CN108132403B - 一种串补火花间隙触发回路的监测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种串补火花间隙触发回路的监测方法和装置，控制电流测量线圈分别采集流过串补火花间隙触发回路中的电流信号；以及，控制电子式电压互感器实时采集第一均压电容器两端的电压信号，利用光电转换方法和数据转换方法，得到电流电信号、电压电信号U_L、电压电信号U_H和电压电信号U_C。根据电流电信号、电压电信号U_L、电压电信号U_H和电压电信号U_C，监测串补火花间隙触发回路的运行状态，从而准确采集每一次火花间隙触发时各元件动作情况及分析火花间隙触发的成因。

Description

一种串补火花间隙触发回路的监测方法和装置

技术领域

本发明涉及电气监测技术领域，尤其涉及一种串补火花间隙触发回路的监测方法和装置。

背景技术

串联电容器补偿技术是在现有线路上加装串联电容器补偿装置的技术。串联电容器补偿技术能够有效缩短线路的电气距离，还可提高超高压输电线路的输电能力和系统的稳定性、降低高压线路输电的损耗。

串联电容器补偿装置主要由串联电容器、火花间隙、金属氧化物压敏电阻等构成，当串补线路发生故障时，线路电流流过串联电容器，在串联电容器两端产生较高的电压，金属氧化物压敏电阻动作并限制串联电容器两端的电压，以保护装置的可靠运行。由于金属氧化物压敏电阻吸收能量有限，在一个较短的时间内，如果火花间隙无法可靠动作，金属氧化物压敏电阻就会由于积累的能量没有及时散失而发生爆炸。而火花间隙作为串联电容器和金属氧化物压敏电阻的后备保护，在保证串补站可靠、稳定运行方面显得尤为重要。

目前，在进行人工单相短路接地试验及运行中，火花间隙误触发时有发生，而依据现阶段保护信号采集及监视手段，难以准确采集每一次火花间隙触发时各元件动作情况及分析间火花隙触发的成因。

发明内容

本发明提供了一种串补火花间隙触发回路的监测方法和装置，以解决依据现阶段保护信号采集及监视手段，难以准确采集每一次火花间隙触发时各元件动作情况及分析火花间隙触发成因的问题。

第一方面，本发明提供了一种串补火花间隙触发回路的监测方法，包括：

控制电流测量线圈分别采集流过串补火花间隙触发回路中的电流信号；以及，控制电子式电压互感器实时采集第一均压电容器两端的电压信号；

利用光电转换方法，对所述电流信号进行处理，得到电流电信号；以及，对所述电压信号进行处理，得到电压电信号U_L；

利用数据转换方法，对所述电压电信号U_L进行处理，得到第二均压电容器两端的电压电信号U_H，以及，所述第一均压电容器和所述第二均压电容器两端的电压电信号U_C；

根据所述电流电信号、所述电压电信号U_L、所述电压电信号U_H和所述电压电信号U_C，监测所述串补火花间隙触发回路的运行状态。

可选的，所述电流测量线圈包括第一电流测量线圈、第二电流测量线圈、第三电流测量线圈和第四电流测量线圈；以及，按照下述步骤控制所述电流测量线圈分别采集流过串补火花间隙触发回路中的电流信号：

控制所述第一电流测量线圈采集流过第二套串联保护装置和第二高压脉冲变压器的第一电流信号；

控制所述第二电流测量线圈采集流过第一套串联保护装置、第一高压脉冲变压器、第二套串联保护装置和第一高压脉冲变压器的第二电流信号；

控制所述第三电流测量线圈采集流过密封间隙的第三电流信号；

控制所述第四电流测量线圈采集流过密封间隙和主间隙的第四电流信号。

可选的，按照以下步骤利用光电转换方法，对所述电流信号进行处理，得到电流电信号；

控制数据采集光电变换模块，将所述第一电流信号、第二电流信号、第三电流信号和第四电流信号转换成第一电流光信号、第二电流光信号、第三电流光信号和第四电流光信号；

将所述第一电流光信号、第二电流光信号、第三电流光信号和第四电流光信号传输至光电变换模块；

控制光电变换模块将所述第一电流光信号、第二电流光信号、第三电流光信号和第四电流光信号转换成所述第一电流电信号、第二电流电信号、第三电流电信号和第四电流电信号。

可选的，按照以下步骤利用光电转换方法，对所述电压信号进行处理，得到电压电信号U_L；

控制数据采集光电变换模块将所述电压信号转换成电压光信号；

将所述电压光信号传输至光电变换模块；

控制光电变换模块将所述电压光信号转换成所述电压电信号U_L。

可选的，按照下述步骤利用数据转换方法，对所述电压电信号U_L进行处理，得到第二均压电容器两端的电压电信号U_H，以及，所述第一均压电容器和所述第二均压电容器两端的电压电信号U_C；

根据所述电压电信号U_L，按照下式，确定所述第二均压电容器两端的电压电信号U_H：

根据所述电压电信号U_H，按照下式，确定所述第一均压电容器和所述第二均压电容器两端的电压电信号U_C：

式中，C₁为第一均压电容器的电容，C₂为第二均压电容器的电容，C₄为中间电极套管电容器的电容。

第二方面，本发明还提供了一种串补火花间隙触发回路的监测装置，包括：

控制模块，用于控制电流测量线圈分别采集流过串补火花间隙触发回路中的电流信号；以及，用于控制电子式电压互感器实时采集第一均压电容器两端的电压信号；

光电转换模块，用于利用光电转换方法，对所述电流信号进行处理，得到电流电信号；以及，用于对所述电压信号进行处理，得到电压电信号U_L；

计算模块，用于利用数据转换方法，对所述电压电信号U_L进行处理，得到第二均压电容器两端的电压电信号U_H，以及，所述第一均压电容器和所述第二均压电容器两端的电压电信号U_C；

监测模块，用于根据所述电流电信号、所述电压电信号U_L、所述电压电信号U_H和所述电压电信号U_C，监测所述串补火花间隙触发回路的运行状态。

可选的，所述电流测量线圈包括第一电流测量线圈、第二电流测量线圈、第三电流测量线圈和第四电流测量线圈；以及，所述控制模块包括：

第一控制单元，用于控制所述第一电流测量线圈采集流过第二套串联保护装置和第二高压脉冲变压器的第一电流信号；

第二控制单元，用于控制所述第二电流测量线圈采集流过第一套串联保护装置、第一高压脉冲变压器、第二套串联保护装置和第一高压脉冲变压器的第二电流信号；

第三控制单元，用于控制所述第三电流测量线圈采集流过密封间隙的第三电流信号；

第四控制单元，用于控制所述第四电流测量线圈采集流过密封间隙和主间隙的第四电流信号。

可选的，所述光电转换模块包括：

第一电流转换控制单元，用于控制数据采集光电变换模块，将所述第一电流信号、第二电流信号、第三电流信号和第四电流信号转换成第一电流光信号、第二电流光信号、第三电流光信号和第四电流光信号；以及，将所述第一电流光信号、第二电流光信号、第三电流光信号和第四电流光信号传输至光电变换模块；

第二电流转换控制单元，用于控制光电变换模块将所述第一电流光信号、第二电流光信号、第三电流光信号和第四电流光信号转换成所述第一电流电信号、第二电流电信号、第三电流电信号和第四电流电信号。

可选的，所述光电转换模块包括：

第一电压转换控制单元，用于控制数据采集光电变换模块将所述电压信号转换成电压光信号；以及，将所述电压光信号传输至光电变换模块；

第二电压转换控制单元，用于控制光电变换模块将所述电压光信号转换成所述电压电信号U_L。

可选的，所述计算模块包括：

第一计算单元，用于根据所述电压电信号U_L，按照下式，确定所述第二均压电容器两端的电压电信号U_H：

第二计算单元，用于根据所述电压电信号U_H，按照下式，确定所述第一均压电容器和所述第二均压电容器两端的电压电信号U_C：

式中，C₁为第一均压电容器的电容，C₂为第二均压电容器的电容，C₄为中间电极套管电容器的电容。

由以上技术方案可知，本发明实施例提供了一种串补火花间隙触发回路的监测方法和装置，控制电流测量线圈分别采集流过串补火花间隙触发回路中的电流信号；以及，控制电子式电压互感器实时采集第一均压电容器两端的电压信号，利用光电转换方法和数据转换方法，得到电流电信号、电压电信号U_L、电压电信号U_H和电压电信号U_C。根据电流电信号、电压电信号U_L、电压电信号U_H和电压电信号U_C，监测串补火花间隙触发回路的运行状态，从而准确采集每一次火花间隙触发时各元件动作情况及分析火花间隙触发的成因。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的串补火花间隙触发回路的监测方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的电流测量线圈采集电流信号的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的串补火花间隙触发回路的监测方法的现场测试示意图；

图4为本发明实施例提供的电流信号转换为电流电信号的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的电压信号转换为电压电信号的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的串补火花间隙触发回路的监测方法的电压计算示意图；

图7为本发明实施例提供的串补火花间隙触发回路的监测装置的结构框图。

具体实施方式

参见图1，为本发明实施例提供的串补火花间隙触发回路的监测方法的流程示意图。

本发明实施例提供的一种串补火花间隙触发回路的监测方法，包括：

S110：控制电流测量线圈5分别采集流过串补火花间隙触发回路中的电流信号；以及，控制电子式电压互感器12实时采集第一均压电容器9两端的电压信号。

串补火花间隙回路在正常运行时几乎是没有电流的，只有主套管电容器14上有电流流过。串补火花间隙触发回路中设置多个位点采集电流信号，通过这些电流信号对回路中多个元件进行监测，串补火花间隙触发回路的运行状态不同，串补火花间隙触发回路中各个位点处，采集到的电流信号的情况也不相同。

采集流过串补火花间隙触发回路中的电流信号可以采用普通电流互感器(油浸式、电磁式)、电子式电压互感器12、电流测量线圈5等，本发明实施例优选电流测量线圈5。

电流测量线圈5是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈。输出信号是电流对时间的微分。通过一个对输出的电压信号进行积分的电路，就可以真实还原输入电流。

采用电流测量线圈5有以下优点：费用相对较低；响应速度快；体积非常小；安装方便，无需对设备接线进行改造或重新设计。

采集第一均压电容器9两端的电压信号可以采用普通电压互感器(电容式、电磁式)、电子式电压互感器12等，本发明实施例优选电子式电压互感器12。

普通电压互感器(电容式、电磁式)，都采用带铁芯变压器进行电压变换，响应速度慢，体积大。而电子式电压互感器12，体积小，重量轻，精度高，功率损耗低，可使用光纤进行信号传输。

另外，本发明实施例的电压信号取自与第一均压电容器9下节并联的电子式电压互感器12，而不是直接取自第一均压电容器9。如果直接从第一均压电容器9采集电压，必须将第一均压电容器9下节分成上下两节，电压抽头从上、下节之间抽出。因此考虑到不影响第一均压电容器9的设计，本发明实施例中不直接从第一均压电容器9采集电压。

S120：利用光电转换方法，对电流信号进行处理，得到电流电信号；以及，对电压信号进行处理，得到电压电信号U_L。

电流测量线圈5能够采集到的是电流信号，需要经过一定的转换方式，转换为电流电信号的形式，才能被计算机17识别，实现监测的目的。

电子式电压互感器12能够采集到的是电压信号，同样需要经过一定的转换方式，转换为电压电信号的形式，才能被计算机17识别，实现监测的目的。

S130：利用数据转换方法，对电压电信号U_L进行处理，得到第二均压电容器10两端的电压电信号U_H，以及，第一均压电容器9和第二均压电容器10两端的电压电信号U_C。

已经获取到第一均压电容器9两端的电压电信号U_L，若想全面监测串补火花间隙触发回路，还需获取第二均压电容器10两端的电压电信号U_H，以及，第一均压电容器9和第二均压电容器10两端的电压电信号U_C，本发明采用数据转换的方法，利用电学公式，推算第二均压电容器10两端的电压电信号U_H，以及，第一均压电容器9和第二均压电容器10两端的电压电信号U_C，与添加更多电子式电压互感器12进行采集的方法，既不浪费资源，又保证了串补火花间隙触发回路的简洁性，防止各元件间互相影响，减少日常检修的压力。

S140：根据电流电信号、电压电信号U_L、电压电信号U_H和电压电信号U_C，监测串补火花间隙触发回路的运行状态。

根据电压电信号U_L、电压电信号U_H和电压电信号U_C，能够在火花间隙触发时，监测主间隙中间电极132、主间隙主电极高压端131和主间隙主电极高压端低压端133的电压峰值。根据电流电信号，能够监测火花间隙触发时串补火花间隙触发回路元件的使用情况。计算机17依据电流电信号、电压电信号U_L、电压电信号U_H和电压电信号U_C，对火花间隙触发时是火花间隙正确触发、火花间隙误动进行判断，而对于火花间隙误动时，能依据采集到的电流电信号的先后顺序判断本次火花间隙触发的成因。

参见图2，图2为本发明实施例提供的电流测量线圈采集电流信号的流程示意图。

电流测量线圈5包括第一电流测量线圈51、第二电流测量线圈52、第三电流测量线圈53和第四电流测量线圈54；以及，按照下述步骤控制电流测量线圈5分别采集流过串补火花间隙触发回路中的电流信号：

S210：控制第一电流测量线圈51采集流过第二套串联保护装置2和第二高压脉冲变压器4的第一电流信号。

S220：控制第二电流测量线圈52采集流过第一套串联保护装置1、第一高压脉冲变压器3、第二套串联保护装置2和第一高压脉冲变压器3的第二电流信号。

S230：控制第三电流测量线圈53采集流过密封间隙8的第三电流信号。

S240：控制第四电流测量线圈54采集流过密封间隙8和主间隙13的第四电流信号。

需要说明的是，本发明实施例中，火花间隙包括密封间隙8和主间隙13，串补火花间隙触发回路的不同运行状态下，电流的流向和大小都不相同，通过测量第一电流信号、第二电流信号、第三电流信号和第四电流信号，能够获取串补火花间隙触发回路中各个部件中电流的流动情况，方便判断各个部件的使用情况。

参照图3，图3为本发明实施例提供的串补火花间隙触发回路的监测方法的现场测试示意图。

串补火花间隙触发回路的监测装置现场安装时，第一均压电容器9和第二均压电容器10串联后与主套管电容器14并联，中间电极套管电容器11与第二均压电容器10并联；

主间隙13包括主间隙主电极高压端131、主间隙中间电极132和主间隙主电极低压端133；

主间隙主电极高压端131分别与第二均压电容器10的高压端、中间电极套管电容器11的高压端和主套管电容器14的高压端连接；

主间隙中间电极132分别与第一均压电容器9的高压端、中间电极套管电容器11的低压端和第二均压电容器10的低压端连接；

主间隙主电极低压端133分别与第一均压电容器9的低压端和主套管电容器14的低压端连接；

密封间隙8包括密封间隙主电极高压端81、密封间隙中间电极82和密封间隙主电极低压端83；

密封间隙主电极高压端81与限流电阻7的一端连接，限流电阻7的另一端分别与第一均压电容器9的高压端、中间电极套管电容器11的低压端和第二均压电容器10的低压端连接；

第一高压脉冲变压器3的一次绕组和第二高压脉冲变压器4的一次绕组存在共用的线路，金属氧化物压敏电阻6串接于第一高压脉冲变压器3的一次绕组和第二高压脉冲变压器4的一次绕组共用的线路上；

第一套串联保护装置1与第一高压脉冲变压器3的二次绕组串联，第二套串联保护装置2与第二高压脉冲变压器4的二次绕组串联。

密封间隙中间电极82与金属氧化物压敏电阻6的一端连接；密封间隙主电极低压端83与金属氧化物压敏电阻6的另一端连接；

第一电流测量线圈51套接于第二高压脉冲变压器4的一次绕组上；

第二电流测量线圈52套接于第一高压脉冲变压器3的一次绕组和第二高压脉冲变压器4的一次绕组共用的线路上；

金属氧化物压敏电阻6、密封间隙主电极低压端83和第一均压电容器9的低压端连线形成交点a，第三电流测量线圈53套接于密封间隙主电极低压端83与交点a之间的线路上；

主间隙主电极低压端133、主套管电容器14的低压端和第一均压电容器9的低压端连线形成交点b，第四电流测量线圈54套接于主套管电容器14的低压端与交点b之间的线路上；

参见图4，图4为本发明实施例提供的电流信号转换为电流电信号的流程示意图。

按照以下步骤利用光电转换方法，对电流信号进行处理，得到电流电信号；

S310：控制数据采集光电变换模块15，将第一电流信号、第二电流信号、第三电流信号和第四电流信号转换成第一电流光信号、第二电流光信号、第三电流光信号和第四电流光信号。

S320：将第一电流光信号、第二电流光信号、第三电流光信号和第四电流光信号传输至光电变换模块16。

S330：控制光电变换模块16将第一电流光信号、第二电流光信号、第三电流光信号和第四电流光信号转换成第一电流电信号、第二电流电信号、第三电流电信号和第四电流电信号。

本发明的光电转换方法，包括将电流测量线圈5采集到的各个电流信号，先转换为电流光信号，再转换为电流电信号的过程，通过这样的转换使计算机17易于读取，并通过电流电信号，辅助监测串补火花间隙触发回路中各个元件。

串补火花间隙触发回路的监测装置现场安装时，参照图3，第一电流测量线圈51、第二电流测量线圈52、第三电流测量线圈53和第四电流测量线圈54通过绝缘导线分别与数据采集光电变换模块15的输入端连接。数据采集光电变换模块15的输出端通过光纤与光电变换模块16的输入端连接，光电变换模块16的输出端通过绝缘导线与计算机17的输入端连接。

参见图5，图5为本发明实施例提供的电压信号转换为电压电信号的流程示意图。

按照以下步骤利用光电转换方法，对电压信号进行处理，得到电压电信号U_L。

S410：控制数据采集光电变换模块15将电压信号转换成电压光信号。

S420：将电压光信号传输至光电变换模块16。

S430：控制光电变换模块16将电压光信号转换成电压电信号U_L。

本发明的光电转换方法，包括将电子式电压互感器12采集到的电压信号，先转换为电压光信号，再转换为电压电信号的过程，通过这样的转换使计算机17易于读取，并通过电压电信号和电流电信号，对火花间隙触发时是火花间隙正确触发、火花间隙误动进行判断。

串补火花间隙触发回路的监测装置现场安装时，参照图3，将电子式电压互感器12固定好，通过绝缘导线将第一均压电容器9的高压端与电子式电压互感器12的高压端连接，与周围物体保持足够的安全距离。电子式电压互感器12低压端通过绝缘导线与数据采集光电变换模块15的输入端连接，数据采集光电变换模块15的输出端通过光纤与光电变换模块16的输入端连接，光电变换模块16的输出端通过绝缘导线与计算机17的输入端连接。

参见图6，图6为本发明实施例提供的串补火花间隙触发回路的监测装置的电压计算示意图。

按照下述步骤利用数据转换方法，对电压电信号U_L进行处理，得到第二均压电容器10两端的电压电信号U_H，以及，第一均压电容器9和第二均压电容器10两端的电压电信号U_C。

根据电压电信号U_L，按照下式，确定第二均压电容器10两端的电压电信号U_H：

根据电压电信号U_H，按照下式，确定第一均压电容器9和第二均压电容器10两端的电压电信号U_C：

式中，C₁为第一均压电容器9的电容，C₂为第二均压电容器10的电容，C₄为中间电极套管电容器11的电容。

参照图3，第一均压电容器9和第二均压电容器10串联，中间电极套管电容器11与第二均压电容器10并联，通过计算推导，能够获知第二均压电容器10两端的电压电信号U_H，以及，第一均压电容器9和第二均压电容器10两端的电压电信号U_C，简便快捷，方便后续对串补火花间隙回路运行状态进行判断。

具体的，根据电流电信号、电压电信号U_L、电压电信号U_H和电压电信号U_C，具体监测串补火花间隙触发回路的运行状态时：

当电压电信号U_L未到火花间隙中主间隙13的击穿电压值时，火花间隙击穿，在第三电流测量线圈53上测试到流过密封间隙8的第三电流信号，而第一电流测量线圈51、第二电流测量线圈52和第四电流测量线圈54未测试到电流信号，则判定是主间隙13自击穿，应检查主间隙13各触头之间的间隙距离是否正确，以及，中间电极套管电容器11、主套管电容器14是否故障等。

当火花间隙动作时，电压电信号U_L未到火花间隙中主间隙13的击穿电压值，火花间隙击穿，第一电流测量线圈51、第二电流测量线圈52、第三电流测量线圈53和第四电流测量线圈54分别采集到电流信号。但分析波形，第三电流测量线圈53上的第三电流信号波形发生时间明显超前于第一电流测量线圈51、第二电流测量线圈52和第四电流测量线圈54上采集到的电流信号的时间，则可判断是密封间隙8误动作。应检查密封间隙8的自触发电压值、间隙间距是否为规定值。

电压电信号U_L未到火花间隙中主间隙13的击穿电压值时，火花间隙击穿，第一电流测量线圈51、第二电流测量线圈52、第三电流测量线圈53和第四电流测量线圈54分别采集到电流信号。但分析波形，第一电流测量线圈51和第二电流测量线圈52上的电流波形发生时间明显超前于第三电流测量线圈53和第四电流测量线圈54采集到电流的时间，则可判断是第二高压脉冲变压器4误动作。

需要注明的是，上述各个元件采集的是电流信号和电压信号，当需要对各个元件运行情况进行判断时，依据的是转换后的电流电信号和电压电信号。

参见图7，图7为本发明实施例提供的串补火花间隙触发回路的监测装置的结构框图。

本发明实施例提供的一种串补火花间隙触发回路的监测装置，包括：

控制模块601，用于控制电流测量线圈5分别采集流过串补火花间隙触发回路中的电流信号；以及，用于控制电子式电压互感器12实时采集第一均压电容器9两端的电压信号。

光电转换模块602，用于利用光电转换方法，对电流信号进行处理，得到电流电信号；以及，用于对电压信号进行处理，得到电压电信号U_L。

计算模块603，用于利用数据转换方法，对电压电信号U_L进行处理，得到第二均压电容器10两端的电压电信号U_H，以及，第一均压电容器9和第二均压电容器10两端的电压电信号U_C。

监测模块604，用于根据电流电信号、电压电信号U_L、电压电信号U_H和电压电信号U_C，监测串补火花间隙触发回路的运行状态。

具体的，电流测量线圈5包括第一电流测量线圈51、第二电流测量线圈52、第三电流测量线圈53和第四电流测量线圈54；以及，控制模块601包括：

第一控制单元，用于控制第一电流测量线圈51采集流过第二套串联保护装置2和第二高压脉冲变压器4的第一电流信号。

第二控制单元，用于控制第二电流测量线圈52采集流过第一套串联保护装置1、第一高压脉冲变压器3、第二套串联保护装置2和第一高压脉冲变压器3的第二电流信号。

第三控制单元，用于控制第三电流测量线圈53采集流过密封间隙8的第三电流信号。

第四控制单元，用于控制第四电流测量线圈54采集流过密封间隙8和主间隙13的第四电流信号。

具体的，光电转换模块602包括：

第一电流转换控制单元，用于控制数据采集光电变换模块15，将第一电流信号、第二电流信号、第三电流信号和第四电流信号转换成第一电流光信号、第二电流光信号、第三电流光信号和第四电流光信号；以及，将第一电流光信号、第二电流光信号、第三电流光信号和第四电流光信号传输至光电变换模块16。

第二电流转换控制单元，用于控制光电变换模块16将第一电流光信号、第二电流光信号、第三电流光信号和第四电流光信号转换成第一电流电信号、第二电流电信号、第三电流电信号和第四电流电信号。

具体的，光电转换模块602包括：

第一电压转换控制单元，用于控制数据采集光电变换模块15将电压信号转换成电压光信号；以及，将电压光信号传输至光电变换模块16。

第二电压转换控制单元，用于控制光电变换模块16将电压光信号转换成电压电信号U_L。

具体的，计算模块603包括：

第一计算单元，用于根据电压电信号U_L，按照下式，确定第二均压电容器10两端的电压电信号U_H：

第二计算单元，用于根据电压电信号U_H，按照下式，确定第一均压电容器9和第二均压电容器10两端的电压电信号U_C：

式中，C₁为第一均压电容器9的电容，C₂为第二均压电容器10的电容，C₄为中间电极套管电容器11的电容。

由以上技术方案可知，本发明实施例提供了一种串补火花间隙触发回路的监测方法和装置，控制电流测量线圈分别采集流过串补火花间隙触发回路中的电流信号；以及，控制电子式电压互感器实时采集第一均压电容器两端的电压信号，利用光电转换方法和数据转换方法，得到电流电信号、电压电信号U_L、电压电信号U_H和电压电信号U_C。根据电流电信号、电压电信号U_L、电压电信号U_H和电压电信号U_C，监测串补火花间隙触发回路的运行状态，从而准确采集每一次火花间隙触发时各元件动作情况及分析火花间隙触发的成因。

需要说明的是，本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于串补火花间隙触发回路的监测的实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种串补火花间隙触发回路的监测方法，其特征在于，包括：

控制电流测量线圈分别采集流过串补火花间隙触发回路中的电流信号；以及，控制电子式电压互感器实时采集第一均压电容器两端的电压信号；

利用光电转换方法，对所述电流信号进行处理，得到电流电信号；以及，对所述电压信号进行处理，得到电压电信号U_L；

利用数据转换方法，对所述电压电信号U_L进行处理，得到第二均压电容器两端的电压电信号U_H，以及，所述第一均压电容器和所述第二均压电容器两端的电压电信号U_C；

根据所述电流电信号、所述电压电信号U_L、所述电压电信号U_H和所述电压电信号U_C，监测所述串补火花间隙触发回路的运行状态；

若火花间隙误动，则依据采集到的所述电流电信号的先后顺序判断所述火花间隙触发的成因；

其中，所述电流测量线圈包括第一电流测量线圈、第二电流测量线圈、第三电流测量线圈和第四电流测量线圈；所述依据采集到的所述电流电信号的先后顺序判断所述火花间隙触发的成因，包括：

当电压电信号U_L未到火花间隙中主间隙的击穿电压值，火花间隙击穿时，若所述第三电流测量线圈上测试到流过密封间隙的电流信号，而所述第一电流测量线圈、所述第二电流测量线圈和所述第四电流测量线圈未测试到电流信号，则判定主间隙自击穿；

若所述第一电流测量线圈、所述第二电流测量线圈、所述第三电流测量线圈和所述第四电流测量线圈分别采集到电流信号，则分析所述电流信号的波形；

若所述第三电流测量线圈上所述电流信号波形发生时间，小于所述第一电流测量线圈、所述第二电流测量线圈和所述第四电流测量线圈上采集到所述电流信号的时间，则判断是密封间隙误动作；

若所述第一电流测量线圈和所述第二电流测量线圈上所述电流信号的波形发生时间，小于所述第三电流测量线圈和所述第四电流测量线圈采集到所述电流信号的时间，则判断是所述串补火花间隙触发回路中的脉冲变压器误动作。

2.根据权利要求1所述的串补火花间隙触发回路的监测方法，其特征在于，所述控制所述电流测量线圈分别采集流过串补火花间隙触发回路中的电流信号，包括：

控制所述第一电流测量线圈采集流过第二套串联保护装置和第二高压脉冲变压器的第一电流信号；

控制所述第二电流测量线圈采集流过第一套串联保护装置、第一高压脉冲变压器、第二套串联保护装置和第一高压脉冲变压器的第二电流信号；

控制所述第三电流测量线圈采集流过密封间隙的第三电流信号；

控制所述第四电流测量线圈采集流过密封间隙和主间隙的第四电流信号。

3.根据权利要求2所述的串补火花间隙触发回路的监测方法，其特征在于，按照以下步骤利用光电转换方法，对所述电流信号进行处理，得到电流电信号；

控制数据采集光电变换模块，将所述第一电流信号、第二电流信号、第三电流信号和第四电流信号转换成第一电流光信号、第二电流光信号、第三电流光信号和第四电流光信号；

将所述第一电流光信号、第二电流光信号、第三电流光信号和第四电流光信号传输至光电变换模块；

控制光电变换模块将所述第一电流光信号、第二电流光信号、第三电流光信号和第四电流光信号转换成所述第一电流电信号、第二电流电信号、第三电流电信号和第四电流电信号。

4.根据权利要求1所述的串补火花间隙触发回路的监测方法，其特征在于，按照以下步骤利用光电转换方法，对所述电压信号进行处理，得到电压电信号U_L；

控制数据采集光电变换模块将所述电压信号转换成电压光信号；

将所述电压光信号传输至光电变换模块；

控制光电变换模块将所述电压光信号转换成所述电压电信号U_L。

5.根据权利要求1所述的串补火花间隙触发回路的监测方法，其特征在于，按照下述步骤利用数据转换方法，对所述电压电信号U_L进行处理，得到第二均压电容器两端的电压电信号U_H，以及，所述第一均压电容器和所述第二均压电容器两端的电压电信号U_C；

根据所述电压电信号U_L，按照下式，确定所述第二均压电容器两端的电压电信号U_H：

；

根据所述电压电信号U_H，按照下式，确定所述第一均压电容器和所述第二均压电容器两端的电压电信号U_C：

；

式中，C₁为第一均压电容器的电容，C₂为第二均压电容器的电容，C₄为中间电极套管电容器的电容。

6.一种串补火花间隙触发回路的监测装置，其特征在于，采用如权利要求1-5中任一种串补火花间隙触发回路的监测方法，所述装置包括：

控制模块，用于控制电流测量线圈分别采集流过串补火花间隙触发回路中的电流信号；以及，用于控制电子式电压互感器实时采集第一均压电容器两端的电压信号；所述电流测量线圈包括第一电流测量线圈、第二电流测量线圈、第三电流测量线圈和第四电流测量线圈；

光电转换模块，用于利用光电转换方法，对所述电流信号进行处理，得到电流电信号；以及，用于对所述电压信号进行处理，得到电压电信号U_L；

计算模块，用于利用数据转换方法，对所述电压电信号U_L进行处理，得到第二均压电容器两端的电压电信号U_H，以及，所述第一均压电容器和所述第二均压电容器两端的电压电信号U_C；

监测模块，用于根据所述电流电信号、所述电压电信号U_L、所述电压电信号U_H和所述电压电信号U_C，监测所述串补火花间隙触发回路的运行状态；以及，若火花间隙误动，则依据采集到的所述电流电信号的先后顺序判断所述火花间隙触发的成因；

监测模块，还用于：当电压电信号U_L未到火花间隙中主间隙的击穿电压值，火花间隙击穿时，若所述第三电流测量线圈上测试到流过密封间隙的电流信号，而所述第一电流测量线圈、所述第二电流测量线圈和所述第四电流测量线圈未测试到电流信号，则判定主间隙自击穿；

若所述第一电流测量线圈、所述第二电流测量线圈、所述第三电流测量线圈和所述第四电流测量线圈分别采集到电流信号，则分析所述电流信号的波形；

若所述第三电流测量线圈上所述电流信号波形发生时间，小于所述第一电流测量线圈、所述第二电流测量线圈和所述第四电流测量线圈上采集到所述电流信号的时间，则判断是密封间隙误动作；

若所述第一电流测量线圈和所述第二电流测量线圈上所述电流信号的波形发生时间，小于所述第三电流测量线圈和所述第四电流测量线圈采集到所述电流信号的时间，则判断是所述串补火花间隙触发回路中的脉冲变压器误动作。

7.根据权利要求6所述的串补火花间隙触发回路的监测装置，其特征在于，所述控制模块包括：

第一控制单元，用于控制所述第一电流测量线圈采集流过第二套串联保护装置和第二高压脉冲变压器的第一电流信号；

第二控制单元，用于控制所述第二电流测量线圈采集流过第一套串联保护装置、第一高压脉冲变压器、第二套串联保护装置和第一高压脉冲变压器的第二电流信号；

第三控制单元，用于控制所述第三电流测量线圈采集流过密封间隙的第三电流信号；

第四控制单元，用于控制所述第四电流测量线圈采集流过密封间隙和主间隙的第四电流信号。

8.根据权利要求7所述的串补火花间隙触发回路的监测装置，其特征在于，所述光电转换模块包括：

第一电流转换控制单元，用于控制数据采集光电变换模块，将所述第一电流信号、第二电流信号、第三电流信号和第四电流信号转换成第一电流光信号、第二电流光信号、第三电流光信号和第四电流光信号；以及，将所述第一电流光信号、第二电流光信号、第三电流光信号和第四电流光信号传输至光电变换模块；

第二电流转换控制单元，用于控制光电变换模块将所述第一电流光信号、第二电流光信号、第三电流光信号和第四电流光信号转换成所述第一电流电信号、第二电流电信号、第三电流电信号和第四电流电信号。

9.根据权利要求6所述的串补火花间隙触发回路的监测装置，其特征在于，所述光电转换模块包括：

第一电压转换控制单元，用于控制数据采集光电变换模块将所述电压信号转换成电压光信号；以及，将所述电压光信号传输至光电变换模块；

第二电压转换控制单元，用于控制光电变换模块将所述电压光信号转换成所述电压电信号U_L。

10.根据权利要求6所述的串补火花间隙触发回路的监测装置，其特征在于，所述计算模块包括：

第一计算单元，用于根据所述电压电信号U_L，按照下式，确定所述第二均压电容器两端的电压电信号U_H：

；

第二计算单元，用于根据所述电压电信号U_H，按照下式，确定所述第一均压电容器和所述第二均压电容器两端的电压电信号U_C：

；

式中，C₁为第一均压电容器的电容，C₂为第二均压电容器的电容，C₄为中间电极套管电容器的电容。