CN104251956A - 带屏蔽功能的避雷器在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带屏蔽功能的避雷器在线监测装置，信号采集装置采用穿心式电流互感器测量流过氧化锌避雷器接地线的全电流信号，利用电压采集模块获得与氧化锌避雷器并联的电压互感器二次端子处的系统运行电压；其特征是：设置避雷器表面泄漏电流屏蔽线圈，避雷器表面泄漏电流屏蔽线圈缠绕并固定在氧化锌避雷器最底层一片伞群的上表面，避雷器表面泄漏电流屏蔽线圈的下端与位于穿心式电流互感器下部的氧化锌避雷器接地线共同接地。本发明能够保证在各种天气情况下均能准确测量避雷器的泄漏电流和阻性电流。

Description

带屏蔽功能的避雷器在线监测装置

技术领域

本发明涉及一种在线监测装置，更具体地说是一种避雷器在线监测装置。

背景技术

氧化锌避雷器在电网中广泛应用，氧化锌避雷器具有良好的非线性伏安特性，正常工作电压下，氧化锌避雷器的电阻值很大，相当于绝缘状态，此时流过氧化锌避雷器的电流仅在微安uA或毫安mA级；当过电压作用时，比如雷击，氧化锌避雷器的电阻值急剧下降，氧化锌避雷器被击穿，相当于短路状态，从而泄放过电压能量，达到保护主设备的效果；当过电压消失后，氧化锌避雷器恢复之前的高电阻状态。

变电站中运行的氧化锌避雷器自上而下的结构分布为：避雷器上端为系统电压引下线，系统电压即经该引下线施加在避雷器上；中间部分为避雷器本体，避雷器本体的外沿呈伞状；避雷器本体的下部是作为避雷器支架的支柱，起支撑作用并保证避雷器的对地高度；设置在避雷器本体下端的铜排或铝排是作为避雷器的接地线，避雷器本体的下端经铜排或铝排接入地网。

氧化锌避雷器是电网中保护电力设备免受过电压危害的重要电气设备，其运行的可靠性将直接影响电力系统的安全。流过正常运行的氧化锌避雷器的全电流由容性电流和阻性电流组成，其中容性电流占主要成分。氧化锌避雷器受潮或老化后，主要是阻性电流发生变化，如果仅检测全电流，其阻性电流的微小变化将被大得多的容性电流所湮灭，检测灵敏度很低。

对氧化锌避雷器的监测，传统的方法是依靠人工每日或每周巡视电流表来进行，这种方式无法及时发现故障，更难以发现可能产生故障的较大缺陷；目前已有避雷器在线监测装置，其所基于的原理是：一是通过穿心式电流互感器测量流过避雷器接地线的电流，显然，这一方式所检测的是氧化锌避雷器的全电流；二是从变电站中运行的电压互感器的二次测取得系统的运行电压；三是将氧化锌避雷器的全电流检测数据和系统的运行电压检测数据通过数据处理得到避雷器的阻性电流，其数据处理是采用补偿法和基波电流法。这种已有结构形式的氧化锌避雷器在线监测装置在实际运行中存在如下问题：

全电流包括了氧化锌避雷器中沿伞群流过的表面泄露电流和氧化锌避雷器的体积泄露电流。避雷器表面电阻受天气影响较大，在下雨或者空气湿度较大的时候均会出现避雷器表面泄露电流明显增加，由于避雷器表面泄漏电流呈阻性，必然导致避雷器在线监测装置测量所得阻性电流值不准确，容易导致误判正常氧化锌避雷器出现缺陷，影响对避雷器状态的判断。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种带屏蔽功能的避雷器在线监测装置，以保证在各种天气情况下均能够准确测量避雷器的泄漏电流和阻性电流。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明带屏蔽功能的避雷器在线监测装置，所述在线监测装置采用穿心式电流互感器测量流过氧化锌避雷器接地线的全电流信号，利用电压采集模块获得与氧化锌避雷器并联的电压互感器二次端子处的系统运行电压，设置主控芯片，由所述主控芯片接收检测获得的所述全电流信号和系统运行电压，并采用补偿法计算获得氧化锌避雷器的泄漏电流、阻性电流以及电压的有效值；

本发明带屏蔽功能的避雷器在线监测装置的结构特点是：设置避雷器表面泄漏电流屏蔽线圈，所述避雷器表面泄漏电流屏蔽线圈缠绕并固定在氧化锌避雷器的最底层一片伞群的上表面，避雷器表面泄漏电流屏蔽线圈的下端与位于所述穿心式电流互感器下部的氧化锌避雷器接地线共同接地。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明在氧化锌避雷器最底层一片伞群的上表面加装屏蔽线圈，并经穿心式电流互感器下部的氧化锌接地线连接接地。由此将氧化锌避雷器表面的泄漏电流从穿心式电流互感器的测量中屏蔽掉，使得穿心式电流互感器测量的为流过氧化锌避雷器本体内的电流，从而保证了穿心式电流互感器测量到的全电流不受天气影响，也保证了最终阻性电流计算结果的准确信。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中屏蔽线圈的作用原理图；

图3为本发明中安装示意图；

图中标号：1电压采集模块，2无线传输模块，3主控芯片，4电流采集模块，5氧化锌避雷器，5a氧化锌避雷器接地线，6避雷器表面泄漏电流屏蔽线圈，6a屏蔽线圈接地线，7穿心式电流互感器，8上位机。

具体实施方式

参见图1和图3，本实施例中带屏蔽功能的避雷器在线监测信号采集装置与已有技术相同的是：采用穿心式电流互感器7测量流过氧化锌避雷器接地线的全电流信号，利用电压采集模块1获得与氧化锌避雷器5并联的电压互感器二次端子处的系统运行电压；如图1和图3所示，本实施例中对已有技术作出改进的是设置避雷器表面泄漏电流屏蔽线圈6，避雷器表面泄漏电流屏蔽线圈6缠绕并固定在氧化锌避雷器5的最底层一片伞群的上表面，避雷器表面泄漏电流屏蔽线圈6的下端通过屏蔽线圈接地线6a与位于穿心式电流互感器7下部的氧化锌避雷器接地线5a共同接地。

参见图1和图3，本实施例中带屏蔽功能的避雷器在线监测装置与已有技术相同的是：采用穿心式电流互感器7测量流过氧化锌避雷器接地线的全电流模拟信号，设置电流采集模块4将全电流模拟信号转换为全电流数字信号，利用电压采集模块1采集并转换获得与氧化锌避雷器并联的电压互感器二次端子处的系统运行电压数字信号，设置无线传输模块2、主控芯片3以及上位机8，由主控芯片3接收检电流采集模块4测获得的所述全电流信号数字信号，并经无线传输模块2接收来自电压采集模块1的系统运行电压的数字信号，利用主控芯片3和上位机8采用补偿法计算获得氧化锌避雷器5的泄漏电流、阻性电流以及电压的有效值；本实施例中对已有技术作出改进的是：设置避雷器表面泄漏电流屏蔽线圈6，避雷器表面泄漏电流屏蔽线圈6缠绕并固定在氧化锌避雷器5的最底层一片伞群的上表面，避雷器表面泄漏电流屏蔽线圈6的下端通过屏蔽线圈接地线6a与位于所述穿心式电流互感器7下部的氧化锌避雷器接地线5a共同接地。

本实施例中，穿心式电流互感器7直接安装在氧化锌避雷器的接地线上，保证氧化锌避雷器从穿心式电流互感器穿过，穿心式电流互感器7从氧化锌避雷器接地引下线处测量氧化锌避雷器的全电流信号，避雷器表面泄漏电流屏蔽线圈6紧紧缠绕固定在氧化锌避雷器5的最后一片伞群上表面，避雷器表面泄漏电流屏蔽线圈6的下端与穿心式电流互感器7下部的氧化锌接地线连接接地。主控芯片3采用RS485总线将计算得到的避雷器泄漏电流，阻性电流以及电压有效值传输给上位机8，上位机8可同时接受多个主控芯片3上传的数据，从而对全站的避雷器状态进行实时监测。

如图2所示，带屏蔽功能的避雷器在线监测装置电路回路包括避雷器运行电压u，避雷器表面阻抗R1，避雷器体积阻抗R2，穿心式电流互感器A，避雷器表面泄漏电流屏蔽线圈6。在避雷器运行电压u的作用下，电流主要经避雷器表面阻抗R1和避雷器体积阻抗R2接地，计算避雷器的阻性电流主要用到经避雷器体积阻抗R2流过的电流。由于避雷器的表面泄漏电流受天气情况影响较大，在空气湿度较大或者下雨天是会明显增大，如果不加以屏蔽会使计算结果有较大误差。通过图2所示电路图，由于避雷器表面泄漏电流屏蔽线圈6在穿心式电流互感器7之后接地，可以使避雷器表面泄漏电流不从穿心式电流互感器流过，从而避免了避雷器表面泄漏电流对计算结果的影响，使计算结果更加准确。

Claims (1)

1.一种带屏蔽功能的避雷器在线监测装置，所述在线监测装置采用穿心式电流互感器(7)测量流过氧化锌避雷器接地线的全电流信号，利用电压采集模块(1)获得与氧化锌避雷器(5)并联的电压互感器二次端子处的系统运行电压，设置主控芯片(3)，由所述主控芯片(3)接收检测获得的所述全电流信号和系统运行电压，并采用补偿法计算获得氧化锌避雷器(5)的泄漏电流、阻性电流以及电压的有效值；其特征是：设置避雷器表面泄漏电流屏蔽线圈(6)，所述避雷器表面泄漏电流屏蔽线圈(6)缠绕并固定在氧化锌避雷器(5)的最底层一片伞群的上表面，避雷器表面泄漏电流屏蔽线圈(6)的下端与位于所述穿心式电流互感器(7)下部的氧化锌避雷器接地线共同接地。