CN202305704U - 一种氧化锌避雷器运行状态监测装置 - Google Patents

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Inventor
秦继承
罗曦
陈铭
邱凌
杨春雨
胡昌斌
赵荣普
董伟
程保胜
刘兴元
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Wuhan Shuiyuan Electrical Co ltd
Kunming Power Supply Bureau of Yunnan Power Grid Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种氧化锌避雷器运行状态监测装置,包括氧化锌避雷器、电流监测单元、总线和网关,电流监测单元通过总线与网关相连,它还包括小电流传感器、小电流传感器引线、冲击电流传感器和冲击电流传感器引线,所述小电流传感器和冲击电流传感器安装在氧化锌避雷器的接地端,所述小电流传感器通过小电流传感器引线与电流监测单元相连;所述冲击电流传感器通过冲击电流传感器引线与电流监测单元相连。本装置可以减少现场巡检工作量,逐步替代避雷器每年两次的带电测试工作;对避雷器动作电流的测量为过电压过程和系统故障分析提供基本依据;为避雷器和变电站安全运行评估提供重要的数据。

Description

ー种氧化锌避雷器运行状态监测装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及带电检测设备,具体地指ー种氧化锌避雷器运行状态监测装置。 背景技术
[0002] 氧化锌避雷器动作电流的大小直接关系到氧化锌避雷器的运行状态。传统的计数器只能反映超过100A以上电流的动作次数,无法区分超过氧化锌避雷器额定通流容量的动作次数,而实际中,氧化锌避雷器耐受额定通流容量的动作电流次数是有限的, GBl 1032-2000《交流无间隙金属氧化物避雷器》中规定:试品应能耐受20次峰值等于避雷器标称额定放电电流而波形为8/20的雷电冲击电流试验。因此氧化锌避雷器运行中如果超过额定通流容量的次数超过20次,其次数已超过国家标准要求,设备性能和运行状态需进行认真评估。
[0003] 氧化锌避雷器阻性电流的量值通常占全电流的10%〜20%,即使阻性电流增长了 100%,但反映到全电流上可能只有5%的变化。再者,受潮引起的增长与劣化引起的增长,仅仅依靠全电流的峰值变化是不可能准确判断的。目前,市场上虽然有专门监测氧化锌避雷器全电流的装置,但起不到真正的作用,不能对泄漏电流的定时采集和动作电流的实时采集以及数据的传输。
发明内容
[0004] 本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的上述缺点和不足,提供ー种氧化锌避雷器运行状态监测装置。
[0005] 为实现上述目的,本实用新型所设计的氧化锌避雷器运行状态监测装置,包括氧化锌避雷器、电流监测单元、总线和网关,所述电流监测单元通过总线与网关相连,它还包括小电流传感器、小电流传感器引线、冲击电流传感器和冲击电流传感器引线,所述小电流传感器和冲击电流传感器安装在氧化锌避雷器的接地端,所述小电流传感器通过小电流传感器引线与电流监测单元相连;所述冲击电流传感器通过冲击电流传感器弓I线与电流监测単元相连。
[0006] 具体地,所述电流监测单元由高速采集模块、采集同步模块、信号调理模块和通讯模块组成,所述采集同步模块与高速采集模块相连,所述高速采集模块与信号调理模块相连,所述信号调理模块与通讯模块相连。
[0007] 优选地,所述小电流传感器和冲击电流传感器均采用高导磁合金材料作为铁芯, 一次端为穿芯结构,外加抗电场及磁场的铁磁材料屏蔽制成。
[0008] 优选地,所述电流监测单元的外壳采用具有磁场屏蔽和电场屏蔽性能的合金外
tJXi O
[0009] 优选地,所述小电流传感器引线和冲击电流传感器引线均采用屏蔽线与电流监测単元相连。
[0010] 本实用新型的有益效果在于:采用上述方案,氧化锌避雷器运行状态监测装置可以对泄漏电流的定时采集和动作电流的实时采集以及数据的传输。利用该装置,用户能够实现对氧化锌避雷器三个主要运行状态,即全电流和阻性电流、动作电流峰值、动作次数的监测。该装置可以减少现场巡检工作量,逐步替代避雷器每年两次的带电测试工作;对避雷器动作电流的測量为过电压过程和系统故障分析提供基本依据;为避雷器和变电站安全运行评估提供重要的数据。
附图说明
[0011] 图1是本实用新型的结构方框图;
[0012] 图2是图1中电流监测单元的方框图。
[0013] 图3是本实用新型的网络构成图。
具体实施方式
[0014] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进ー步的详细说明。
[0015] 图1中所示的氧化锌避雷器运行状态监测装置,包括氧化锌避雷器8、电流监测单元5、总线6和网关7,它还包括小电流传感器1、小电流传感器引线2、冲击电流传感器3和冲击电流传感器引线4。电流监测单元5通过总线6与网关7相连。小电流传感器1和冲击电流传感器3安装在氧化锌避雷器8的接地端。小电流传感器1通过小电流传感器引线 2与电流监测单元5相连。冲击电流传感器3通过冲击电流传感器引线4与电流监测单元 5相连。
[0016] 小电流传感器1和冲击电流传感器3均采用高导磁合金材料作为铁芯,一次端为穿芯结构,外加抗电场及磁场的铁磁材料屏蔽制成。小电流传感器1和冲击电流传感器3 安装在氧化锌避雷器接地端,传感器的信号就地放大及补偿,然后送入电流监测单元5。
[0017] 图2所示的电流监测单元5由高速采集模块5. 1、采集同步模块5. 2、信号调理模块5. 3和通讯模块5. 4組成,采集同步模块5. 2与高速采集模块5. 1相连,高速采集模块 5. 1与信号调理模块5. 3相连,信号调理模块5. 3与通讯模块5. 4相连。
[0018] 小电流传感器1将电流信号转换为电压信号,经程控放大后接至A/D。由于被监测的电流信号动态范围较大,电流监测单元5的所有模块的电流采样均采用浮点放大技木, 即程控放大倍数由硬件自动控制。信号较小吋,程控放大倍数自动变大;信号较大时,程控放大倍数自动变小。这样,可以有效保证对电流波形的正确记录和对电流测量的精度,这是氧化锌避雷器在线监测的基础。浮点放大技术指标为:1/4/16/64/256级程控増益,测量范围-5V〜+5V,采样速率200k,分辨率12Bit,时间长度为40ms。
[0019] 电流监测单元5有定时采集和查询采集ニ种工作方式。定时采集和查询采集方式均可设置。通常可设置成定时采集方式(如每小时测试一次),采集数据可以绘制成趋势图,便于直观显示变化趋势。如果对某一相避雷器的数据有疑问时,可随时起用查询方式, 以获得及时在线数据作进一歩的分析判断。定时采集的时间间隔可整定。电流监测单元5 配置有时钟芯片,所有的避雷器测试数据都将有时间标签。平吋,电流监测单元5处于待机状态,定时时间到后启动数据采集,记录40ms电流信号及PT电压基准信号,记录完成后向网关7发出申请,待其响应后将数据传给网关7。
[0020] 氧化锌避雷器运行状态监测装置内的所有电子元器件和集成芯片均采用ェ业级
4(-10°C〜70°C )。小电流传感器引线2和冲击电流传感器引线4均采用屏蔽线与电流监测単元5相连。电流监测单元5的外壳采用具有磁场屏蔽和电场屏蔽性能的合金外売,并采取防雨水的密封措施。
[0021] 如图3所示,对每组被监测氧化锌避雷器(A、B、C三相)配置一台氧化锌避雷器运行状态监测装置,负责对信号的采集和提取,得到被监测的电气量。每台氧化锌避雷器运行状态监测装置有定时启动和上位机查询启动两种方式。两个电流监测单元5之间有RS232 接ロ,并通过RS485与网关7连接。
[0022] 各氧化锌避雷器运行状态监测装置共用一个电压信号采集单元,该单元负责三相基准电压信号的隔离、放大、电压/电流变换等。其作用是为傅立叶变换提供相位基准。设计、安装时要充分考虑系统安全,设置隔离、短路保护回路,确保二次回路安全可靠。
[0023] 所有电流监测单元5由RS485连接至网关7。网关7负责搜集电流监测单元5的数据,并对数据进行管理。同吋,网关7还负责数据通讯。
[0024] 被监测避雷器的各个參数可由工作站或远方计算机计算获得。计算机将对数据处理的结果对应于时间标签建立数据库。对采集到的电流与基准电压信号进行傅立叶变换, 分解出1、3、5、7、9次谐波分量,绘出各參数的变化趋势。分析数据时,首先判断阻性电流是否増大,然后判断是基波増大(说明由受潮引起的故障)还是谐波増大(说明由劣化引起的故障),进而判断避雷器的故障类型,从而采取不同的处理方法。

Claims (5)

1. ー种氧化锌避雷器运行状态监测装置,包括氧化锌避雷器(8)、电流监测单元(5)、 总线(6)和网关(7),电流监测单元(5)通过总线(6)与网关(7)相连,其特征在于:它还包括小电流传感器(1)、小电流传感器引线O)、冲击电流传感器C3)和冲击电流传感器引线G),所述小电流传感器(1)和冲击电流传感器C3)安装在氧化锌避雷器(8)的接地端, 所述小电流传感器(1)通过小电流传感器引线(¾与电流监测单元(¾相连;所述冲击电流传感器C3)通过冲击电流传感器引线(4)与电流监测单元(¾相连。
2.根据权利要求1所述氧化锌避雷器运行状态监测装置,其特征在于:所述电流监测单元(5)由高速采集模块(5. 1)、采集同步模块(5. 2)、信号调理模块(5.¾和通讯模块(5.4)組成,所述采集同步模块(5. 2)与高速采集模块(5. 1)相连,所述高速采集模块 (5. 1)与信号调理模块(5. 3)相连,所述信号调理模块(5. 3)与通讯模块(5. 4)相连。
3.根据权利要求1所述氧化锌避雷器运行状态监测装置,其特征在于:所述小电流传感器(1)和冲击电流传感器(3)均采用高导磁合金材料作为铁芯,一次端为穿芯结构,外加抗电场及磁场的铁磁材料屏蔽制成。
4.根据权利要求1或2所述氧化锌避雷器运行状态监测装置,其特征在于:所述电流监测单元(5)的外壳采用具有磁场屏蔽和电场屏蔽性能的合金外売。
5.根据权利要求1所述氧化锌避雷器运行状态监测装置,其特征在于:所述小电流传感器引线(2)和冲击电流传感器引线(4)均采用屏蔽线与电流监测单元(5)相连。
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