CN104267237B - 线路避雷器阻性电流测量方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种线路避雷器阻性电流测量方法和装置，利用无线同步时钟脉冲，同步采集线路避雷器的电流信号与变电站内电压互感器的二次侧电压信号，通过读取时钟值，得到带有时间标签的电流数据和电压数据，然后通过无线传输方式将电流数据和电压数据发送给数据中转站，数据中转站自动进行数据的实时转发，手持式终端接收到数据中转站发送的电压数据和电流数据后，先查询、匹配具有相同时间标签的电流数据和电压数据，然后根据匹配的电流数据和电压数据确定阻性电流。本发明提高了阻性电流测量的精确性，进而可以准确判断线路避雷器性能，及时对有故障的线路避雷器进行维护和更换。

Description

线路避雷器阻性电流测量方法和装置

技术领域

本发明涉及线路避雷器技术领域，特别是涉及一种线路避雷器阻性电流测量方法和装置。

背景技术

线路避雷器作为输电线路过电压防护装置，为输电线路的可靠运行发挥了巨大的作用，其性能的好坏直接影响电力系统安全。运行中的线路避雷器由于长期承受工频电压、冲击电压的作用，以及内部受潮等因素的影响，造成避雷器阀片老化，从而可能发生击穿损坏，保护特性下降，最终导致其泄漏电流超标，而泄漏电流中阻性电流的增大是导致线路避雷器热崩溃的根本原因。所以为保障线路避雷器安全稳定运行，需对线路避雷器进行定期检测。

目前，检测线路避雷器的方法是通过安装泄漏电流表测量泄漏电流值，但是在测试过程中需要进行停电和线路避雷器线路拆卸等，工作劳动强度大、停电工期长，不利于输电线路的经济效益和稳定运行。随着电子技术的发展，在线监测技术取得了快速的发展。所以目前也有方法是利用线路避雷器在线监测装置来检测线路避雷器性能，但是这种方法仍然存在不少问题，主要表现为在线监测系统费用高、运行不可靠、监测数据不准确、系统故障率高等。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种操作简便、测量数据准确的线路避雷器阻性电流带电测量方法和装置。

一种线路避雷器阻性电流测量装置，包括接入避雷器接地引下线的钳形电流传感器、与所述钳形电流传感器连接的电流测量模块、与变电站内电压互感器二次端子相连的电压测量模块、数据中转站、手持式终端；其中，所述电流测量模块包括：电流采集单元、与所述电流采集单元相连的第一超远距离无线同步单元、与所述电流采集单元相连的第一超远距离无线传输单元；所述电压测量模块包括：电压采集单元、与所述电压采集单元相连的电压传感器、与所述电压采集单元相连的第二超远距离无线同步单元、与所述电压采集单元相连的第二超远距离无线传输单元；

所述钳形电流传感器将获取的线路避雷器的泄漏电流传输给所述电流采集单元；所述电流采集单元在所述第一超远距离无线同步单元的同步时钟脉冲控制下，将所述泄漏电流由模拟信号转换为数字信号，并同时读取所述第一超远距离无线同步单元的时钟数据，得到带有时间标签的电流数据，将所述电流数据通过所述第一超远距离无线传输单元发送给所述数据中转站；

所述电压传感器将采集的所述电压互感器的二次侧电压信号传输给所述电压采集单元；所述电压采集单元在所述第二超远距离无线同步单元的同步时钟脉冲控制下，将所述二次侧电压信号由模拟信号转换为数字信号，并同时读取所述第二超远距离无线同步单元的时钟数据，得到带有时钟标签的电压数据，将所述电压数据通过所述第二超远距离无线传输单元传输给所述数据中转站；

所述数据中转站将所述电流数据和所述电压数据转发给所述手持式终端；所述手持式终端查询、匹配具有相同时间标签的电流数据和电压数据，根据匹配的所述电流数据和电压数据确定阻性电流。

一种线路避雷器阻性电流测量方法，包括步骤：

钳形电流传感器获取线路避雷器的泄漏电流，将所述泄漏电流传输给电流测量模块；

电流测量模块在同步时钟脉冲控制下将所述泄漏电流由模拟信号转换为数字信号，并同时读取时钟数据，得到带有时间标签的电流数据，将所述电流数据发送给数据中转站；

电压测量模块获取变电站内电压互感器的二次侧电压信号，在同步时钟脉冲控制下将所述二次侧电压信号由模拟信号转换为数字信号，并同时读取时钟数据，得到带有时间标签的电压数据，将所述电压数据发送给所述数据中转站；

所述数据中转站将所述电流数据和所述电压数据转发给手持式终端；

所述手持式终端查询、匹配具有相同时间标签的电流数据和电压数据，根据匹配的电流数据和电压数据确定阻性电流。

本发明线路避雷器阻性电流测量方法和装置，与现有技术相互比较时，具有以下优点：

1、本发明可以带电测量线路避雷器的泄漏电流和电压互感器二次侧电压，不受线路避雷器与变电站内电压互感器距离远近的影响，无需停电及拆卸线路避雷器线路等，降低了工作劳动强度，有利于输电线路的经济效益和稳定运行；

2、本发明实现了泄漏电流及电压互感器二次侧电压的同步采集，并精确记录了相应的检测时间，手持式终端依照时间标签选择相应数据进行阻性电流计算，提高了阻性电流测量的精确性，进而可以准确判断线路避雷器性能，及时对有故障的线路避雷器进行维护和更换；

3、本发明采用钳形电流传感器对线路避雷器泄漏电流信号采样，无需打开接地引下线，保障了现场测试的安全性。

附图说明

图1为本发明装置实施例的示意图；

图2为本发明电流测量模块实施例的示意图；

图3为本发明电压测量模块实施例的示意图；

图4为本发明方法实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明线路避雷器阻性电流测量装置的具体实施方式做详细描述。

如图1所示，一种线路避雷器阻性电流测量装置，包括接入避雷器接地引下线的钳形电流传感器100、与所述钳形电流传感器100连接的电流测量模块200、与变电站内电压互感器600二次端子相连的电压测量模块300、数据中转站400、手持式终端500；

其中，如图2和图3所示，电流测量模块200可以包括：电流采集单元210、与所述电流采集单元210相连的第一超远距离无线同步单元220、与所述电流采集单元210相连的第一超远距离无线传输单元230；电压测量模块300可以包括：电压采集单元320、与所述电压采集单元320相连的电压传感器310、与所述电压采集单元320相连的第二超远距离无线同步单元330、与所述电压采集单元320相连的第二超远距离无线传输单元340。

所述钳形电流传感器100将获取的线路避雷器的泄漏电流传输给所述电流采集单元210；所述电流采集单元210在所述第一超远距离无线同步单元220的同步时钟脉冲控制下，将所述泄漏电流由模拟信号转换为数字信号，并同时读取所述第一超远距离无线同步单元220的时钟数据，得到带有时间标签的电流数据，将所述电流数据通过所述第一超远距离无线传输单元230发送给所述数据中转站400。

所述电压传感器310将采集的所述电压互感器600的二次侧电压信号传输给所述电压采集单元320；所述电压采集单元320在所述第二超远距离无线同步单元330的同步时钟脉冲控制下，将所述二次侧电压信号由模拟信号转换为数字信号，并同时读取所述第二超远距离无线同步单元330的时钟数据，得到带有时钟标签的电压数据，将所述电压数据通过所述第二超远距离无线传输单元340传输给所述数据中转站400。

所述数据中转站400将所述电流数据和所述电压数据转发给所述手持式终端500；所述手持式终端500通过查询、匹配具有相同时间标签的电流数据和电压数据，根据匹配的所述电流数据和电压数据确定阻性电流。

本发明装置轻巧，移动方便，可以满足现场所有线路避雷器在带电运行情况下的测量，还能够实现线路避雷器的泄漏电流和运行电压的同步测量。手持式终端500通过数据中转站400能够实时获取采集的泄漏电流数据及电压数据，通过现有的阻性电流提取算法软件或其它软件等得到线路避雷器的阻性电流，从而进一步分析线路避雷器的运行状况，判断线路避雷器能否在线路上继续运行以保护输电线路上的电力设备，及时对故障的线路避雷器进行维护或更换。

线路避雷器可以为金属氧化物避雷器(MOA，Metal Oxide Arrester)，例如氧化锌避雷器等。可以采用直径不小于30mm(毫米)的大口径、高精度的钳形电流传感器100进行泄漏电流的取样。在线路避雷器带电运行下，无需打开接地引下线，钳形电流传感器100通过钳口钳接方式接入避雷器接地引下线，保证了现场测试的安全性。

第一超远距离无线同步单元220可以根据现有的无线传输模块与同步模块集成实现，第一超远距离无线传输单元230可以为现有的GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术)模块，例如现有的T102D超远距离无线数传模块等。同理，第二超远距离无线同步单元330可以根据现有的无线传输模块与同步模块集成实现，第二超远距离无线传输单元230可以为现有的GPRS模块等。

为了保障电流测量模块200各单元的正常工作，如图2所示，电流测量模块200还可以包括分别与所述电流采集单元210、所述第一超远距离无线同步单元220、所述第一超远距离无线传输单元230相连的第一供电电源240，用于给它们提供工作电源。

为了保障电压测量模块300各单元的正常工作，如图3所示，所述电压测量模块300还可以包括分别与所述电压采集单元320、所述第二超远距离无线同步单元330、所述第二超远距离无线传输单元340相连的第二供电电源350，用于给它们提供电源。

本发明利用无线同步时钟脉冲，控制线路避雷器电流信号与变电站内电压互感器二次侧电压信号的高精度同步采集，通过读取超远距离无线同步单元的时钟值，得到带有时间标签的电流数据和电压数据，然后将带有时间标签的电流数据和电压数据通过数据中转站400发送给手持式终端500。手持式终端500通过查询、匹配具有相同时间标签的电流数据和电压数据，即相同时刻的电流、电压数据，通过现有的阻性电流提取软件，得到精确的阻性电流、容性电流、泄漏电流、母线电压等数据，根据这些数据测试人员可进一步准确分析线路避雷器的运行状况，及时对有故障的避雷器进行维护或更换。

电流测量模块200和电压测量模块300均包含超远距离无线传输单元，可实现数据的无线远距离传输。通过无线组网技术，手持式终端500、电流测量模块200、电压测量模块300可以不受地理位置的限制。当手持式终端500连接上Internet(互联网)时，无论其在何处均可通过数据中转站400实时接收到电流测量模块200和电压测量模块300传输来的数据，根据接收的数据即可以确定阻性电流等，提高了现场测试人员的工作效率，大大减轻了试验人员的工作强度。

基于同一发明构思，本发明还提供一种线路避雷器阻性电流测量方法，下面结合附图对本发明方法的具体实施方式做详细描述。

如图4所示，一种线路避雷器阻性电流测量方法，包括步骤：

S410、钳形电流传感器获取线路避雷器的泄漏电流，将所述泄漏电流传输给电流测量模块；

S420、电流测量模块在同步时钟脉冲控制下将所述泄漏电流由模拟信号转换为数字信号，并同时读取时钟数据，得到带有时间标签的电流数据，将所述电流数据发送给数据中转站；

S430、电压测量模块获取变电站内电压互感器的二次侧电压信号，在同步时钟脉冲控制下将所述二次侧电压信号由模拟信号转换为数字信号，并同时读取时钟数据，得到带有时间标签的电压数据，将所述电压数据发送给所述数据中转站；

S440、所述数据中转站将所述电流数据和所述电压数据转发给手持式终端；

S450、所述手持式终端查询、匹配具有相同时间标签的电流数据和电压数据，根据匹配的电流数据和电压数据确定阻性电流。

上述步骤中的电流数据采集和转换、电压数据采集和转换并没有先后顺序，可以同时进行。泄漏电流通过钳形电流传感器获取。该钳形电流传感器的口径直径大于等于30毫米，通过钳口钳接方式接入避雷器接地引下线，使在线路避雷器带电运行下，无需打开接地引下线，保证了现场测试的安全性。

本发明方法利用无线同步时钟脉冲，实现了线路避雷器电流信号与变电站内电压互感器二次侧电压信号的高精度同步采集，通过读取时钟值得到带有时间标签的电流数据和电压数据，然后可以通过无线传输方式将电流数据和电压数据发送给数据中转站，数据中转站自动进行数据的实时转发，手持式终端接收到数据中转站发送的电压数据和电流数据后，先查询、匹配具有相同时间标签的电流数据和电压数据，即同一时刻的电压数据和电流数据，然后通过现有的阻性电流计算软件等确定阻性电流，实现对线路避雷器的性能分析。

本发明方法其它技术特征与本发明装置相同，在此不予赘述。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种线路避雷器阻性电流测量装置，其特征在于，包括通过钳口钳接方式接入避雷器接地引下线的钳形电流传感器、与所述钳形电流传感器连接的电流测量模块、与变电站内电压互感器二次端子相连的电压测量模块、数据中转站、手持式终端；其中，所述电流测量模块包括：电流采集单元、与所述电流采集单元相连的第一超远距离无线同步单元、与所述电流采集单元相连的第一超远距离无线传输单元；所述电压测量模块包括：电压采集单元、与所述电压采集单元相连的电压传感器、与所述电压采集单元相连的第二超远距离无线同步单元、与所述电压采集单元相连的第二超远距离无线传输单元；

所述钳形电流传感器将获取的线路避雷器的泄漏电流传输给所述电流采集单元；所述电流采集单元在所述第一超远距离无线同步单元的同步时钟脉冲控制下，将所述泄漏电流由模拟信号转换为数字信号，并同时读取所述第一超远距离无线同步单元的时钟数据，得到带有时间标签的电流数据，将所述电流数据通过所述第一超远距离无线传输单元发送给所述数据中转站；

所述电压传感器将采集的所述电压互感器的二次侧电压信号传输给所述电压采集单元；所述电压采集单元在所述第二超远距离无线同步单元的同步时钟脉冲控制下，将所述二次侧电压信号由模拟信号转换为数字信号，并同时读取所述第二超远距离无线同步单元的时钟数据，得到带有时钟标签的电压数据，将所述电压数据通过所述第二超远距离无线传输单元传输给所述数据中转站；线路避雷器的泄漏电流与电压互感器的二次侧电压信号在同步时钟脉冲控制下进行同步采集；

所述数据中转站将所述电流数据和所述电压数据转发给所述手持式终端；所述手持式终端查询、匹配具有相同时间标签的电流数据和电压数据，根据匹配的所述电流数据和电压数据确定阻性电流。

2.根据权利要求1所述的线路避雷器阻性电流测量装置，其特征在于，所述电流测量模块还包括分别与所述电流采集单元、所述第一超远距离无线同步单元、所述第一超远距离无线传输单元相连的第一供电电源；所述电压测量模块还包括分别与所述电压采集单元、所述第二超远距离无线同步单元、所述第二超远距离无线传输单元相连的第二供电电源。

3.一种线路避雷器阻性电流测量方法，其特征在于，包括步骤：

钳形电流传感器获取线路避雷器的泄漏电流，将所述泄漏电流传输给电流测量模块，其中所述钳形电流传感器通过钳口钳接方式接入避雷器接地引下线；

电流测量模块在同步时钟脉冲控制下将所述泄漏电流由模拟信号转换为数字信号，并同时读取时钟数据，得到带有时间标签的电流数据，将所述电流数据发送给数据中转站；

电压测量模块获取变电站内电压互感器的二次侧电压信号，在同步时钟脉冲控制下将所述二次侧电压信号由模拟信号转换为数字信号，并同时读取时钟数据，得到带有时间标签的电压数据，将所述电压数据发送给所述数据中转站；线路避雷器的泄漏电流与电压互感器的二次侧电压信号在同步时钟脉冲控制下进行同步采集；

所述数据中转站将所述电流数据和所述电压数据转发给手持式终端；

所述手持式终端查询、匹配具有相同时间标签的电流数据和电压数据，根据匹配的电流数据和电压数据确定阻性电流。