CN106168640A - 一种氧化锌避雷器状态在线检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氧化锌避雷器状态在线检测方法，适用于电力系统避雷器在线检测技术领域。分别建立数据库保存和更新避雷器初始状态下，在不同电压等级及不同温度、湿度条件下阻值，和不同电压等级下相间干扰产生的阻性电流分量；检测避雷器泄露全电流及所在线路电压，进而得到去除相间干扰的阻性泄露电流，通过FFT变换得到电压合阻性泄露电流基波分量，从而计算得到避雷器电阻值。根据避雷器当前运行环境温度、湿度查找数据库中阻值，并与计算阻值比较，得到避雷器当前状态。本发明有效减少了相间干扰、谐波、温度、湿度对避雷器参数的影响，能够比较准确的得到避雷器当前运行状态，并自动检测、计算避雷器相关参数，不需检修人员停电检测，大大提高检修效率。

Description

一种氧化锌避雷器状态在线检测方法

技术领域

本发明涉及一种氧化锌避雷器状态在线检测方法，适用于电力系统避雷器在线检测技术领域。

背景技术

在电网中，对于数目众多的配电变压器和电缆线路等都要装设避雷器作为防雷保护。由于氧化锌避雷器取消了放电间隙并且工作中存在泄漏电流，加上长期承受系统运行电压的作用，劣化、污秽或因结构不良、密封不严使内部结构和阀片受潮等因素，都将损害氧化锌阀片的性能，直接危及电力系统的安全运行。传统的避雷器监测方式在运行期间定期停电做绝缘预防性试验，存在着试验电压低、周期长、设备笨重等诸多缺点，不能真实反映设备实际的绝缘状况，因而无法及时发现缺陷和故障。另外，目前的带电检测，主要是检测泄漏电流及其阻性分量等特征量，因相间干扰和系统谐波难于消除，温度、湿度影响较大等问题，因而无法及时准确地发现避雷器的隐患，无法应对突发情况。因此，找到一种能够避免相间干扰、谐波、温度、湿度干扰的在线监测方法具有重要意义。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明提供一种氧化锌避雷器在线检测方法，通过建立初始值数据库和计算值数据库，进行计算比对，从而判断避雷器当前状态。

本发明是采取以下技术方案实现的：

一种氧化锌避雷器在线检测方法，包括如下步骤：

1）测试安装在电网中的避雷器在初始条件下的初始阻值，所述初始条件包括初始设定的各个电压等级、温度和湿度；将所述初始阻值记录在建立的数据库A中，形成初始数据，所述初始数据包括电压等级、温度、湿度及避雷器的对应阻值；

2）通过实验测试避雷器在初始状态下，在初始设定的各个电压等级下相间干扰产生的阻性电流分量，并建立数据库B，记录所述初始设定的电压等级以及在此电压等级下相间干扰产生的阻性电流分量；通过实验分别测试相间干扰阻性电流分量与避雷器高度h、相间距离d、导线半径r之间关系，并将数据进行曲线拟合，得到相间干扰产生的阻性电流分量与避雷器高度h、相间距离d以及导线半径r之间的函数关系；

3）导入当前避雷器电压等级和避雷器高度h、相间距离d以及导线半径r，根据步骤2）中的函数关系，计算当前条件下相间干扰产生的阻性电流分量，并将当前条件下相间干扰产生的阻性电流分量写入数据库B中；

4）检测避雷器当前运行环境温度和湿度值，根据避雷器当前运行环境温度和湿度值，通过查找数据库A找到避雷器的初始阻值，比较计算当前阻值和初始阻值大小，得到避雷器当前运行状态。

所述步骤2）中通过实验模拟计算避雷器在初始设定的电压等级下相间干扰产生的阻性电流分量，其方法为通过大量实验分别测试相间干扰阻性电流分量与避雷器高度h、相间距离d、导线半径r之间关系，并将数据进行曲线拟合，得到相间干扰产生的阻性电流分量与h、l、r之间的关系如下：

，，

其中，是相间干扰阻性电流分量有效值。

所述步骤4）中，若数据库A中存在当前运行环境温度和湿度值下的阻值，则比较计算得到得避雷器电阻值R，判断避雷器当前状态；若数据库A中不存在当前温度湿度下阻值，利用线性插值法计算得到当前温度湿度下阻值，写入数据库A中，并用当前温度湿度下阻值与计算得到的避雷器电阻值R比较，判断避雷器当前状态。

避雷器电阻值R的计算方法如下：

1）检测避雷器线路电压u，及流过避雷器泄露全电流i，判断线路电压是否存在过电压，若存在过电压，则返回重新检测；

2）根据避雷器线路电压u与流过避雷器泄露全电流i的夹角ϴ，得到阻性泄露电流；将避雷器线路电压u与阻性泄露电流进行FFT变换，得到基波分量u₁，，进而得到其避雷器线路电压有效值U₁，；

3）根据公式得到排除相间干扰后阻性泄露电流有效值，则避雷器等效电阻。

计算当前温度湿度下阻值的方法如下：

设当前测量温度t，湿度w，则由线性插值得到此温度湿度下阻值

其中，，，，分别为在不同的温度和湿度下测量得到的阻值；，。

将计算得到的当前温度湿度下阻值R(t,w)写入数据库A中，用于与计算得到的阻值进行比对。

由线性插值误差：可知，数据库A中，避雷器温度湿度值越密，则线性插值得到的阻值误差越小。

本发明的优点：

1、测试避雷器初始状态下，在不同电压等级、不同温度、不同湿度下避雷器等效电阻值，并建立数据库A保存，可与通过测量计算得到的数据进行比对，考虑了温度湿度对避雷器参数的影响。

2、事先对避雷器相间干扰试验，并找到与其有关影响因素，计算得到当前避雷器运行情况下阻性电流分量，并建立数据库B保存，用于消除或降低相间干扰对测量结果的影响。

3、通过FFT变换，得到线路电压和阻性泄露电流基波分量，计算得到一定电压、一定温度和一定湿度下避雷器阻值，并与数据库A中相应条件下数据比对，得到避雷器运行状态。避免了电网谐波影响。

附图说明

以下将结合附图1对本发明作进一步说明：

图1为氧化锌避雷器在线检测方法流程图。

具体实施方式

参照附图1，本发明方法包括如下步骤：

1）测试安装在电网中的避雷器在初始条件下的初始阻值，所述初始条件包括初始设定的各个电压等级、温度和湿度；将所述初始阻值记录在建立的数据库A中，形成初始数据，所述初始数据包括电压等级、温度、湿度及避雷器的对应阻值；

2）通过实验测试避雷器在初始状态下，在初始设定的各个电压等级下相间干扰产生的阻性电流分量，并建立数据库B，记录所述初始设定的电压等级以及在此电压等级下相间干扰产生的阻性电流分量；通过实验分别测试相间干扰阻性电流分量与避雷器高度h、相间距离d、导线半径r之间关系，，，，其中，是相间干扰阻性电流分量有效值；并将数据进行曲线拟合，得到相间干扰产生的阻性电流分量与避雷器高度h、相间距离d以及导线半径r之间的函数关系；

3）导入当前避雷器电压等级和避雷器高度h、相间距离d以及导线半径r，根据步骤2）中的函数关系，计算当前条件下相间干扰产生的阻性电流分量，并将当前条件下相间干扰产生的阻性电流分量写入数据库B中；

4）检测避雷器线路电压u，及流过避雷器泄露全电流i，判断线路电压是否存在过电压，若存在过电压，则返回重新检测；

根据u与i的夹角ϴ，得到阻性泄露电流。将u与进行FFT变换，得到基波分量u₁，，进而得到其有效值U₁，；

根据公式得到排除相间干扰后阻性泄露电流有效值，则避雷器等效电阻，。

测量避雷器当前工作环境温度和湿度，查找数据库A。若数据库A中存在此温度湿度下阻值，则比较计算得到R与数据库A中对应的电阻值，判断避雷器当前状态。若数据库A中不存在当前温度湿度下阻值，利用线性插值法计算得到此阻值，写入数据库A中，并用此阻值与计算得到R比较，判断避雷器当前状态。

设当前测量温度t，湿度w，则由线性插值得到此温度湿度下阻值

其中，，，，分别为测量得到的阻值，，。

将R(t,w)写入数据库A中，用于与计算得到的阻值进行比对。

由线性插值误差：可知，数据库A中，避雷器温度湿度值越密，则线性插值得到的阻值误差越小。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种氧化锌避雷器在线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）测试安装在电网中的避雷器在初始条件下的初始阻值，所述初始条件包括初始设定的各个电压等级、温度和湿度；将所述初始阻值记录在建立的数据库A中，形成初始数据，所述初始数据包括电压等级、温度、湿度及避雷器的对应阻值；

2）通过实验测试避雷器在初始状态下，在初始设定的各个电压等级下相间干扰产生的阻性电流分量，并建立数据库B，记录所述初始设定的电压等级以及在此电压等级下相间干扰产生的阻性电流分量；通过实验分别测试相间干扰阻性电流分量与避雷器高度h、相间距离d、导线半径r之间关系，并将数据进行曲线拟合，得到相间干扰产生的阻性电流分量与避雷器高度h、相间距离d以及导线半径r之间的函数关系；

3）导入当前避雷器电压等级和避雷器高度h、相间距离d以及导线半径r，根据步骤2）中的函数关系，计算当前条件下相间干扰产生的阻性电流分量，并将当前条件下相间干扰产生的阻性电流分量写入数据库B中；

4）检测避雷器当前运行环境温度和湿度值，根据避雷器当前运行环境温度和湿度值，通过查找数据库A找到避雷器的初始阻值，比较计算当前阻值和初始阻值大小，得到避雷器当前运行状态。

2.根据权利要求1所述的一种氧化锌避雷器在线检测方法，其特征在于，所述步骤2）中通过实验模拟计算避雷器在初始设定的电压等级下相间干扰产生的阻性电流分量，其方法为通过大量实验分别测试相间干扰阻性电流分量与避雷器高度h、相间距离d、导线半径r之间关系，并将数据进行曲线拟合，得到相间干扰产生的阻性电流分量与h、l、r之间的关系如下：

，，

其中，是相间干扰阻性电流分量有效值。

3.根据权利要求1所述的一种氧化锌避雷器在线检测方法，其特征在于，所述步骤4）中，若数据库A中存在当前运行环境温度和湿度值下的阻值，则比较计算得到得避雷器电阻值R，判断避雷器当前状态；若数据库A中不存在当前温度湿度下阻值，利用线性插值法计算得到当前温度湿度下阻值，写入数据库A中，并用当前温度湿度下阻值与计算得到的避雷器电阻值R比较，判断避雷器当前状态。

4.根据权利要求3所述的一种氧化锌避雷器在线检测方法，其特征在于，避雷器电阻值R的计算方法如下：

1）检测避雷器线路电压u，及流过避雷器泄露全电流i，判断线路电压是否存在过电压，若存在过电压，则返回重新检测；

2）根据避雷器线路电压u与流过避雷器泄露全电流i的夹角ϴ，得到阻性泄露电流；将避雷器线路电压u与阻性泄露电流进行FFT变换，得到基波分量u₁，，进而得到其避雷器线路电压有效值U₁，；

3）根据公式得到排除相间干扰后阻性泄露电流有效值，则避雷器等效电阻。

5.根据权利要求3所述的一种氧化锌避雷器在线检测方法，其特征在于，计算当前温度湿度下阻值的方法如下：

设当前测量温度t，湿度w，则由线性插值得到此温度湿度下阻值

其中，，，，分别为在不同的温度和湿度下测量得到的阻值；，；

将计算得到的当前温度湿度下阻值R(t,w)写入数据库A中，用于与计算得到的阻值进行比对。