CN204116519U - 具有漏电流测量功能的避雷器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有漏电流测量功能的避雷器，旨在解决现有的避雷器中漏电流的检测易受到强电磁干扰、信号提取难度大，难以实现带电监测的技术问题。它包括外部密封的伞套、设置于伞套内部的芯组，在芯组的上部设有第一铝电极、下部设有漏电流测量传感器；漏电流测量传感器包括第二铝电极、第三铝电极以及电阻片，在第二铝电极中设有引出到伞套外部的检测正极P+，在第三铝电极底端引出有检测负极P-；电阻片由一个采样电阻R和一个保护阀片Z6并联而成。本实用新型将避雷器与漏电流测量传感器一体化设置，通过引出电极连接到测量仪器，在不影响避雷器本体避雷效果的前提下，实现了避雷器漏电流的带电监测。

Description

具有漏电流测量功能的避雷器

技术领域

本实用新型涉及避雷器带电监测技术领域，具体涉及一种具有漏电流测量功能的避雷器。

背景技术

大气中的雷电现象会给人类的生存和社会活动带来危害，对雷电的防护一直是人们关心的问题。如避雷器是电力线路上的重要保护元件，当电力线路遭受雷击后，避雷器两端出现过电压时，避雷器从高阻抗变化为低阻抗状态，迅速泄放雷击电流，从而达到对电力设备的保护作用。避雷器在工作状态时两端持续承受工作电压，在额定工作电压时避雷器呈现高阻抗，此时会有微弱漏电流流过避雷器进入大地，精确测量并分析避雷器在工作状态的漏电流可以判断避雷器的性能好坏，这对避雷器的带电性能监测具有重要意义。而目前，对现有的在线工作的避雷器工作性能进行检测时必须停运主设备，将避雷器断电后再进行测试，而无法实现避雷器在线状态的带电检测。而一旦进行停电检测，则会对用电户的生产、生活造成很大影响，造成无法挽回的损失；而如果长期不对在线避雷器的工作性能进行检测，则无法及早发现和排除其所存在的安全隐患。

长期以来，上述技术问题难以获得解决的原因在于，避雷器在工作电压下的漏电流较小，一只完好的10kV线路避雷器在工作电压下，漏电流大概在100μA以内，随着电压等级的不同漏电流值会有差异，但避雷器性能好坏的判断依据阻性电流往往才占所测漏电流的百分之十几，以10kV线路为例，也就十几个μA，阻性电流的细微差异会直接影响对避雷器好坏的判断结果。避雷器连接在电力线路上，往往工作在强电磁干扰环境下，信号提取难度大，所以对漏电流的准确测量也是研究避雷器在线监测技术的难点所在。

发明内容

本实用新型旨在解决现有的避雷器中漏电流的检测易受到强电磁干扰、信号提取难度大，难以实现避雷器带电性能监测的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

设计一种具有漏电流测量功能的避雷器，包括外部密封的伞套、设置于所述伞套内部的由至少一个金属氧化物阀片组成的芯组，在所述芯组的上部设有第一铝电极、下部设有漏电流测量传感器；

所述漏电流测量传感器包括第二铝电极、第三铝电极、以及设置于所述第二铝电极和第三铝电极之间的电阻片，所述第二铝电极设置于所述芯组的下部，在所述第二铝电极中设有引出到所述伞套外部的检测正极P+，在所述第三铝电极底端引出有检测负极P-；所述电阻片由一个采样电阻R和一个保护阀片Z6并联而成，所述保护阀片Z6为金属氧化物阀片；在所述伞套的上下两端分别设置有上端盖和下端盖。

在上述技术方案中，在避雷器内装有漏电流测量传感器，在该漏电流测量传感器内利用电阻将避雷器漏电流变换为电压信号并引出，根据该电压值得到避雷器漏电流的变化情况，实现了避雷器漏电流的带电检测。保护阀片的设置，一方面用于保护采样电阻，另一方面在避雷器本体遭受雷击时能够旁路泄放电流，避免采样电阻对避雷效果的影响。

优选的，组成所述芯组的金属氧化物阀片为氧化锌（ZnO）阀片。

优选的，所述保护阀片Z6为氧化锌（ZnO）阀片。

优选的，所述保护阀片Z6在8/20us标称电流下的残压值大于被测避雷器的最大泄漏电流在采样电阻R上产生压降的2～50倍，且小于被测避雷器的系统额定电压的百分之十。

优选的，所述保护阀片Z6在8/20us标称电流下的残压值为20V～800V。

优选的，所述保护阀片Z6的方波通流容量、4/10us冲击电流容量大于等于被测避雷器的方波通流容量、4/10us冲击电流容量。

优选的，所述采样电阻R的电阻值为50mΩ～100Ω。

优选的，所述伞套为硅橡胶密封体。

优选的，所述检测正极和检测负极为不锈钢材质。

本实用新型的有益效果在于：

1.在避雷器内由金属氧化物阀片组成的芯组的低压端设置漏电流测量传感器，使芯组下端通过一个电阻片再接地，流过避雷器的漏电流在电阻片上产生压降，通过测量两个引出端子P+和P-上的电压便可以获取避雷器漏电流的变化，从而实现对避雷器漏电流的准确测量。

2.在采样电阻R两端并联一个低残压金属氧化物保护阀片Z6，该保护阀片的残压远远大于在工作电压下采样电阻两端的电压值（5μV～10mV），又远远小于所配套的避雷器持续运行电压值，以10kV线路用避雷器为例，保护阀片Z6的残压值选200V左右。这样就可以在避雷器遭到雷击时，避免因流过避雷器的瞬时电流增大而在采样电阻R上产生很高的压降，影响避雷器的防护效果，同时保护采样电阻R不被烧毁，确保了传感器的正常使用并克服了采样电阻的存在对避雷器避雷效果的影响。

3.本实用新型具有漏电流测量功能的避雷器，将避雷器与漏电流测量传感器一体化设置，结构简单，安装方便，实现了避雷器漏电流的带电监测，将小电流测量变换为电压测量，并通过电极引出到测量仪器，进行后续测量，在不影响避雷器本体避雷效果的前提下，克服了现有技术中避雷器漏电流检测过程中易受到强电磁干扰、信号提取难度大的难题，对于研究避雷器带电检测技术有重大推动作用。

附图说明

图1是本实用新型具有漏电流测量功能的避雷器的结构示意图。

图2是本实用新型具有漏电流测量功能的避雷器的电路连接示意图。

其中，1为伞套；2为芯组；3为第一铝电极；4为第二铝电极；5为第三铝电极；6为电阻片；7为检测正极P+；8为检测负极P-；9为上端盖；10为下端盖。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。

实施例1：一种具有漏电流测量功能的避雷器，该避雷器用于10kV线路的保护，包括外部密封的伞套1、设置于伞套1内部的由至少一个金属氧化物阀片组成的芯组2，在芯组2的上部设有第一铝电极3、下部设有漏电流测量传感器；漏电流测量传感器包括第二铝电极4、第三铝电极5、以及设置于第二铝电极4和第三铝电极5之间的电阻片6，第二铝电极4设置于芯组2的下部，在第二铝电极4中设有引出到伞套1外部的检测正极7（P+），在第三铝电极5底端引出有检测负极8（P-）；电阻片6由一个采样电阻R和一个保护阀片Z6并联而成，保护阀片Z6选用在8/20us标称电流下的残压值为200V的金属氧化物阀片，采样电阻R的电阻值为100mΩ；在伞套1的上下两端分别设置有上端盖9和下端盖10。其中，组成芯组2的金属氧化物阀片为氧化锌（ZnO）阀片；保护阀片Z6也为氧化锌（ZnO）阀片，伞套1为硅橡胶密封体，检测正极7和检测负极8为不锈钢材质。

其中，对保护阀片Z6的选择，应使该保护阀片Z6在8/20us标称电流下的残压值大于被测避雷器工作状态泄漏电流在采样电阻R上产生压降的2～50倍，且小于被测避雷器的系统额定电压的百分之十，并要求保护阀片Z6的各项通流容量指标大于等于被测避雷器的通流容量指标，如保护阀片Z6的方波通流容量、4/10us冲击电流容量大于等于被测避雷器的方波通流容量、4/10us冲击电流容量。

实施例2：一种具有漏电流测量功能的避雷器，与实施例1的不同之处在于，保护阀片Z6在8/20us标称电流下的残压值为100V，采样电阻R的电阻值为50Ω。

实施例3：一种具有漏电流测量功能的避雷器，该避雷器用于110kV线路的保护，其结构与实施例1相同，不同之处在于，保护阀片Z6在8/20us标称电流下的残压值为350V，采样电阻R的电阻值为5Ω。

实施例4：一种具有漏电流测量功能的避雷器，与实施例3的不同之处在于，保护阀片Z6在8/20us标称电流下的残压值为100V，采样电阻R的电阻值为200mΩ。

在以上实施例中，均要求保护阀片Z6在8/20us标称电流下的残压值大于被测避雷器工作状态泄漏电流在采样电阻R上产生压降的2～50倍，且小于被测避雷器的系统额定电压的百分之十，并要求保护阀片Z6的各项通流容量指标大于等于被测避雷器的通流容量指标，如保护阀片Z6的方波通流容量、4/10us冲击电流容量大于等于被测避雷器的方波通流容量、4/10us冲击电流容量，具体的阻值的选择依据测量仪器的要求可再行调整。其他所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备。

本实用新型具有漏电流测量功能的避雷器的具体工作方式为：

将采样电阻和保护阀片并联，采用将避雷器本体漏电流通过电阻变换为测量电压的方法，以及采用金属氧化物阀片保护采样电阻的方法，用于避雷器漏电流的检测。

以用于10kV线路的避雷器为例，为了精确测量避雷器在工作电压的的漏电流值，在避雷器内芯组低压端加装漏电流测量传感器，如图1、图2所示。图1中Z1～Z5是10kV避雷器的5个金属氧化物阀片，其上端连接10kV母线，下端通过采样电阻R再接地，流过避雷器的漏电流在采样电阻R上产生压降，通过测量两个引出端子P+和P-上的电压值便可以获取避雷器漏电流的变化值。

避雷器两端承受工作电压时，避雷器流过的漏电流很小，同样在采样电阻R上产生的压降也很小，对避雷器的正常工作没有影响；但当避雷器遭受雷击电压时，流过避雷器的电流会瞬间增大到几千到上万安培，这个电流将在采样电阻R上产生很高的压降，这个压降的存在一方面影响到避雷器的防护效果，另一方面在瞬间产生很大热量，容易导致采样电阻R烧毁。为此，在采样电阻R两端并联一片低残压金属氧化物保护阀片Z6，如图2所示，该保护阀片的残压远远大于在工作电压下采样电阻两端的电压值（5μV～10mV），又远远小于所配套的避雷器的保护电压值，例如：10kV线路选用200V左右的阀片，在避雷器工作状态，呈现50mΩ～100Ω的电阻特性，当避雷器遭受雷击进入保护状态时，低残金属氧化物保护阀片Z6击穿，呈现低阻抗状态，可通过额定泄放电流。这样就达到了保护采样电阻R的效果，又避免了对避雷器防护效果的影响。图2中虚线框所示即为本实用新型避雷器的电路连接方式。

上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (9)

1.一种具有漏电流测量功能的避雷器，其特征在于，包括外部密封的伞套、设置于所述伞套内部的由至少一个金属氧化物阀片组成的芯组，在所述芯组的上部设有第一铝电极、下部设有漏电流测量传感器；

所述漏电流测量传感器包括第二铝电极、第三铝电极、以及设置于所述第二铝电极和第三铝电极之间的电阻片，所述第二铝电极设置于所述芯组的下部，在所述第二铝电极中设有引出到所述伞套外部的检测正极P+，在所述第三铝电极底端引出有检测负极P-；所述电阻片由一个采样电阻R和一个保护阀片Z6并联而成，所述保护阀片Z6为金属氧化物阀片；

在所述伞套的上下两端分别设置有上端盖和下端盖。

2.根据权利要求1所述的具有漏电流测量功能的避雷器，其特征在于，组成所述芯组的金属氧化物阀片为氧化锌（ZnO）阀片。

3.根据权利要求1所述的具有漏电流测量功能的避雷器，其特征在于，所述保护阀片Z6为氧化锌（ZnO）阀片。

4.根据权利要求3所述的具有漏电流测量功能的避雷器，其特征在于，所述保护阀片Z6在8/20us标称电流下的残压值大于被测避雷器的最大泄漏电流在采样电阻R上产生压降的2～50倍，且小于被测避雷器的系统额定电压的百分之十。

5.根据权利要求3所述的具有漏电流测量功能的避雷器，其特征在于，所述保护阀片Z6在8/20us标称电流下的残压值为20V～800V。

6.根据权利要求4或5所述的具有漏电流测量功能的避雷器，其特征在于，所述保护阀片Z6的方波通流容量、4/10us冲击电流容量大于等于被测避雷器的方波通流容量、4/10us冲击电流容量。

7.根据权利要求1所述的具有漏电流测量功能的避雷器，其特征在于，所述采样电阻R的电阻值为50mΩ～100Ω。

8.根据权利要求1所述的具有漏电流测量功能的避雷器，其特征在于，所述伞套为硅橡胶密封体。

9.根据权利要求1所述的具有漏电流测量功能的避雷器，其特征在于，所述检测正极和检测负极为不锈钢材质。