CN110988444A - 氧化锌避雷器分压装置、过电压检测避雷装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种氧化锌避雷器分压装置、过电压检测避雷装置及检测方法，所述氧化锌避雷器分压装置包括氧化锌压敏电阻、分压电阻和电压监测仪。氧化锌压敏电阻一端用于和氧化锌避雷器连接，另一端用于接地；其中，所述氧化锌压敏电阻的阻值小于所述氧化锌避雷器的内部阀片的等效阻值；分压电阻包括相互串联的至少两个电阻，所述分压电阻与所述氧化锌压敏电阻并联；电压监测仪与所述至少两个电阻中的一个电阻并联，用于采集所述至少两个电阻中的一个电阻的端电压。本申请提供的氧化锌避雷器分压装置、过电压检测避雷装置及检测方法可以解决传统方案中存在的无法对电气设备的过电压故障进行分析的问题。

Description

氧化锌避雷器分压装置、过电压检测避雷装置及检测方法

技术领域

本申请涉及电力设备检测领域，特别是涉及一种氧化锌避雷器分压装置、过电压检测避雷装置及检测方法。

背景技术

雷击所引发的过电压是电力系统中常见的电磁扰动现象，其造成的电力设备绝缘损坏将引发电力系统短路故障，严重危害电网的安全性和稳定性。因此基于电网过电压故障事故频发，一般需要在线路或变电站过电压故障点附近设置氧化锌避雷器。

当电气设备遭受过电压故障时，电气设备附近安装的氧化锌避雷器的端电压会因为过电压故障发生变化。但是传统的氧化锌避雷器的端电压过大，目前没有电压检测设备可以直接获取氧化锌避雷器的端电压，从而对过电压故障进行分析。

因此，传统方案存在无法对电气设备的过电压故障进行分析的问题。

发明内容

基于此，有必要针对传统方案存在无法对电气设备的过电压故障进行分析的问题，提供一种氧化锌避雷器分压装置、过电压检测避雷装置及检测方法。

一种氧化锌避雷器分压装置，包括：

氧化锌压敏电阻，一端用于和氧化锌避雷器连接，另一端用于接地；其中，所述氧化锌压敏电阻的阻值小于所述氧化锌避雷器的内部阀片的等效阻值；

分压电阻，包括相互串联的至少两个电阻，所述分压电阻与所述氧化锌压敏电阻并联；

电压监测仪，与所述至少两个电阻中的一个电阻并联，用于采集所述至少两个电阻中的一个电阻的端电压。

本申请提供一种氧化锌避雷器分压装置，包括氧化锌压敏电阻、分压电阻和电压监测仪。其中，所述氧化锌压敏电阻的等效阻值小于所述氧化锌避雷器的内部阀片的等效阻值。当氧化锌避雷器因为附近的电气设备过电压故障而产生端电压变化时，所述氧化锌压敏电阻两端的电压小于所述氧化锌避雷器的内部阀片两端的电压。进而，所述分压电阻可以对所述氧化锌压敏电阻两端的电压进一步进行分压，以使所述分压电阻中至少一个电阻上的电压可以被所述电压监测仪采集。此时，所述电压监测仪可以通过分析所述分压电阻中至少一个电阻两端的电压变化分析出电气设备的过电压故障。综上，本申请提供的氧化锌避雷器分压装置可以解决传统方案中存在的无法对电气设备的过电压故障进行分析的问题。

其中一项实施例中，所述分压电阻包括：

第一电阻，一端连接所述氧化锌压敏电阻；

第二电阻，一端与所述第一电阻的另一端连接，另一端连接所述氧化锌压敏电阻。

其中一项实施例中，所述第一电阻的阻值小于所述第二电阻的阻值，所述电压监测仪与所述第一电阻并联。

其中一项实施例中，所述第一电阻和所述第二电阻的电阻之和大于所述氧化锌压敏电阻的阻值。

其中一项实施例中，所述电压监测仪包括：

模数转换电路，与所述第一电阻并联；

处理芯片，与所述模数转换电路通信连接。

其中一项实施例中，还包括：

屏蔽罩，安装于所述电压监测仪。

一种放电计数装置，包括：

如上所述的氧化锌避雷器分压装置；

放电计数器，与所述氧化锌压敏电阻并联。

一种过电压检测避雷装置，包括：

如上所述的氧化锌避雷器分压装置；

氧化锌避雷器；

氧化锌避雷器阀片，安装于所述氧化锌避雷器，且与所述氧化锌压敏电阻串联。

一种根据过电压检测避雷装置进行过电压检测的方法，其特征在于，包括：

获取待测电阻的端电压，得到测量电压，其中，所述待测电阻为所述分压电阻中端电压被测量的电阻；

根据所述氧化锌压敏电阻和所述待测电阻的电阻比值，以及所述待测电阻的端电压，得到所述氧化锌压敏电阻的电压值；

根据所述氧化锌压敏电阻和所述氧化锌避雷器阀片的电阻比值，以及所述氧化锌压敏电阻的电压值，得到所述氧化锌阀片的电压值。

其中一项实施例中，还包括：

获取多个所述测量电压；

根据所述多个所述测量电压得到测量电压波形图；

将所述测量电压波形图与过电压故障电压波形图库进行比对，确定所述测量电压波形图的类型；

根据测量电压波形图的类型确定过电压故障类型。

附图说明

图1为本申请的一个实施例提供的氧化锌避雷器分压装置的结构示意图。

图2为本申请的一个实施例提供的氧化锌避雷器分压装置的结构示意图。

图3为本申请的一个实施例提供的电压监测仪和屏蔽罩的结构示意图。

图4为本申请的一个实施例提供的放电计数装置的结构示意图。

图5为本申请的一个实施例提供的过电压检测避雷装置的结构示意图。

图6为本申请的一个实施例提供的过电压检测避雷装置进行过电压检测的方法的流程示意图。

图7为本申请的另一个实施例提供的过电压检测避雷装置进行过电压检测的方法的流程示意图。

附图标号说明

氧化锌避雷器分压装置 10

氧化锌压敏电阻 100

分压电阻 200

第一电阻 210

第二电阻 220

电压监测仪 300

模数转换电路 310

处理芯片 320

屏蔽罩 330

放电计数装置 20

放电计数器 400

过电压检测避雷装置 30

氧化锌避雷器 31

氧化锌避雷器阀片 32

具体实施方式

雷击所引发的过电压是电力系统中常见的电磁扰动现象，其造成的电力设备绝缘损坏将引发电力系统短路故障，严重危害电网的安全性和稳定性。因此基于电网过电压故障事故频发，一般需要在线路或变电站过电压故障点附近设置氧化锌避雷器。当电气设备遭受过电压故障时，电气设备附近安装的氧化锌避雷器的端电压会因为过电压故障发生变化。但是传统的氧化锌避雷器的端电压过大，目前没有电压检测设备可以直接获取氧化锌避雷器的端电压，从而对过电压故障进行分析。因此，传统方案存在无法对电气设备的过电压故障进行分析的问题。基于此，本申请提供一种氧化锌避雷器分压装置、过电压检测避雷装置及检测方法。

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1，本申请提供一种氧化锌避雷器分压装置10，包括氧化锌压敏电阻100、分压电阻200和电压监测仪300。

所述氧化锌压敏电阻100一端用于和氧化锌避雷器31连接，另一端用于接地。其中，所述氧化锌压敏电阻100的阻值小于所述氧化锌避雷器31的内部阀片的等效阻值。所述氧化锌压敏电阻100为非线性电阻，实质是一种多组分的多晶陶瓷半导体。所述氧化锌压敏电阻100是以氧化锌为主体，并添加各种其他成分的非线性电阻。大多数情况下所述氧化锌压敏电阻100的显微结构可由四部分组成：氧化锌主体、晶界层、尖晶石晶粒及孔隙。经测试，在同厂家同批次生产的氧化锌非线性电阻由于制作工艺及添加物成分的相同，最终产品性能差别也微乎其微。并且随着所述氧化锌压敏电阻100的制作工艺的提升，其阀片晶界层已具有了较高的热稳定性及电稳定性，确保了其可靠的工作性能及稳定的伏安特性。在一个实施例中，所述氧化锌压敏电阻100和所述氧化锌避雷器31内的氧化锌阀片需要由同一个厂家生产，以保证产品性能基本一致，防止产品性能差异大引起的分压故障。当所述氧化锌压敏电阻11的两端出现过电压时，因为所述氧化锌压敏电阻100两端的分压会小于所述氧化锌避雷器11的内部阀片的分压。此时，所述氧化锌压敏电阻100两端的电压会随着所述氧化锌避雷器11过电压增长，且电压的增长率与所述氧化锌避雷器11两端的电压增长率相同。

所述分压电阻200包括相互串联的至少两个电阻，所述分压电阻200与所述氧化锌压敏电阻100并联。可以理解的是，所述至少两个电阻中的每个电阻上的电压均小于所述氧化锌压敏电阻100的电压，此时电压检测装置可以通过检测阻值较小的电阻两端的电压获知过电压故障类型和过电压值。获知所述氧化锌避雷器31的内部阀片的等效阻值、所述氧化锌压敏电阻100的阻值、所检测的电阻的阻值、所检测的电阻的两端电压，通过分压比计算出所述氧化锌避雷器31的内部阀片的两端电压。工作人员可以获知所检测的电阻的两端电压的变化图，并与标准的过电压变化图进行比对，得到所述氧化锌避雷器31的过电压故障类型。

所述电压监测仪300与所述至少两个电阻中的一个电阻并联，用于采集所述至少两个电阻中的一个电阻的端电压。工作人员可以通过所述电压监测仪300获知被测电阻两端的电压值、电压变化等，从而获知所述氧化锌避雷器31两端的电压值和过电压类型。

本实施例提供一种氧化锌避雷器分压装置10，包括氧化锌压敏电阻100、分压电阻200和电压监测仪300。其中，所述氧化锌压敏电阻100的等效阻值小于所述氧化锌避雷器31的内部阀片的等效阻值。当氧化锌避雷器31因为附近的电气设备过电压故障而产生端电压变化时，所述氧化锌压敏电阻100两端的电压小于所述氧化锌避雷器31的内部阀片两端的电压。进而，所述分压电阻200可以对所述氧化锌压敏电阻100两端的电压进一步进行分压，以使所述分压电阻200中至少一个电阻上的电压可以被所述电压监测仪300采集。此时，所述电压监测仪300可以通过分析所述分压电阻200中至少一个电阻两端的电压变化分析出电气设备的过电压故障。综上，本实施例提供的氧化锌避雷器分压装置10可以解决传统方案中存在的无法对电气设备的过电压故障进行分析的问题。

在本申请的一个实施例中，所述分压电阻200包括第一电阻210和第二电阻220。所述第一电阻210一端连接所述氧化锌压敏电阻100，所述第二电阻220一端与所述第一电阻210的另一端连接，另一端连接所述氧化锌压敏电阻100。所述第一电阻210和所述第二电阻220的阻值可以根据实际需要选择，本申请不做限定。

在本申请的一个实施例中，所述第一电阻210的阻值小于所述第二电阻220的阻值，所述电压监测仪300与所述第一电阻210并联。所述电压检测仪300可以通过获知所述第一电阻210两端的电压获知所述氧化锌避雷器31两端的电压，进而获知所述氧化锌避雷器31的过电压故障类型。在一个实施例中，所述第一电阻210的阻值为50千欧，所述第二电阻220的阻值为5000千欧。

在本申请的一个实施例中，所述第一电阻210和所述第二电阻220的电阻之和大于所述氧化锌压敏电阻100的阻值。在所述氧化锌避雷器31正常工作状态下，所述分压电阻200的阻值大于所述氧化锌压敏电阻100时，电流会经过所述氧化锌压敏电阻100接地。此时，所述氧化锌避雷器31的正常工作状态不会被干扰。

请一并参见图2，在本申请的一个实施例中，所述电压监测仪300包括模数转换电路310和处理芯片320。所述模数转换电路310与所述第一电阻210并联。所述处理芯片320与所述模数转换电路310通信连接。所述处理芯片320用于记录测得的所述第一电阻210两端的电压值，从而获知电压变化曲线图，间接获知所述氧化锌避雷器31两端的电压变化过程。

请一并参见图3，在本申请的一个实施例中，所述氧化锌避雷器分压装置10还包括屏蔽罩330。所述屏蔽罩330用于屏蔽外界电磁的干扰。所述屏蔽罩330的大小、形状，以及在所述电压监测仪300上的安装位置均可以根据实际需要选择，本申请不做限定。

请一并参见图4，本申请还提供一种放电计数装置20，包括如上所述的氧化锌避雷器分压装置10，还包括放电计数器500。所述放电计数器500与所述氧化锌压敏电阻100并联。所述放电计数器500的型号和类型可以根据实际需要选择，本申请不做限定。本实施例提供的放电计数装置30相对于传统的放电计数装置，可以满足氧化锌避雷器的电压监测装置的电压检测要求。

请一并参见图5，本申请还提供一种过电压检测避雷装置40，包括如上所述的氧化锌避雷器分压装置10、氧化锌避雷器31和氧化锌避雷器阀片32。所述氧化锌避雷器31的型号可以根据实际需要选择，本申请不做限定。

可以理解的是，所述氧化锌压敏电阻100可以理解为氧化锌阀片，所述氧化锌避雷器阀片32和所述氧化锌压敏电阻100的阀片厚度的比决定了分压比。举例说明，所述氧化锌压敏电阻100的阀片厚度为d₁，所述氧化锌避雷器阀片32的阀片厚度为d₂，所述氧化锌避雷器阀片32的输入电压为U₀，所述氧化锌压敏电阻100的输出电压为U₁，则：

本申请还提供一种根据所述过电压检测避雷装置40进行过电压检测的方法，包括：

S100，获取待测电阻的端电压，得到测量电压，其中，所述待测电阻为所述分压电阻200中端电压被测量的电阻。

记所述待测电阻的电阻值为R₁。

S200，根据所述氧化锌压敏电阻100和所述待测电阻的电阻比值，以及所述待测电阻的端电压，得到所述氧化锌压敏电阻100的电压值。

若记所述氧化锌压敏电阻100的阻值为R₂，所述氧化锌压敏电阻100上的电压值为U₁，所述待测电阻的端电压为U_R，则所述氧化锌压敏电阻100的电压值为

S300，根据所述氧化锌压敏电阻100和所述氧化锌避雷器阀片32的电阻比值，以及所述氧化锌压敏电阻100的电压值，得到所述氧化锌阀片32的电压值。

若记所述氧化锌避雷器阀片32的电压值为U₂，所述氧化锌避雷器阀片32的电阻为R₃。所述氧化锌压敏电阻100的阀片厚度为d₁，所述氧化锌避雷器阀片32的阀片厚度为d₂。则，

因此，可以通过所述氧化锌压敏电阻100和所述氧化锌避雷器阀片32的电阻比值，以及所述氧化锌压敏电阻100的电压值得到所述氧化锌阀片32的电压值。从而在所述氧化锌压敏电阻100过电压时，获知所述氧化锌压敏电阻100两端的电压值。

在本申请的一个实施例中，所述根据所述过电压检测避雷装置40进行过电压检测的方法还包括：

S400，获取多个所述测量电压；

S410，根据所述多个所述测量电压得到测量电压波形图；

S420，将所述测量电压波形图与过电压故障电压波形图库进行比对，确定所述测量电压波形图的类型；

S430，根据测量电压波形图的类型确定过电压故障类型。

所述过电压故障电压波形图库中包括多个过电压故障电压波形图，每个过电压故障波形图对应特定的过电压故障。因此，通过将所述测量电压波形图与过电压故障波形图库进行比对，可以确定所述测量电压波形图的类型，进而根据所述测量电压波形图的类型可以确定过电压故障类型。由此工作人员可以获知所述氧化锌避雷器过电压故障类型。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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

Claims (10)

1.一种氧化锌避雷器分压装置，其特征在于，包括：

氧化锌压敏电阻(100)，一端用于和氧化锌避雷器(31)连接，另一端用于接地；其中，所述氧化锌压敏电阻(100)的阻值小于所述氧化锌避雷器(31)的内部阀片的等效阻值；

分压电阻(200)，包括相互串联的至少两个电阻，所述分压电阻(200)与所述氧化锌压敏电阻(100)并联；

电压监测仪(300)，与所述至少两个电阻中的一个电阻并联，用于采集所述至少两个电阻中的一个电阻的端电压。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分压电阻(200)包括：

第一电阻(210)，一端连接所述氧化锌压敏电阻(100)；

第二电阻(220)，一端与所述第一电阻(210)的另一端连接，另一端连接所述氧化锌压敏电阻(100)。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一电阻(210)的阻值小于所述第二电阻(220)的阻值，所述电压监测仪(300)与所述第一电阻(210)并联。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一电阻(210)和所述第二电阻(220)的电阻之和大于所述氧化锌压敏电阻(100)的阻值。

5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电压监测仪(300)包括：

模数转换电路(310)，与所述第一电阻(210)并联；

处理芯片(320)，与所述模数转换电路(310)通信连接。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

屏蔽罩(330)，安装于所述电压监测仪(300)。

7.一种放电计数装置，其特征在于，包括：

如权利要求1至6任一项所述的氧化锌避雷器分压装置(10)；

放电计数器(500)，与所述氧化锌压敏电阻(100)并联。

8.一种过电压检测避雷装置，其特征在于，包括：

如权利要求1至6任一项所述的氧化锌避雷器分压装置(10)；

氧化锌避雷器(31)；

氧化锌避雷器阀片(32)，安装于所述氧化锌避雷器(31)，且与所述氧化锌压敏电阻(100)串联。

9.一种根据权利要求8所述的过电压检测避雷装置(40)进行过电压检测的方法，其特征在于，包括：

获取待测电阻的端电压，得到测量电压，其中，所述待测电阻为所述分压电阻(200)中端电压被测量的电阻；

根据所述氧化锌压敏电阻(100)和所述待测电阻的电阻比值，以及所述待测电阻的端电压，得到所述氧化锌压敏电阻(100)的电压值；

根据所述氧化锌压敏电阻(100)和所述氧化锌避雷器阀片(32)的电阻比值，以及所述氧化锌压敏电阻(100)的电压值，得到所述氧化锌阀片(32)的电压值。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

获取多个所述测量电压；

根据所述多个所述测量电压得到测量电压波形图；

将所述测量电压波形图与过电压故障电压波形图库进行比对，确定所述测量电压波形图的类型；

根据测量电压波形图的类型确定过电压故障类型。

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