專利名稱：一種金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力設(shè)備的保護(hù)領(lǐng)域，涉及監(jiān)測(cè)安裝在高壓電網(wǎng)上的避雷器性能的裝置，特別是一種金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
避雷器是高壓交流電力系統(tǒng)中用于限制過電壓和保護(hù)電力設(shè)備安全的重要設(shè)備， 其直接影響到高壓電網(wǎng)的安全，目前，用于高壓電網(wǎng)的避雷器絕大多數(shù)是金屬氧化鋅避雷器(簡(jiǎn)稱Μ0Α)，這種避雷器由氧化鋅材料制成閥片組裝在瓷套內(nèi)而成，由于氧化鋅電阻片具有十分優(yōu)良的非線性伏安特性，在正常的工作電壓下，僅有幾百微安的電流通過，可以不用火花間隙而直接使用。然而，由于氧化鋅電阻片長期直接承受著運(yùn)行電壓，運(yùn)行過程中又會(huì)承受各種過電壓及沖擊電流的作用，一旦受潮老化，容易使電阻片被擊穿引起短路，可能將會(huì)造成電網(wǎng)爆炸的重大事故。因此，在避雷器故障尚未形成惡性事故之前，及時(shí)發(fā)現(xiàn)有隱患的避雷器是避免故障擴(kuò)大成事故的關(guān)鍵。避雷器的故障往往是其泄漏電流中的阻性電流分量增大造成的，大量測(cè)量數(shù)據(jù)表明避雷器阻性泄漏電流能夠反映避雷器狀況的好壞。避雷器廠家在設(shè)備出廠時(shí)規(guī)定了最大的泄漏電流，但各個(gè)廠家的規(guī)定并不完全相同，現(xiàn)在普遍認(rèn)為判斷MOA性能的好壞，單憑所測(cè)得的L的值的大小不能夠準(zhǔn)確判斷MOA的性能，而是需要通過連續(xù)或定期的監(jiān)測(cè)， 記錄下所測(cè)得的數(shù)據(jù)再進(jìn)行趨勢(shì)分析，監(jiān)測(cè)^在一段時(shí)間內(nèi)的變化趨勢(shì)，如果有突變或增長很快，那么避雷器的運(yùn)行狀態(tài)就需要注意了，因此，為了準(zhǔn)確可靠地判斷避雷器狀況的好壞，需要對(duì)測(cè)量的儀器提出更高的要求，比如抗干擾、抗電網(wǎng)諧波影響、抗環(huán)境溫度影響、抗系統(tǒng)電壓影響等。然而，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)避雷器運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)不能從根本上解決諧波對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，因此，得到的監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性不高，另外，現(xiàn)有的避雷器監(jiān)測(cè)裝置多采用分布式檢測(cè)，一套監(jiān)測(cè)設(shè)備所能檢測(cè)避雷器的數(shù)量少，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)設(shè)備的需求量大，系統(tǒng)的總體成本高。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置，其能夠從根本上解決諧波對(duì)測(cè)量避雷器的阻性泄漏電流的影響，并且可以同時(shí)在線監(jiān)測(cè)多臺(tái)避雷器，極大地節(jié)省了成本。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于包括采用帶有補(bǔ)償?shù)娜沃C波方法監(jiān)測(cè)泄漏電流的主機(jī)，電流互感器，電場(chǎng)探頭，電流適配器，以及多通道掃描開關(guān)；所述的電流互感器固定在避雷器的接地線上，信號(hào)線接入電流適配器的輸入端，所述的電場(chǎng)探頭固定在避雷器的絕緣基座上面，信號(hào)線接人電流適配器的輸入端，所述的電流適配器固定在避雷器上，其輸入端與電流互感器和電場(chǎng)探頭相連，輸出端與多通道掃描開關(guān)中的CPU單元連接；所述的主機(jī)、多通道掃描開關(guān)與避雷器的測(cè)試探頭通過電纜連接；所述的主機(jī)與多通道掃描開關(guān)通過電纜連接。所述的電流適配器帶有溫度傳感器。所述的電流互感器的下方設(shè)置有放電計(jì)數(shù)器。所述的電流互感器為封閉環(huán)繞型電流鉗，其穿入避雷器的接地線。所述的電流鉗的接線端采用航空插頭。所述的電場(chǎng)探頭的位置低于避雷器最后一個(gè)閥片5-lOcm。所述的電流適配器設(shè)置于金屬盒內(nèi)，所述的金屬盒與避雷器的絕緣基座固定。所述的電流適配器輸出端的電纜設(shè)于金屬管內(nèi)，其沿避雷器絕緣基座底部橫向依次鋪設(shè)。還包括調(diào)制解調(diào)器，所述的調(diào)制解調(diào)器與主機(jī)通過RS232接口連接。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步1、該裝置采用帶有補(bǔ)償?shù)娜沃C波方法監(jiān)測(cè)泄漏電流，將一個(gè)電場(chǎng)探頭安裝于 MOA底部的絕緣基座上，電場(chǎng)探頭耦合避雷器底部的電場(chǎng)，形成感應(yīng)電流，此感應(yīng)電流作為補(bǔ)償信號(hào)，結(jié)合傅立葉分析，得出避雷器的阻性泄漏電流，從根本上解決電壓諧波對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，其具有良好的抗干擾性，并且可以進(jìn)行溫度修正和電壓修正，使每次測(cè)量的數(shù)據(jù)結(jié)果都具有高的穩(wěn)定性和可靠性，便于以后進(jìn)行同一基準(zhǔn)下的趨勢(shì)分析，為判斷MOA運(yùn)行狀況的好壞得出科學(xué)的判斷。2、該裝置的的多通道掃描開關(guān)的內(nèi)部安裝有六個(gè)CPU單元，可以監(jiān)測(cè)六組(18個(gè)) 避雷器，多個(gè)多通道掃描開關(guān)可以串聯(lián)使用，監(jiān)測(cè)更多的避雷器，每個(gè)MOA的輸出信號(hào)通過電流適配器連接到多通道掃描開關(guān)的CPU單元，主機(jī)與多通道掃描開關(guān)通過電纜連接，時(shí)間間隔可以預(yù)先設(shè)定，并將按預(yù)定的時(shí)間間隔依次讀取各個(gè)避雷器的信號(hào)，從而克服現(xiàn)有技術(shù)一臺(tái)監(jiān)測(cè)設(shè)備不能同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)避雷器，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)設(shè)備的需求量大的缺點(diǎn)，極大地節(jié)省了成本。

圖1為金屬氧化鋅避雷器的等效電路圖；圖2為本實(shí)用新型的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)施例1的示意圖；圖3為本實(shí)用新型的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)施例2的示意圖；圖4為本實(shí)用新型的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)多臺(tái)避雷器的連接示意圖；圖5為本實(shí)用新型的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置的工作過程示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，在一定電壓和電流下，避雷器泄漏電流的阻性分量與金屬氧化物電阻的伏安特性的變化有很大關(guān)系，因此，阻性電流可以作為診斷運(yùn)行下的MOA狀態(tài)變化的指標(biāo)。MOA的阻性泄漏電流為IpMOA的泄漏全電流為It，M0A的容性電流為I。，本實(shí)用新型的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置的工作原理是帶有補(bǔ)償?shù)娜沃C波的方法來測(cè)試U 即用電場(chǎng)探頭傳感器耦合的電流Ip來補(bǔ)償系統(tǒng)電壓中諧波的影響。裝置通過電流鉗取得 MOA的泄漏全電流It，通過電場(chǎng)探頭來取得用于補(bǔ)償?shù)碾娙蓦娏鱅p。三次諧波阻性電流分量1&是MOA的閥片的非線性電阻在所加電壓為正弦波時(shí)產(chǎn)生的，可像仁一樣代表MOA的變化。電壓諧波產(chǎn)生的是容性分量上的諧波，而MOA本身不會(huì)產(chǎn)生容性諧波，因?yàn)殡娙萜骰旧鲜蔷€性的，因此，I3r = I3t-I3c (1)式中為It進(jìn)行傅里葉分解后的三次諧波分量；I3c為MOA的容性電流I。進(jìn)行傅里葉分解后的三次諧波容性分量；如果系統(tǒng)電壓上沒有諧波，則13。= 0，I3r = I3t。I3c的大小，取決于系統(tǒng)電壓上的諧波量和電網(wǎng)所帶負(fù)載的大小。利用Ip的三次諧波分量、可以計(jì)算出I3。。I3c與I3p有相同的相角，因?yàn)槿嗟娜沃C波電壓具有相同的相角，得到之后就可利用式(1)計(jì)算出1&。I3p與I3r的相互關(guān)系也可從式O)中看到I3r= I3t-O. 75(| Ilt|/| I1P|) I3p ⑵式中Ilt為電流It進(jìn)行傅里葉分解后的基波分量；Ilp為Ip進(jìn)行傅里葉分解后的基波分量；I3p為Ip進(jìn)行傅里葉分解后的三次諧波分量；求得后，因其是I,進(jìn)行傅立葉分解后的三次諧波部分，因此裝置可以容易得到所要求的阻性泄漏電流L的值。如圖2所示，本實(shí)用新型的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置包括采用帶有補(bǔ)償?shù)娜沃C波方法監(jiān)測(cè)泄漏電流的主機(jī)1，電流互感器2，電場(chǎng)探頭3，電流適配器4，以及多通道掃描開關(guān)5 ；所述的電流互感器2固定在避雷器9的接地線上，信號(hào)線接入電流適配器 4的輸入端，所述的電場(chǎng)探頭3固定在避雷器Ll的絕緣基座6上面，信號(hào)線接人電流適配器4的輸入端，所述的電流適配器4固定在避雷器Ll上，其輸入端與電流互感器2和電場(chǎng)探頭3相連，輸出端與多通道掃描開關(guān)5中的CPU單元連接；所述的主機(jī)1、多通道掃描開關(guān)5與避雷器Ll的測(cè)試探頭通過電纜連接；所述的主機(jī)1與多通道掃描開關(guān)5通過電纜連接。主機(jī)1采用帶有補(bǔ)償?shù)娜沃C波方法測(cè)試泄漏電流，該儀器有三個(gè)主要部份一個(gè)連接到鉗形電流互感器或永久安裝的環(huán)形變壓器的連接器上的電流探針；一個(gè)由一條同軸電纜和一個(gè)放置在接近避雷器底座來接受電容性電流的適配器的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試探針，并且它也連接到電流探針上；漏電流監(jiān)測(cè)單元，使用針對(duì)電流探針和現(xiàn)場(chǎng)探針產(chǎn)生信號(hào)的諧波分析來決定漏電流的電阻分量。主機(jī)1把接收到的I1^PIt,經(jīng)分析計(jì)算出阻性泄漏電流。本裝置還可以包括調(diào)制解調(diào)器，所述的調(diào)制解調(diào)器與主機(jī)通過RS232接口連接，通過調(diào)制解調(diào)器與后臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。每個(gè)MOA的輸出信號(hào)通過電流適配器4連接到多通道掃描開關(guān) 5的CPU單元。電流互感器2測(cè)量MOA的泄漏全電流It。電場(chǎng)探頭3耦合避雷器底部的電場(chǎng)，得到感應(yīng)電流Ip。電流適配器4接收泄漏全電流It和感應(yīng)電流Ip，并帶有溫度傳感器， 測(cè)量環(huán)境溫度，輸出的信號(hào)連接傳輸?shù)蕉嗤ǖ罀呙栝_關(guān)5中的CPU單元。圖3是本實(shí)用新型的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)施例2的示意圖，本實(shí)施例的電流互感器選用電流鉗，電流鉗7采用封閉環(huán)繞型結(jié)構(gòu)，可以抗電磁干擾，安裝時(shí)將電流鉗7穿入避雷器接地線，放在放電計(jì)數(shù)器的上方，電流鉗7的接線端采用航空插頭，可以防電磁干擾和防雨，適合戶外長時(shí)間工作。電場(chǎng)探頭3用小法蘭固定安裝在避雷器Ll 的絕緣基座6上方，利用螺栓固定，使電場(chǎng)探頭3的位置低于避雷器Ll最后一個(gè)閥片5 10cm。電流適配器4的輸入端與電流鉗7和電場(chǎng)探頭3相連，輸出端與多通道掃描開關(guān)5 相連，安裝時(shí)將電流適配器4放在金屬盒內(nèi)，再將金屬盒用膨脹螺栓固定在避雷器的絕緣基座的底部水泥地上或懸掛在絕緣基座上，每個(gè)電流適配器4輸出的電纜進(jìn)入金屬管內(nèi)， 金屬管沿避雷器絕緣基座底部橫向依次鋪設(shè)，并固定在水泥地上面，多通道掃描開關(guān)5采用專用的機(jī)箱和主機(jī)1 一起固定，相互間采用專用電纜連接。本裝置還包括調(diào)制解調(diào)器，所述的調(diào)制解調(diào)器與主機(jī)通過RS232接口連接，將調(diào)制解調(diào)器的數(shù)字信號(hào)通過同軸電纜可連接后臺(tái)計(jì)算機(jī)。圖4為本實(shí)用新型的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)多臺(tái)避雷器的連接示意圖，如圖所示，如果要進(jìn)行多臺(tái)避雷器監(jiān)測(cè)，將主機(jī)1連接多通道掃描開關(guān)5并分別連接到電流互感器2和電場(chǎng)探頭3即可。該裝置的的多通道掃描開關(guān)5的內(nèi)部安裝有六個(gè)CPU 單元，可以監(jiān)測(cè)六組(18個(gè))避雷器，圖中示意了六個(gè)避雷器L1、L2、L3、L4、L5和L6，將多個(gè)多通道掃描開關(guān)5串聯(lián)使用，可以監(jiān)測(cè)更多的避雷器，每個(gè)金屬氧化鋅避雷器的輸出信號(hào)通過電流適配器4連接到多通道掃描開關(guān)5的CPU單元，主機(jī)1與多通道掃描開關(guān)5通過電纜連接，時(shí)間間隔可以預(yù)先設(shè)定，并將按預(yù)定的時(shí)間間隔依次讀取各個(gè)避雷器的監(jiān)測(cè)信號(hào)。圖5示意的是本實(shí)用新型的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置的工作過程，如圖所示，電流互感器2測(cè)量金屬氧化鋅避雷器的泄漏全電流信號(hào)，電場(chǎng)探頭3耦合金屬氧化鋅避雷器底部的電場(chǎng)，形成感應(yīng)電流，電流互感器2測(cè)量的避雷器泄漏全電流信號(hào)和電場(chǎng)探頭3 測(cè)量的避雷器容性電流通過連接電纜同時(shí)送入主機(jī)1，經(jīng)分析計(jì)算出避雷器的阻性泄漏電流，結(jié)果可以在主機(jī)上顯示出來，也可以通過連接后臺(tái)計(jì)算機(jī)上傳數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和管理。如果要進(jìn)行多臺(tái)避雷器的監(jiān)測(cè)，主機(jī)1連接多通道掃描開關(guān)5并分別連接到電流互感器2和電場(chǎng)探頭3就可以做到。以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于包括采用帶有補(bǔ)償?shù)娜沃C波方法監(jiān)測(cè)泄漏電流的主機(jī)，電流互感器，電場(chǎng)探頭，電流適配器，以及多通道掃描開關(guān)；所述的電流互感器固定在避雷器的接地線上，信號(hào)線接入電流適配器的輸入端，所述的電場(chǎng)探頭固定在避雷器的絕緣基座上面，信號(hào)線接入電流適配器的輸入端，所述的電流適配器固定在避雷器上，其輸入端與電流互感器和電場(chǎng)探頭相連，輸出端與多通道掃描開關(guān)的CPU單元連接；所述的主機(jī)、多通道掃描開關(guān)與避雷器的測(cè)試探頭通過電纜連接；所述的主機(jī)與多通道掃描開關(guān)通過電纜連接。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的電流適配器帶有溫度傳感器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的電流互感器的下方設(shè)置有放電計(jì)數(shù)器。
4.如權(quán)利要求3所述的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的電流互感器為封閉環(huán)繞型電流鉗，其穿入避雷器的接地線。
5.如權(quán)利要求4所述的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的電流鉗的接線端采用航空插頭。
6.如權(quán)利要求5所述的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的電場(chǎng)探頭的位置低于避雷器最后一個(gè)閥片5-lOcm。
7.如權(quán)利要求6所述的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的電流適配器設(shè)置于金屬盒內(nèi)，所述的金屬盒與避雷器的絕緣基座固定。
8.如權(quán)利要求7所述的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的電流適配器輸出端的電纜設(shè)于金屬管內(nèi)，其沿避雷器絕緣基座底部橫向依次鋪設(shè)。
9.如權(quán)利要求8所述的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于還包括調(diào)制解調(diào)器，所述的調(diào)制解調(diào)器與主機(jī)通過RS232接口連接。
專利摘要一種金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置，包括采用帶有補(bǔ)償?shù)娜沃C波方法監(jiān)測(cè)泄漏電流的主機(jī)，電流互感器，電場(chǎng)探頭，電流適配器，以及多通道掃描開關(guān)；所述的電流互感器固定在避雷器的接地線上，信號(hào)線接入電流適配器的輸入端，所述的電場(chǎng)探頭固定在避雷器的絕緣基座上面，信號(hào)線接人電流適配器的輸入端，所述的電流適配器固定在避雷器上，其輸入端與電流互感器和電場(chǎng)探頭相連，輸出端與多通道掃描開關(guān)的CPU單元連接；所述的主機(jī)、多通道掃描開關(guān)與避雷器的測(cè)試探頭通過電纜連接；所述的主機(jī)與多通道掃描開關(guān)通過電纜連接。本實(shí)用新型能從根本上解決諧波對(duì)測(cè)量避雷器的阻性泄漏電流的影響，并且可以同時(shí)在線監(jiān)測(cè)多臺(tái)避雷器，極大地節(jié)省成本。
文檔編號(hào)G01R19/00GK202141752SQ20112019354
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者劉罡, 周靜龍, 姚軍, 張宏軍, 楊云, 王多, 蘇軍虎, 靳丹, 高立超, 魏曉珊 申請(qǐng)人:甘肅省電力公司蘭州超高壓輸變電公司