基于正态模型的电气试验方法优化及参数估计研究

王伟伟，汪 飞

（国网江苏省电力公司常熟市供电公司，江苏 常熟 215500）

0 引 言

在现实生活中，客观事物产生的变化与正态分布规律相匹配，如人的体重和身高等。对事物的正态特征进行一定程度的了解是为了更好的服务人们的生产生活，为生活提供便利。一般情况下，制造企业、统计部门以及研究机构计算正态分布参数信息会采用统计的方式，得到数据之间存在的偏差和平均值，在此基础上开展生产经营活动，对制定相关政策起到导向作用，具有十分重要的意义。文章为了确定电气绝缘试验的相关参数信息，采用升降法和多级法两种计算方式，对比分析了两种试验方法的数据统计特征，提出两种试验方法数据中值电压和标偏统计存在的差异。

1 棒-板间隙的电气绝缘试验

科研机构为了了解并有效配置变电站合输电线路的空气绝缘间隙，会采用典型间隙放电特征试验的方式得到放电电压数值，包括统计数据存在的偏差和一半的放电电压等[1]。电气绝缘试验的过程中运用冲击电压的发生装置，最终形成了脉冲电压，施加电极，通过这种方式开展多次放电电压测试，直到得到想要的测试结果。

2 棒-板间隙多级法放电试验结果

2.1 试验方法

如下运用多级试验法，选用5 种电压等级，每一级开展多次试验。试验的具体流程为：（1）选用m 个等级不同的电压Ui，i=1，2，……，m，本文设定m 为5；（2）在每级电压Ui下可进行ni次加压，本文ni设定为13；（3）对每次试验是否发生放电情况及电压幅值进行记录；（4）选用数理统计方法获取标准偏差估计值以及50%放电电压估计值。

2.2 试验结果

表1 为运用多级试验法，获取的棒-板间隙的试验数据结果。

表1 空气间隙放电多级法试验数

表1 展示5 个电压等级的试验，其中有放电及耐受的每次试验电压值与放电标示。基于此开展汇总统计，获取每级施加电压平均值和每级电压放电比率。运用参数统计方法，分析出正态分布的统计中值，记为是严重的统计标准偏差与50%放电电压。

3 棒-板间隙升降法放电试验结果

3.1 试验方法

运用升降法进行试验的期间，使用n 组Ui等级电压，测量每组m 次产生变化的电压，试验的过程要适当的进行加压处理，根据上一组的试验结果增加或减少ΔU。试验基本上有两种操作流程，分为低电压概率水平耐受过程以及高电压概率水平放电过程[3]。

3.2 试验结果

本文运用升降法试验获得了5 m 棒-板间隙的试验数据，如表2 所示，30 次试验中各有15 次放电和耐受。1 级及4 级放电概率为0 与100%，因此正态分布参数统计不具备价值。其2 级及3 级试验，放电概率为10%与50%，能够当做参数估计有效的试验数据。

表2 空气间隙放电升降法试验数据

4 试验结果的参数估计

4.1 多级法试验结果参数估计

概率分布值采用多级法试验根据不同电压等级的放电概率确定，依据标准正态分布表获得ti值，数值分布情况如表3 所示。综合数据的统计结果对于t—、U—和σ^的数值进行基本计算。

表3 多级法试验数据统计结果

4.2 升降法试验结果参数估计

概率分布值运用升降法试验按照不同等级电压的放电概率确定，依据标准正态分布表获得ti值，数值分布情况如表4 所示。因为升降法试验数据的1 级试验放电比率为0，而4 级放电比率为100%，按照最小二乘法的计算规律，参数计算的过程中这类数据属于无效概率点，计算的过程中只统计2 与3 电压等级数据。

表4 升降法试验数据统计结果

按照表4 数据能够计算出统计标偏t—、U—和σ^。

5 结 论

本文分别应用升降法与多级法分析了5 m 棒-板空气间隙的操作标准对绝缘放电形成冲击的特征，在这一基础上能够获得电压幅值不同的放电规律分布情况。根据相关的研究数据表明，采用多级法和升降法统计的参数信息具有较好的放电电压一致性，差值控制在3.7%以内。同时，这也有效说明了采用这两种方式在放电电压试验中得到数据的真实准确性得到了保证。获取标准偏差数值最常采用的试验方法为多级法，但在统计升降法试验数据后所得到的数值与标准数值之间存在一定的偏差，差值高达42.6%。在这一情况下，虽然升降法没有很多的试验次数、在较短的时间内能够获得50%放电电压值，但这一方法的应用将会使统计标偏和实际值出现一定的误差，不能够应用在绝缘配合等工程设计中，避免出现严重设计缺陷。