用于确定断路器的使用寿命的方法、装置、断路器和产品与流程

本公开的实施例总体涉及断路器领域，具体涉及用于确定断路器的使用寿命的方法、装置、断路器和产品。

背景技术：

1、断路器是电力供配电系统的核心保护器件，主要用于电路正常通断控制，以及线路短路、过载等故障工况下的快速分断保护。断路器可有效避免电气设备损毁、线路起火等安全隐患，被广泛应用于工业配电、建筑供电、储能及轨道交通等各类电力场景。

技术实现思路

1、本公开的实施例提供了一种用于确定断路器的使用寿命的方法、装置、断路器和产品。

2、根据本公开的第一方面，提供了一种确定断路器的使用寿命的方法。断路器包括第一卡扣、第一传动组件和第二传动组件，第一卡扣与第一传动组件耦合，第一卡扣通过第一传动组件与第二传动组件的碰撞而与第一传动组件分离。方法包括基于流过断路器的第一电流，确定由第一电流引起的第二传动组件的第一冲量。该方法还包括基于第一冲量，确定第一卡扣与第一传动组件之间出现电弧的第一时间。该方法还包括基于第一时间来确定电弧的持续时间。该方法还包括基于电弧的持续时间来确定断路器的使用寿命。

3、通过这种方式，控制器可以基于流过断路器的电流确定第二传动组件的第一冲量，并基于第一冲量确定出现电弧的第一时间，以根据第一时间确定电弧的持续时间，进而基于电弧的持续时间确定断路器的使用寿命。通过基于冲量确定出现电弧的第一时间，可以利用断路器的物理模型来计算电弧出现时间，提高了对电弧起弧时间的确定精度，从而进一步提高了电弧持续时间的计算精度，并最终提升断路器使用寿命的预测精度。此外，该方式无需外接额外的传感器，仅依赖于电流和物理模型即可实现对电弧持续时间的确定，简化了预测系统的结构，降低了成本。

4、在第一方面的一些实施例中，其中基于第一冲量，确定第一时间包括：响应于与第二传动组件相关联的第一角度小于角度阈值，基于第一冲量，确定第一时间。通过这种方式，控制器能够通过响应于第一角度小于角度阈值来确认物理碰撞的发生，从而准确地基于第一冲量确定出现电弧的第一时间。

5、在第一方面的一些实施例中，其中第一卡扣通过第一传动组件与第二传动组件的多次碰撞而与第一传动组件分离，第一冲量与第一碰撞相对应，并且基于第一冲量，确定第一时间包括：确定与第二碰撞相对应的第二冲量；以及基于第一冲量和第二冲量来确定第一时间。通过这种方式，控制器能够通过综合考虑与多次碰撞相对应的第一冲量和第二冲量来确定第一时间，从而能够真实还原断路器脱扣过程中的碰撞，避免单次碰撞计算的局限性，提高确定的第一时间的准确性。

6、在第一方面的一些实施例中，其中基于第一冲量和第二冲量来确定第一时间包括：基于第一冲量和第二冲量来确定累积冲量；以及响应于累积冲量满足冲量阈值，确定当前时间为第一时间。通过这种方式，控制器能够通过基于累积冲量满足冲量阈值来确定第一时间，利用冲量阈值来准确表征卡扣分离所需的实际冲量临界点，提高第一时间确定的准确性。

7、在第一方面的一些实施例中，其中断路器还包括磁性组件，第二传动组件受到来自磁性组件的第一力而与第一传动组件发生碰撞，并且基于第一电流，确定第一冲量包括：基于第一电流、磁性组件的截面积、以及磁性组件的磁导率，确定第一冲量。通过这种方式，控制器能够通过结合第一电流、磁性组件的截面积和磁导率来确定第一冲量，利用物理模型来确定第一冲量，提升了冲量计算的准确性。

8、在第一方面的一些实施例中，其中断路器还包括弹性组件，并且基于第一电流、磁性组件的截面积、以及磁性组件的磁导率，确定第一冲量包括：基于第一电流、磁性组件的截面积、磁性组件的磁导率、弹性组件的初始长度、弹性组件的当前长度、以及弹性组件的弹性系数，确定第一冲量。通过这种方式，控制器能够在确定冲量时进一步引入弹性组件的初始长度、当前长度和弹性系数，实现了对传动组件动态受力平衡的精准建模，从而进一步提高利用物理模型确定冲量的准确性。

9、在第一方面的一些实施例中，其中基于第一电流、磁性组件的截面积、磁性组件的磁导率、弹性组件的初始长度、弹性组件的当前长度、以及弹性组件的弹性系数，确定第一冲量包括：基于第一电流、磁性组件的截面积、以及磁性组件的磁导率来确定磁性组件的磁通量；基于磁通量来确定第一力；基于初始长度、当前长度、以及弹性系数，确定第二传动组件受到的来自弹性组件的第二力；基于第一力和第二力确定第二传动组件的角加速度；以及基于角加速度来确定第一冲量。通过这种方式，控制器能够通过依次推演磁通量、磁作用力、弹簧拉力及角加速度的完整物理模型来确定第一冲量，显著提升了冲量评估的精度与可靠性。

10、在第一方面的一些实施例中，其中基于第一时间来确定电弧的持续时间包括：基于第一电流的变化来确定电弧结束的第二时间；以及基于第一时间和第二时间的差异来确定电弧的持续时间。通过这种方式，控制器能够通过基于电流变化确定电弧结束的第二时间并结合第一时间差值计算持续时间，提供了一种电弧持续时间的确定方式。

11、在第一方面的一些实施例中，持续时间利用预测模型确定，预测模型的优化过程包括：利用预测模型，基于流过另一断路器的第二电流，确定第二电弧的预测持续时间，第二电弧发生在另一断路器的第二卡扣和第三传动组件之间；获取与第二电弧相对应的真值持续时间；确定预测持续时间与真值持续时间之间的差异；以及基于差异来优化预测模型。通过这种方式，服务器能够通过基于预测持续时间与真值持续时间的差异来闭环优化预测模型，持续修正模型误差，从而不断提升预测电弧持续时间的泛化能力和准确度。

12、在第一方面的一些实施例中，该方法还包括：响应于使用寿命小于寿命阈值，触发警报。通过这种方式，控制器通过响应于使用寿命小于寿命阈值而触发警报，能够在断路器发生失效前及时提示更换风险，有效保障了供电系统的安全性与可靠性。

13、根据本公开的第二方面，提供一种用于确定断路器的使用寿命的装置。断路器包括第一卡扣、第一传动组件和第二传动组件，第一卡扣与第一传动组件耦合，第一卡扣通过第一传动组件与第二传动组件的碰撞而与第一传动组件分离。装置包括第一确定模块，被配置为基于流过断路器的第一电流，确定由第一电流引起的第二传动组件的第一冲量。装置还包括第二确定模块，被配置为基于第一冲量，确定第一卡扣与第一传动组件之间出现电弧的第一时间。装置还包括第三确定模块，被配置为基于第一时间来确定电弧的持续时间。装置还包括第四确定模块，被配置为基于电弧的持续时间来确定断路器的使用寿命。本公开第一方面的技术效果同样适用于本公开第二方面。

14、在本公开的第三方面中，提供了一种断路器，包括至少一个处理器；以及存储装置，用于存储至少一个程序，当至少一个程序被至少一个处理器执行，使得至少一个处理器实现根据本公开的第一方面中的任一项的方法。本公开第一方面的技术效果同样适用于本公开第三方面。

15、在本公开的第四方面中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现根据本公开的第一方面中的任一项的方法。本公开第一方面的技术效果同样适用于本公开第四方面。

16、在本公开的第五方面中，提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现根据本公开的第一方面中的任一项的方法。本公开第一方面的技术效果同样适用于本公开第五方面。

17、应当理解，该内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。