因此对SF6气体的监测显得非常重要。SF6气体的密度、压力、湿度以及如SOFZ，SOFA的低氟化物为断路器的检测值。检测管法作为国内外主要的检测方法，测得的低氟化物的含量具有很高的准确性，SF6断路器得绝缘强度也可以根据检测结果而计算得到[161。一种由德国发明创造的仪器“离子迁移率频谱仪（Ion MobilitySpectrometer简称IMS）"，通过对SF6断路器进行在线监测，得到了很好的实际作用。
③断路器电寿命作为重要的评估参数，世界各个国家都对其检测方法有了深入的研究，目前主要方法如下所示：
1）断路器以及触头的损耗情况是否超出仪器制造商所规定值，可以根据对断路器的开断电流加权值Q进行检测而得到。
2）相对电磨损程度的概念是我国华中科技大学王章启教授依据早年对电寿命研究基础上提出的。
3）对动态电阻进行检测，也可以获得断路器电寿命，因为可以知道触头的烧损程度。具体方法是由于触头的动态电阻是不断变化的，根据分闸速度计算得到触头的长度，然后与新的触头长度进行对比，得到触头的损耗长度，这样就可以判断该断路器是否需要进行检修。
4）国外的KEMA实验室发明的零点测试系统，可以测试得到一个具有电弧电流、电弧电压等参数新模型，该模型可以准确的判断出断路器退运与否。
④其他的监测量有通过对导电接触部位的温度进行测量，从而了解其发热状况。通过对介质损耗等测量来判断断路器的绝缘情况。
由以上可以知道，国内外对断路器的检测有大量的研究和成果，提出了许多具有良好应用前景的如声音诊断法、不侵入诊断法等检测方法，当然目前仍处于初始阶段，检测仍然具有局限性，目前更多的是检测断路器电寿命，以及触头烧损程度。
参考文献：
[1]国连玉.基于云模型和灰色模糊综合评判的高压断路器状态评估[D].山东大学，2015.
[2]李赟.基于可信性理论的高压断路器状态评估[D].华北电力大学，2015.
[3]李彦斌，李赟.基于可信性理论的高压断路器运行状态评估[J].华东电力，2014，01：66-70.
[4]陈凌羿.基于可信性理论的轨道车辆可靠性分配[D].北京交通大学，2016.
[5]张海龙.基于模糊数学与灰色理论的高压断路器运行状态评估研究[D].太原理工大学，2010.
论文作者:徐鹏,李峰,李红卫,杨建兴
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/21
标签：断路器论文; 高压论文; 可信性论文; 在线论文; 理论论文; 模糊论文; 状态论文; 《基层建设》2017年第35期论文;