CN207717880U - 一种氧化锌避雷器监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及避雷器监测技术领域，具体涉及一种氧化锌避雷器监测系统，包括不平衡电流传感器、数据处理判别单元，以及“△”型安装支架。不平衡电流传感器将不平衡电流信号经连接件传递给紧贴安装的数据处理判别单元，数据处理判别单元对不平衡电流进行数据处理、存储，以及调用历史数据，对氧化锌避雷器进行运行状态判别，并且由光纤通信接口接入数据网，与电网调度运行管理中心和运维部门进行实时信息交换及预警信号发送，且将不平衡电流传感器、数据处理判别单元装配在“△”型安装支架上，由此构成一体化监测系统。

Description

一种氧化锌避雷器监测系统

技术领域

本实用新型涉及避雷器监测技术领域，具体涉及一种氧化锌避雷器监测系统。

背景技术

氧化锌避雷器(MOA)是由非线性电阻氧化锌(ZnO)片叠装而成，具有非常优越的非线性伏安特性，在正常运行电压下呈现极高阻值，泄漏电流只有微安级，因而氧化锌避雷器可以不用串联间隙；当施加到其上面的电压超过阀置电压时，其伏安特性曲线渐成平直线，泄放电流急速增加，有效地抑制了过电压的产生，对其它电气设备起到应有的保护作用。并且安全可靠性高、动作稳定性好、结构简单、造价低廉。因此，在国内外电力系统中得到广泛应用。

然而，由于取消了放电间隙，ZnO阀片将长期直接承受工频电压作用而产生劣化，引起氧化锌避雷器伏安特性的变化和泄漏电流的增加。在多次释放雷电能量时会造成氧化锌避雷器的劣化和老化，如不及时处理会引起氧化锌避雷器爆炸。因此，必须加强氧化锌避雷器绝缘性能的监测，及时发现设备缺陷，安排检修和更换，避免事故的发生。

根据氧化锌避雷器劣化和老化进程中阻性泄流电流增大明显，而容性泄漏电流变化不大的特点，采用专用监测系统对能反映氧化锌避雷器运行状态性能的阻性泄流电流进行实时监测，可及时发现设备内部元器件的缺陷，以及对在线实测历史数据进行纵向对比分析，能从中发现设备特性是否发生变化，以便作出针对性运维处理。

目前，氧化锌避雷器监测系统的电流传感器广泛采用按相布置，靠近避雷器安装，监测系统后台机则安装在十几米外或更远处的箱体中，另外为了计算出容性泄漏电流，还需采集PT电压信号，由此构成至少分散于5处不同地方布置的分布式系统。该分布式系统中3个电流传感器输出的微安级弱信号经电缆传送给后台机，同电压量一起进行数据处理和氧化锌避雷器运行状态判别。在电磁环境恶劣的开关场中，电缆传送弱信号易受干扰，如在屏蔽接地措施处理上稍有不慎，骚扰信号可能会将有效性好淹没，难以准确反映氧化锌避雷器的运行状态，甚至会损坏监测系统的硬件。

实用新型内容

本实用新型的目的是改变电流传感器分相设置方式，消除电流传感器与数据处理判别单元之间的弱信号传输电缆，简化系统结构，解决监测系统工作不稳定和受损坏问题，从而提出一种用不平衡电流传感器检测出因某相氧化锌避雷器因老化、劣化而导致阻性泄漏电流变化量，替代对三相全电流检测的三只电流传感器，可实现不平衡电流传感器与数据处理判别单元紧贴安装，免去了弱信号传输线缆，结构简单、抗电磁干扰能力强、稳定可靠的一体化氧化锌避雷器监测系统。

为了达到上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型提出一种氧化锌避雷器监测系统，包括不平衡电流传感器(1)，所述不平衡电流传感器(1)的输入端(7)的三个线圈经接地引线(4)分别接到A、B、C 三相氧化锌避雷器的泄流接地端，不平衡电流传感器(1)的输出端(9)的弱电流信号经连接插件(10)直接送入到数据处理判别单元(2)，取消连接电缆，所述数据处理判别单元(2)经光纤通信接口(10)与控制中心交换信息及发异常状态警示信号，数据处理判别单元(2)与不平衡电流传感器(1)紧贴组装在安装支架(3)的立柱上；所述安装支架(3)设计为“Δ”形结构，将三相氧化锌避雷器对称布置，避免氧化锌避雷器相间杂散电容电流产生不平衡电流，提高了阻性泄漏电流监测灵敏度。

优选的，所述的不平衡电流传感器能监测三相中的不平衡电流，可反映氧化锌避雷器老化相阻性泄漏电流的变化，实现用一只不平衡电流传感器代替三只电流传感器，并免去电压测量，简化了大量计算，构成一体化监测系统。

优选的，所述不平衡电流传感器与数据处理判别单元紧贴安装，通过插件传送弱电流信号，免去了电缆传送。

优先的，所述安装支架采用“Δ”形结构，将三只避雷器对称布置，消除避雷器相间杂散电容电流产生不平衡电流的因素。

本实用新型提出的一种氧化锌避雷器监测系统，有益效果在于：本实用新型采用一只不平衡电流传感器代替三只电流传感器，免去了电压测量信号采集，不平衡电流传感器与数据处理判别单元实现组合装配，并通过采用连接插件直接传送弱电流信号，免去了连接电缆，消除了电磁干扰耦合路径，提高了监测系统的安全稳定性；安装支架采用“Δ”形结构，消除氧化锌避雷器相间杂散电容对不平衡电流传感器对反映阻性泄漏电流变化量的影响，进一步提高了对氧化锌避雷器老化阻性泄漏电流增加的监测灵敏度。

附图说明

图1为本实用新型提出一种氧化锌避雷器监测系统示意图；

图2为本实用新型提出一种氧化锌避雷器监测系统不平衡电流传感器结构图；

图中：不平衡电流传感器1、数据处理判别判别单元2、安装支架3、接地线4、光纤通信接口5、接地网6、不平衡电流传感器输入端7、矩形铁芯8、输出端9、连接插件10。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的方案进行完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

本实用新型采用不平衡电流传感器滤除对称电流分量后，三相不平衡电流很小，可反映某相氧化锌避雷器阻性泄漏电流的增加，这需要在氧化锌避雷器设备出厂时进行挑选，使A、B、C三相一组的氧化锌避雷器泄漏电流相对差值在10％以内。在同一批次氧化锌避雷器产品中选三只氧化锌避雷器泄漏电流差值在10％以内是可行的，这是实施本监测系统的前序工作。

本实用新型参照图1～2一种氧化锌避雷器监测系统，包括：不平衡电流传感器1，所述不平衡电流传感器1的输入端7的A、B、C三端经接地引线4接到A、B、C三相氧化锌避雷器的接地端，且输入端7内部接有的三个绕制在矩形铁芯8的线圈，三个线圈的尾端连接成中性点N，并接到接地网6，矩形铁芯8的另一条边上绕一匝线圈为不平衡电流传感器的输出端9，并接到连接插件10，且输出端9弱电流信号经连接插件10直接连通到数据处理判别单元2的输入端，另外数据处理单元的输出是经光纤通信接口5与外系统通信联系，全部取消信号电缆，所述数据处理判别单元2与不平衡电流传感器1相互紧贴装配在安装支架3的立柱上，确保连接插件10接触良好；所述安装支架3由三根立柱和三根水平连接板构成“Δ”形结构，A、B、C三相避雷器对称布置，相间杂散电容电流平衡，不生成不平衡电流，不影响不平衡电流传感器 (1)的测量灵敏度，由此构成新型一体化氧化锌避雷器监测系统。分项说明如下：不平衡电流传感器

不平衡电流传感器1的输入端7分别接到A、B、C三相的氧化锌避雷器泄流接地端，输入端在矩形铁芯8的三条边上分别绕制三个线圈，每个线圈绕5匝，线圈尾端连接成中性点N，并接到接地网6，另外一边绕制1匝线圈为不平衡电流传感器的输出端9，且接到连接插件10。输入端7要通过雷电涌流，采用30mm(宽)×1mm(厚) 铜丝编制带在矩形铁芯上各叠绕5匝，匝间垫聚酯膜绝缘；输出端9的线圈采用截面积为0.5mm²绝缘多股铜导线绕一匝，形成1∶5的电流比，以提升输出电流值。

数据处理判别单元

所述数据处理判别单元2的工作原理为通用型.

数据处理判别单元由前置信号处理单元、采样保持单元、模数转换单元、单片机，以及数据存储和光通信模块等构成。单片机完成当前数据处理、存储和调用历史数据对氧化锌避雷器运行状态进行判别的中心任务，并负责通过光通信模块及接口(5) 与管理中心的信息交换，响应电网调度运行管理中心和运维部门的数据召唤和发送氧化锌避雷器运行状态信号，包括：预警、告警和紧急呼叫三个级别不同屏显弹射画面。

安装支架

所述安装支架3由三根立柱和水平连接板构成等边“Δ”形结构，将三相氧化锌避雷器对称布置，使相间杂散电容电流保持平衡，不生成不平衡电流，不影响监测系统的测量灵敏度，免去了“一”形布置需用计算数据削减；氧化锌避雷器接地端连接数据不平衡电流传感器1的接地引线4置于连接板上；安装支架其中一根立柱上装设有不平衡电流传感器1和数据处理判别单元2，且两者紧贴安装，以此满足它们之间连接插件9接触良好的条件要求，确保弱电流信号的可靠连通，免去了信号电缆。

于是，一体化氧化锌避雷器监测系统由不平衡电流传感器1、数据处理判别单元2，以及安装支架3共同构成。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种氧化锌避雷器监测系统，包括不平衡电流传感器(1)，且不平衡电流传感器(1)输出电流信号连接到信息处理判别单元(2)，信息处理判别单元(2)经光纤通信与控制中心交换信息，不平衡电流传感器(1)和信息处理判别单元(2)安装在安装支架(3)上，其特征在于，不平衡电流传感器(1)采用零序电流互感器原理。

2.根据权利要求1所述的一种氧化锌避雷器监测系统，其特征在于不平衡电流传感器(1)和信息处理判别单元(2)相互紧贴安装固定在安装支架(3)上。

3.根据权利要求1所述的一种氧化锌避雷器监测系统，其特征在于，安装支架(3)采用“Δ”形结构。