CN112858813B - 一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估方法 - Google Patents

一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112858813B
CN112858813B CN202110028116.6A CN202110028116A CN112858813B CN 112858813 B CN112858813 B CN 112858813B CN 202110028116 A CN202110028116 A CN 202110028116A CN 112858813 B CN112858813 B CN 112858813B
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
lightning arrester
temperature
zinc oxide
arrester
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110028116.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112858813A (zh
Inventor
周利军
陈伟
魏仁伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dragon Totem Technology Hefei Co ltd
Zhongshan Kunxiang Technology Co ltd
Original Assignee
Southwest Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Jiaotong University filed Critical Southwest Jiaotong University
Priority to CN202110028116.6A priority Critical patent/CN112858813B/zh
Publication of CN112858813A publication Critical patent/CN112858813A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112858813B publication Critical patent/CN112858813B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/003—Environmental or reliability tests
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1236—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of surge arresters
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Abstract

一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估方法，其特征在于搭建一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估平台，其评估步骤为：将避雷器接地并放置在试验箱中，通过调节温度调节装置来设定试验箱内的温度，通过电流检测仪得到不同温度情况下流经避雷器的电流，将避雷器的电流中的电流衰败因子以及避雷器的性能损坏因子综合考虑，得到避雷器的特性畸变因子，对特性畸变进行评估是否需要检修避雷器，本发明主要致力于实现对避雷器的特性畸变评估，且主要实现方法就是综合考虑避雷器的电流衰败因子以及性能损坏因子，对电网的稳定运行具有重要意义。

Description

一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估方法
技术领域
本发明属于避雷器防护技术领域，特别是一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估方法。
背景技术
近些年来，我国愈来愈庞大的电力系统，已经使得电力部门主要发展的方向变成了超特高压方向，也让我国的电力需求急剧增加。其中，避雷器在整个电力网中有着举足轻重的地位，避雷器的主要作用是防止过电压，以此来保证电力系统的长期稳定运行。氧化锌避雷器因其电阻片的非线性优点，能够使得发生过电压时，能量很快流入大地，以此保证电力系统稳定工作；并且还具有无续流、无间隙、流通容量大等显著优点，已经成为我国避雷器的主要研究方向。氧化锌避雷器作为一种常用的过电压防护设备，整个电力网的安全稳定与氧化锌避雷器的绝缘性能息息相关。由于环境温度的影响以及氧化锌避雷器长期运行的情况下，电压分布不均匀会使得氧化锌避雷器发生老化，甚至于严重的情况会影响整个电网的运行安全。
现在很少有考虑温度因素影响下的避雷器特性畸变程度的研究。本发明将流经避雷器的电流中的电流衰败因子以及避雷器的性能损坏因子综合考虑，得到避雷器的特性畸变因子，对氧化锌的特性畸变评估具有一定的意义。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估平台及方法。
实现本发明目的的技术方案如下：
一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估平台，该平台包括：工作电压发生触发器、数据收集单元、主机、工作电压发生器、电流检测仪、氧化锌避雷器、接地网、试验箱、温度调节装置、温度分析处理装置、温度传感器、同轴电缆、开关、电流传感器；
所述温度调节装置的温度调节端与试验箱的下接口相连，温度调节装置的输出端与温度传感器的输入端相连，温度调节装置的接地端与接地网相连，温度传感器的输出端与温度分析处理装置的输入接口相连，温度分析处理装置的输出接口与主机相连；
所述工作电压发生触发器的触发接口与工作电压发生器的输入端相连，主机与工作电压发生触发器的控制端相连，工作电压发生器的输出端经过同轴电缆与开关的输入端相连，开关的输出端与氧化锌避雷器的输入端相连；
所述氧化锌避雷器的接地点与接地网相连，氧化锌避雷器放置在试验箱中；
所述电流检测仪的电流输入端穿过试验箱的上接口与氧化锌避雷器的输出端相连，且电流检测仪的电流输出端与电流传感器的输入端相连，电流传感器的输出端与数据收集单元的信号输入端相连，数据收集单元的数据输出端与主机相连；
上述实验平台的实验方法，包括以下步骤：
第一步、模拟工频下的避雷器工作状态，其具体步骤为：通过主机触发工作电压发生触发器输出工作电压，电流检测仪检测得流经避雷器的电流ila，将电流信号传给电流传感器，电流传感器将电流信号通过数据收集单元传递至主机中；
第二步、测量不同温度下避雷器的电流:通过调节温度调节装置来设定试验箱内的温度，使试验箱内的温度保持在30℃-90℃之间，以5℃为梯度测一组，测量得到第a组不同温度情况下的避雷器的电流ila；
第三步、计算避雷器的电流ila中的电流衰败因子qr；
Figure GDA0003163425060000021
式中，k为谐波次数，μ为加权系数，N为避雷器电流一个周期内的采样数，x为一个周期内的采样点，f(x)为采样点下的采样数值；
第四步、计算避雷器的性能损坏因子gr；
Figure GDA0003163425060000022
式中，k为谐波次数，T为电流ila信号的周期，μ为加权系数，N为电流il信号一个周期内的采样数，x为一个周期内的采样点，f(x)为采样点下的采样数值，Φik和Φuk为同步采样时k次谐波的电流相位和电压相位，t为时间常数；
第五步、计算避雷器的电流中的实际特性衰减因子pra；
pra＝max{|qrgr|} (3)
第六步、将第a组实验温度数据代入公式(2)中，得到第a组对应的其他条件良好状况下氧化物避雷器的理论特性衰减因子pxa：
Figure GDA0003163425060000031
式中，Ta为第a个试验温度，e为自然常数；
第七步、综合上述计算，得出避雷器在计及由温度因素影响下的氧化锌避雷器特性畸变因子为：
Figure GDA0003163425060000032
当m∈(0,1)时，表征氧化锌避雷器特性状态良好；当m∈(1,1.5)时，表征氧化锌避雷器特性轻微畸变，可安排适时检修；当m∈(1.5,+∞)时，表征氧化锌避雷器特性严重畸变，需要尽快检修。
本发明的有益效果在于：
1)能够准确地计算避雷器的特性畸变因子；
2)通过特性畸变因子准确地判断出氧化锌避雷器是否需要检修；
3)本发明实现方法主要是通过主机进行操作与控制，操作简单且安全可靠。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
具体实施方式
以下将结合附图进一步对本发明的具体实施方式进行说明，包含以下步骤：
第一步、如图1所示，搭建一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估平台，该平台包括：工作电压发生触发器(1)、数据收集单元(2)、主机(3)、工作电压发生器(4)、电流检测仪(5)、氧化锌避雷器(6)、接地网(7)、试验箱(8)、温度调节装置(9)、温度分析处理装置(10)、温度传感器(11)、同轴电缆(12)、开关(13)、电流传感器(14)；
所述温度调节装置(9)的温度调节端与试验箱(8)的下接口相连，温度调节装置(9)的输出端与温度传感器(11)的输入端相连，温度调节装置(9)的接地端与接地网(7)相连，温度传感器(11)的输出端与温度分析处理装置(10)的输入接口相连，温度分析处理装置(10)的输出接口与主机(3)相连；
所述工作电压发生触发器(1)的触发接口与工作电压发生器(4)的输入端相连，主机(3)与工作电压发生触发器(1)的控制端相连，工作电压发生器(4)的输出端经过同轴电缆(12)与开关(13)的输入端相连，开关(13)的输出端与氧化锌避雷器(6)的输入端相连；
所述氧化锌避雷器(6)的接地点与接地网(7)相连，氧化锌避雷器(6)放置在试验箱(8)中；
所述电流检测仪(5)的电流输入端穿过试验箱(8)的上接口与氧化锌避雷器(6)的输出端相连，且电流检测仪(5)的电流输出端与电流传感器(14)的输入端相连，电流传感器(14)的输出端与数据收集单元(2)的信号输入端相连，数据收集单元(2)的数据输出端与主机(3)相连；
基于上述一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估平台的评估方法包括以下步骤：
第一步、模拟工频下的避雷器工作状态，其具体步骤为：通过主机(3)触发工作电压发生触发器(1)输出工作电压，电流检测仪(5)检测得流经避雷器的电流ila，将电流信号传给电流传感器(14)，电流传感器(14)将电流信号通过数据收集单元(2)传递至主机(3)中；
第二步、测量不同温度下避雷器的电流：通过调节温度调节装置(9)来设定试验箱(8)内的温度，使试验箱(8)内的温度保持在30℃-90℃之间，以5℃为梯度测一组，测量得到第a组不同温度情况下的避雷器的电流ila；
第三步、计算避雷器的电流ila中的电流衰败因子qr；
Figure GDA0003163425060000041
式中，k为谐波次数，μ为加权系数，N为避雷器电流一个周期内的采样数，x为一个周期内的采样点，f(x)为采样点下的采样数值；
第四步、计算避雷器的性能损坏因子gr；
Figure GDA0003163425060000051
式中，k为谐波次数，T为电流ila信号的周期，μ为加权系数，N为电流il信号一个周期内的采样数，x为一个周期内的采样点，f(x)为采样点下的采样数值，Φik和Φuk为同步采样时k次谐波的电流相位和电压相位，t为时间常数；
第五步、计算避雷器的电流中的实际特性衰减因子pra；
pra＝max{|qrgr|} (3)
第六步、将第a组实验温度数据代入公式(2)中，得到第a组对应的其他条件良好状况下氧化物避雷器的理论特性衰减因子pxa：
Figure GDA0003163425060000052
式中，Ta为第a个试验温度，e为自然常数；
第七步、综合上述计算，得出避雷器在计及由温度因素影响下的氧化锌避雷器特性畸变因子为：
Figure GDA0003163425060000053
当m∈(0,1)时，表征氧化锌避雷器特性状态良好；当m∈(1,1.5)时，表征氧化锌避雷器特性轻微畸变，可安排适时检修；当m∈(1.5,+∞)时，表征氧化锌避雷器特性严重畸变，需要尽快检修。

Claims (1)

1.一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估方法，其特征在于，该避雷器特性畸变的评估方法是基于避雷器特性畸变试验评估平台，该平台包括工作电压发生触发器(1)、数据收集单元(2)、主机(3)、工作电压发生器(4)、电流检测仪(5)、氧化锌避雷器(6)、接地网(7)、试验箱(8)、温度调节装置(9)、温度分析处理装置(10)、温度传感器(11)、同轴电缆(12)、开关(13)、电流传感器(14)；
所述温度调节装置(9)的温度调节端与试验箱(8)的下接口相连，温度调节装置(9)的输出端与温度传感器(11)的输入端相连，温度调节装置(9)的接地端与接地网(7)相连，温度传感器(11)的输出端与温度分析处理装置(10)的输入接口相连，温度分析处理装置(10)的输出接口与主机(3)相连；
所述工作电压发生触发器(1)的触发接口与工作电压发生器(4)的输入端相连，主机(3)与工作电压发生触发器(1)的控制端相连，工作电压发生器(4)的输出端经过同轴电缆(12)与开关(13)的输入端相连，开关(13)的输出端与氧化锌避雷器(6)的输入端相连；
所述氧化锌避雷器(6)的接地点与接地网(7)相连，氧化锌避雷器(6)放置在试验箱(8)中；
所述电流检测仪(5)的电流输入端穿过试验箱(8)的上接口与氧化锌避雷器(6)的输出端相连，且电流检测仪(5)的电流输出端与电流传感器(14)的输入端相连，电流传感器(14)的输出端与数据收集单元(2)的信号输入端相连，数据收集单元(2)的数据输出端与主机(3)相连；
试验评估包括以下步骤：
第一步、模拟工频下的避雷器工作状态，其具体步骤为：通过主机(3)触发工作电压发生触发器(1)输出工作电压，电流检测仪(5)检测得流经避雷器的电流ila，将电流信号传给电流传感器(14)，电流传感器(14)将电流信号通过数据收集单元(2)传递至主机(3)中；
第二步、测量不同温度下避雷器的电流：通过调节温度调节装置(9)来设定试验箱(8)内的温度，使试验箱(8)内的温度保持在30℃-90℃之间，以5℃为梯度测一组，测量得到第a组不同温度情况下的避雷器的电流ila；
第三步、计算避雷器的电流ila中的电流衰败因子qr；
Figure FDA0003189205660000021
式中，k为谐波次数，μ为加权系数，N为避雷器电流一个周期内的采样数，x为一个周期内的采样点，f(x)为采样点下的采样数值；
第四步、计算避雷器的性能损坏因子gr；
Figure FDA0003189205660000022
式中，k为谐波次数，T为电流ila信号的周期，μ为加权系数，N为电流il信号一个周期内的采样数，x为一个周期内的采样点，f(x)为采样点下的采样数值，Φik和Φuk为同步采样时k次谐波的电流相位和电压相位，t为时间常数；
第五步、计算避雷器的电流中的实际特性衰减因子pra；
pra＝max{|qrgr|} (3)
第六步、将第a组实验温度数据代入公式(2)中，得到第a组对应的其他条件良好状况下氧化物避雷器的理论特性衰减因子pxa：
Figure FDA0003189205660000023
式中，Ta为第a个试验温度，e为自然常数；
第七步、综合上述计算，得出避雷器在计及由温度因素影响下的氧化锌避雷器特性畸变因子为：
Figure FDA0003189205660000024
当m∈(0,1)时，表征氧化锌避雷器特性状态良好；当m∈(1,1.5)时，表征氧化锌避雷器特性轻微畸变，可安排适时检修；当m∈(1.5,+∞)时，表征氧化锌避雷器特性严重畸变，需要尽快检修。
CN202110028116.6A 2021-01-11 2021-01-11 一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估方法 Active CN112858813B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110028116.6A CN112858813B (zh) 2021-01-11 2021-01-11 一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110028116.6A CN112858813B (zh) 2021-01-11 2021-01-11 一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112858813A CN112858813A (zh) 2021-05-28
CN112858813B true CN112858813B (zh) 2021-09-24

Family

ID=76002124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110028116.6A Active CN112858813B (zh) 2021-01-11 2021-01-11 一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112858813B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114166733B (zh) * 2021-11-12 2022-07-08 西南交通大学 一种基于高腐蚀性降阻剂影响下的接地装置特性评估方法
CN116008687A (zh) * 2022-11-30 2023-04-25 国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司 一种h-moa老化特性的试验方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109115362A (zh) * 2018-09-28 2019-01-01 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局 一种避雷器温度分布在线监测装置
CN111507034A (zh) * 2020-04-15 2020-08-07 广东电科院能源技术有限责任公司 计算冲击负荷下避雷器温度场时变特性方法和系统
CN111985075A (zh) * 2020-07-03 2020-11-24 国网山东省电力公司电力科学研究院 适用于氧化锌避雷器的温度分布计算方法及系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101358994A (zh) * 2007-07-31 2009-02-04 上海电气自动化设计研究所有限公司 避雷器阻性泄漏电流的取样阀片的安装结构及安装方法
DE102010038208A1 (de) * 2010-10-14 2012-04-19 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Überspannungsschutzvorrichtung
CN102495316B (zh) * 2011-12-08 2014-04-16 中国西电电气股份有限公司 直流避雷器谐波特性试验装置
CN103063940A (zh) * 2012-10-24 2013-04-24 李永祥 氧化锌非线性电阻特性方程及方程式常数测定方法
CN103207336B (zh) * 2013-03-22 2015-02-04 中国电力科学研究院 一种避雷器运行模拟仿真系统
CN103728481B (zh) * 2013-12-30 2017-01-18 国家电网公司 金属氧化物避雷器阻性电流的检测方法及其装置
CN105467240B (zh) * 2015-12-01 2018-03-20 国网四川省电力公司资阳供电公司 消除外部环境因素干扰的避雷器在线监测参数修正方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109115362A (zh) * 2018-09-28 2019-01-01 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局 一种避雷器温度分布在线监测装置
CN111507034A (zh) * 2020-04-15 2020-08-07 广东电科院能源技术有限责任公司 计算冲击负荷下避雷器温度场时变特性方法和系统
CN111985075A (zh) * 2020-07-03 2020-11-24 国网山东省电力公司电力科学研究院 适用于氧化锌避雷器的温度分布计算方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN112858813A (zh) 2021-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015117304A1 (zh) 一种氧化锌避雷器在线监测系统及其方法
CN112858813B (zh) 一种计及高低温因素引起的避雷器特性畸变的评估方法
CN112858814B (zh) 一种考虑极端湿度百分比的避雷器损坏程度评估方法
CN105137163A (zh) 金属氧化物压敏电阻型避雷器或浪涌保护器的阻性漏电流在线监测方法
CN105137158A (zh) 电力系统暂态过电压监测系统
CN207730875U (zh) 一种风力发电机绕组绝缘故障检测装置
CN109188092B (zh) 一种不同温度下土壤动态电阻特性试验方法
CN106872866A (zh) 并联避雷器均流特性测试系统
CN107064648A (zh) 基于泄露电缆的风机塔架避雷引线阻值的探测装置及方法
CN101706528A (zh) 用于输电线路的绝缘子电压在线测量传感器
CN105388376B (zh) 一种水平轴风力机叶片抗雷击性能测试系统及方法
CN100573169C (zh) Mov温度保护装置的试验方法和mov温度保护装置试验仪
CN104820201A (zh) 一种采集终端性能指标评价方法
CN205720494U (zh) 一种氧化锌避雷器状态在线检测装置
CN108896947B (zh) 换流站直流场暂态电压非接触式测量装置的现场校准方法及暂态电压测量方法
CN111044830A (zh) 氧化锌避雷器运行特性带电监测装置
CN201226292Y (zh) 特高压输电线路电子式电流互感器及其电晕损失测量装置
Yang et al. Characteristics analysis of the induced overcurrent generated by close triggered lightning on the overhead transmission power line
CN202854210U (zh) 一种在线检测输电线路绝缘子电压的装置
CN205139273U (zh) 一种水平轴风力机叶片抗雷击性能测试系统
CN112216450A (zh) 一种监测一体化避雷器
CN114166732B (zh) 一种计及高腐蚀性土壤影响下的接地装置寿命评估方法
CN213302420U (zh) 避雷器多功能在线检测仪
CN114167165B (zh) 虑及多重脉冲下功率摄取的避雷器阀片服役状态测评方法
Nashrulloh et al. Mapping Detection Of DC Series Arc Fault Based on Fast Fourier Transform

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231213

Address after: 528400 Zhangqi Technology Enterprise Incubator Shop 27 Card B, No. 70 Zhongshan Port Avenue, Torch Development Zone, Zhongshan City, Guangdong Province (Residence Application), with the addition of one business premises, specifically: Room 104 and 105 on the first floor of Building 1, No. 13 Qimin South Road, Torch Development Zone, Zhongshan City (one photo with multiple locations)

Patentee after: Zhongshan Kunxiang Technology Co.,Ltd.

Address before: 230000 floor 1, building 2, phase I, e-commerce Park, Jinggang Road, Shushan Economic Development Zone, Hefei City, Anhui Province

Patentee before: Dragon totem Technology (Hefei) Co.,Ltd.

Effective date of registration: 20231213

Address after: 230000 floor 1, building 2, phase I, e-commerce Park, Jinggang Road, Shushan Economic Development Zone, Hefei City, Anhui Province

Patentee after: Dragon totem Technology (Hefei) Co.,Ltd.

Address before: 611756 Southwest Jiaotong University, Chengdu, Sichuan

Patentee before: SOUTHWEST JIAOTONG University