金屬氧化物避雷器阻性電流的檢測方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金屬氧化物避雷器阻性電流的檢測方法及其裝置，該方法采用如下步驟：1、采集參數(shù)電流；2、根據(jù)與所測金屬氧化物避雷器同相的電流互感器停電試驗(yàn)測得的介質(zhì)損耗因數(shù)為tanδ，得知所述泄漏電流信號I1與金屬氧化物避雷器的端電流的相位夾角為δ；求得所述泄漏電流信號I1的基波與所述全電流信號I0的基波的相位差為α；計算所求阻性電流IR滿足如下公式：IR=sin（δ+α）I0。本裝置包括信號連接電纜、便攜式測量儀和2個以上的零磁通穿芯式微電流傳感器。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能在不測量端電壓的情況下實(shí)現(xiàn)對金屬氧化物避雷器阻性電流的準(zhǔn)確測量，無需操作電壓互感器的二次端子，提高檢測的安全性和穩(wěn)定性，易于操作，測量準(zhǔn)確，便于現(xiàn)場作業(yè)。
【專利說明】金屬氧化物避雷器阻性電流的檢測方法及其裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于檢測金屬氧化物避雷器阻性電流的方法及其裝置，屬電氣設(shè)備狀態(tài)維修【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬氧化物避雷器具有優(yōu)越的過電壓保護(hù)特性，如無續(xù)流、動作負(fù)載輕、耐重復(fù)動作能力強(qiáng)、通流容量大等，在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。在工作電壓作用下，流過金屬氧化物避雷器的泄漏電流很小僅為微安級。但由于金屬氧化物避雷器沒有間隙，閥片將一直有電流流過，長期作用下閥片會產(chǎn)生劣化，引起電阻特性的變化，導(dǎo)致流過閥片的泄漏電流增加。另外由于避雷器結(jié)構(gòu)不良、密封不嚴(yán)使內(nèi)部構(gòu)件和閥片受潮，也會導(dǎo)致運(yùn)行中避雷器泄漏電流增加。電流中阻性分量的急劇增加，會使閥片溫度上升而發(fā)生熱崩潰，嚴(yán)重時，甚至引起避雷器的爆炸事故。
[0003]電力部門普遍采用在線監(jiān)測或帶電測試金屬氧化物避雷器的阻性電流來診斷其絕緣狀況。由于避雷器閥片具有很大的介電常數(shù)，因此，在正常工作電壓下流過閥片的主要是容性電流，阻性電流只占全電流很小的一部分，約為10%?20%左右，但阻性電流卻是檢測避雷器性能最有效的參數(shù)，因此金屬氧化物避雷器絕緣檢測的關(guān)鍵技術(shù)是，如何從容性電流為主的全電流中分離出微弱的阻性電流。
[0004]目前，在線監(jiān)測或帶電測試中測量金屬氧化物避雷器阻性電流主要采取如下常規(guī)方式:在金屬氧化物避雷器的接地線上獲取運(yùn)行時的泄漏全電流，在同相電壓互感器獲得金屬氧化物避雷器的端電壓，端電壓作為基準(zhǔn)向量，通過比較全電流與端電壓的相位，將全電流中阻性電流分離出來，從而根據(jù)阻性電流分量的變化來判斷避雷器的運(yùn)行狀況；但是，端電壓的測量需要頻繁的操作電壓互感器的二次端子，容易造成其二次短路，甚至導(dǎo)致電壓互感器燒毀，影響電網(wǎng)安全運(yùn)行，而且為了保證電網(wǎng)和設(shè)備安全，許多電力企業(yè)甚至規(guī)定不允許試驗(yàn)人員操作電壓互感器的二次端子，給測量帶來不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、操作安全可靠、測量準(zhǔn)確的在線檢測或帶電檢測金屬氧化物避雷器阻性電流的方法及其裝置。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
本方法包括的步驟如下:
步驟一、采集參數(shù)電流:
在金屬氧化物避雷器的接地線上采集全電流信號Itl,在與所測金屬氧化物避雷器同相的電流互感器的末屏接地線上采集泄漏電流信號I1 ；
步驟二、將全電流信號I中的阻性電流Ik分離出來:
根據(jù)與所測金屬氧化物避雷器同相的電流互感器停電試驗(yàn)測得的介質(zhì)損耗因數(shù)為tan δ，得知所述泄漏電流信號I1與金屬氧化物避雷器的端電流的相位夾角為δ ;同時，利用傅里葉變換的方法求得所述泄漏電流信號I1的基波與所述全電流信號Itl的基波的相位差為Ct ；
所述全電流信號Itl的幅值表示為Itl,計算所求阻性電流Ik滿足如下公式:IK=sin(δ + α ) 10。
[0007]—種金屬氧化物避雷器阻性電流的檢測裝置包括信號連接電纜、便攜式測量儀和2個以上的零磁通穿芯式微電流傳感器；所述零磁通穿芯式微電流傳感器分別安裝于各個金屬氧化物避雷器的接地線上和與所測金屬氧化物避雷器同相的電流互感器的末屏接地線上；所述零磁通穿芯式微電流傳感器的輸出端通過信號連接電纜接便攜式測量儀的相應(yīng)輸入端。
[0008]所述便攜式測量儀由多通道數(shù)據(jù)采集單元和工控機(jī)組成。
[0009]所述零磁通穿芯式微電流傳感器的型號為TERX-1I。
[0010]所述多通道數(shù)據(jù)采集單元的型號為SZSC-16S ;所述工控機(jī)的型號為研祥Τ90。
[0011]所述全電流信號Itl和泄漏電流信號I1均由零磁通穿芯式微電流傳感器采集。
[0012]本發(fā)明所產(chǎn)生的積極效果如下:(I)本方法能夠在不測量端電壓的情況下實(shí)現(xiàn)對金屬氧化物避雷器阻性電流的準(zhǔn)確測量，無需操作電壓互感器的二次端子，提高了檢測的安全性和穩(wěn)定性，易于操作，測量準(zhǔn)確，便于現(xiàn)場作業(yè)；(2)本裝置工作安全可靠，使用的零磁通穿芯式微電流傳感器采用深度負(fù)反饋和屏蔽措施，使其鐵芯工作在理想的零磁通狀態(tài)，并具有良好的溫度特性和抗電磁干擾能力，可保證微弱信號采集的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，所述零磁通穿芯式微電流傳感器的安裝不需要改動設(shè)備一次接線，在現(xiàn)場安裝零磁通穿芯式微電流傳感器，現(xiàn)場人員通過便攜式測試儀即可完成檢測工作，硬件結(jié)構(gòu)簡單，便于攜帶；
(3)由于變電站中常用0.5級的電壓互感器，其角差范圍在±20'之間，而絕緣良好的電流互感器介質(zhì)損耗角正切值測量誤差約為±0.1%，折算成角度約為±10'，采用電流互感器的末屏接地電流作為參考信號測試準(zhǔn)確度不低于從電壓互感器二次采集電壓相位參考信號。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]附圖1為本發(fā)明的檢測方法流程圖。
[0014]附圖2為本發(fā)明的檢測方法原理圖。
附圖3為本發(fā)明中檢測金屬氧化物避雷器阻性電流的裝置的組成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖1-2和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明:
由圖1所示的實(shí)施例可知，本實(shí)施例所采用方法的步驟如下:
步驟一、采集參數(shù)電流:
在金屬氧化物避雷器的接地線上采集全電流信號Itl,在與所測金屬氧化物避雷器同相的電流互感器的末屏接地線上采集泄漏電流信號I1 ；
步驟二、將全電流信號I中的阻性電流Ik分離出來:
根據(jù)與所測金屬氧化物避雷器同相的電流互感器停電試驗(yàn)測得的介質(zhì)損耗因數(shù)為tan δ，得知所述泄漏電流信號I1與金屬氧化物避雷器的端電流的相位夾角為δ ;同時，利用傅里葉變換的方法求得所述泄漏電流信號I1的基波與所述全電流信號Itl的基波的相位差為Ct ；
所述全電流信號Itl的幅值表示為Itl,計算所求阻性電流Ik滿足如下公式:IK=sin
(δ + α ) 10。
[0016]一種金屬氧化物避雷器阻性電流的檢測裝置包括信號連接電纜、便攜式測量儀和2個以上的零磁通穿芯式微電流傳感器；所述零磁通穿芯式微電流傳感器分別安裝于各個金屬氧化物避雷器的接地線上和與所測金屬氧化物避雷器同相的電流互感器的末屏接地線上；所述零磁通穿芯式微電流傳感器的輸出端通過信號連接電纜接便攜式測量儀的相應(yīng)輸入端。
[0017]所述便攜式測量儀由多通道數(shù)據(jù)采集單元和工控機(jī)組成。
[0018]所述零磁通穿芯式微電流傳感器的型號為TERX-1I。
[0019]所述多通道數(shù)據(jù)采集單元的型號為SZSC-16S ;所述工控機(jī)型號為研祥Τ90。
[0020]所述全電流信號Itl和泄漏電流信號I1均由零磁通穿芯式微電流傳感器采集。
[0021]本檢測裝置的工作過程如下:
零磁通穿芯式微電流傳感器采集將采集到的所述全電流信號Itl和泄漏電流信號I1通過信號連接電纜送入便攜式測量儀；
利用所述便攜式測量儀中的工控機(jī)比較所述全電流信號Itl和泄漏電流信號I1的相位，將全電流信號Itl的阻性電流Ik分離出來。
[0022]本實(shí)施例的工作原理:
所述的同相絕緣性能良好的電流傳感器是指與所測金屬氧化物避雷器同相的且絕緣正常電流互感器，由于同相的電流互感器與避雷器端電壓相位相同，電流互感器末屏接地電流與端電壓的基波相位差可以通過測量介質(zhì)損耗因數(shù)tan δ獲得，而且絕緣良好的電流互感器介質(zhì)損耗因數(shù)較為穩(wěn)定。
[0023]通過兩個高精度的電流互感器可以測得電流互感器的末屏接地線上的泄漏電流信號I1和避雷器的接地線上的全電流信號Itl，二者的基波相位差可以通過傅里葉分析的方法測得，因而可以求得避雷器的接地線上的全電流信號Itl與端電壓的基波相位差α，進(jìn)而求出避雷器的阻性電流Ικ。
[0024]當(dāng)同時需要測量多個電流互感器的末屏接地線上的泄漏電流信號I1和避雷器的接地線上的全電流信號Itl時，當(dāng)然需要多個高精度的電流互感器。
[0025]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬氧化物避雷器阻性電流的檢測方法，其特征在于，所述方法包括: 步驟一、采集參數(shù)電流: 在金屬氧化物避雷器的接地線上采集全電流信號Itl,在與所測金屬氧化物避雷器同相的電流互感器的末屏接地線上采集泄漏電流信號I1 ； 步驟二、將全電流信號I中的阻性電流Ik分離出來: 根據(jù)與所測金屬氧化物避雷器同相的電流互感器停電試驗(yàn)測得的介質(zhì)損耗因數(shù)為tan δ，得知所述泄漏電流信號I1與金屬氧化物避雷器的端電流的相位夾角為δ ;同時，利用傅里葉變換的方法求得所述泄漏電流信號I1的基波與所述全電流信號Itl的基波的相位差為ct ； 所述全電流信號Itl的幅值表示為Itl,計算所求阻性電流Ik滿足如下公式:IK=sin(δ + α ) 10。
2.一種金屬氧化物避雷器阻性電流的檢測裝置，其特征在于:包括信號連接電纜、便攜式測量儀和2個以上的零磁通穿芯式微電流傳感器；所述零磁通穿芯式微電流傳感器分別安裝于各個金屬氧化物避雷器的接地線上和與所測金屬氧化物避雷器同相的電流互感器的末屏接地線上；所述零磁通穿芯式微電流傳感器的輸出端通過信號連接電纜接便攜式測量儀的相應(yīng)輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬氧化物避雷器阻性電流的檢測裝置，其特征在于:所述便攜式測量儀由多通道數(shù)據(jù)采集單元和工控機(jī)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬氧化物避雷器阻性電流的檢測裝置，其特征在于:所述零磁通穿芯式微電流傳感器的型號為TERX-1I。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬氧化物避雷器阻性電流的檢測裝置，其特征在于:所述多通道數(shù)據(jù)采集單元的型號為SZSC-16S ;所述工控機(jī)的型號為研祥Τ90。
【文檔編號】G01R19/00GK103728481SQ201310742635
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】高樹國, 陳志勇, 潘瑾, 范輝, 劉宏亮, 孫祎, 趙建利, 杜大全 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院, 河北省電力建設(shè)調(diào)整試驗(yàn)所