电气设备寿命评估的方法研究.doc

电气设备寿命评估的方法研究
(陆梦龙 04081434 陆振04081496 肖可04081504)
(电气自动化08-4)
摘要:本文综述了电气设备寿命评估的各种方法的研究,具体介绍了几种应用比较多的方法,主要针对电机、电力变压器以及电缆。
Abstract:
This paper reviews the life of electrical equipment, various methods of assessment, the specific application presented several more methods,maily for motors,power transformers and cables.
关键词: 电气设备寿命评估方法 S-N曲线应变——寿命法
前言:
电气设备寿命即电气安全寿命,指电气设备保持或基本保持原有性能而不影响其工作特性满足要求的时间。
在整个社会对电力供应的依赖性日益强烈的今天,当发生因电气设备故障而引起的损失是无法估量的,除了人为的操作不当及自然条件的突变所引起的电气损坏而无法预知外,正常情况下,通过对电气设备寿命的正常评估,适时的进行检修及维护,可以提高系统的可靠性,降低故障几率,实现设备利用率最大化。因此设备寿命的评估方法就应运而生。
正文:
以下主要介绍了当代常用的几种电气设备寿命评估方法,包括断裂力学方程、人工神经网络方法、应变——寿命预测的方法、应力——寿命预测法等的理论基础和具体评价方法。
断裂力学方程
1963年,Paris在Irwin的线弹性断裂力学的基础上,提出了以裂纹尖端场控制参量应力强度因子幅ΔK为参数的疲劳裂纹扩展方程,从而奠定了疲劳裂纹扩展寿命研究的基础。
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该方程在长裂纹扩展寿命研究方面取得了很大成功,在工程实际上也得到了广泛的应用。众多学者对该方程进行了更细致的研究工作,并考虑其他各种因素对其不断进行修正。
Forman考虑了应力比的影响,提出了著名的Forman公式:
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Elber和McEvily针对短裂纹的扩展情况,引入了塑性裂纹闭合的概念,对线弹性断裂力学考虑塑性闭合的影响,提出了有效强度因子幅作为参数的修正Paris公式:
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式中,ΔKeff为有效应力强度因子幅。

人工神经网络的模型种类有:Hopfield网络模型、BP网络模型、ART模型及Bertymen模型等等。目前应用最广泛的人工神经网络模型是BP(Back Propagation)模型,即误差反向传播模型。
BP网络属于多层型人工神经网络,由输入层、输出层和一个或多个隐层组成。输入层接受外界的输入信息,输出层给出输入信息的判别或决策,中间层用来表示或储存知识,相当于一个复杂的非线性函数。假设三层B P网络的输入层有个M节点,隐层有N个节点,输出层有L个节点。共有P个训练集,Xi表示输入层节点的输入;Yk表示输出层节点的输出,是连接权,每一个节点的输入为前一层所有节点输出值的加权和,每一个节点的输出值由节点输入、激励函数f及阈值θ决定:
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式中,f为神经网络的隐含层和输出层的作用函数sigmoid的函数。
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网络的实际输出Yk与期望输出tk之间存在误差,各层的误差为:
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