本實用新型涉及一種避雷器阻性泄漏電流檢測裝置，特別是一種基于無線射頻技術(shù)避雷器阻性泄漏電流檢測裝置。

背景技術(shù)：

在避雷器性能檢測方面，國內(nèi)外研究較多，目前檢測無間隙的氧化物避雷器(MOA)的檢測方式主要有周期性停電預(yù)防試驗和在線帶電測試與檢測。

周期性預(yù)防試驗一般在停電狀態(tài)下進(jìn)行，是電力系統(tǒng)最早使用的較為普遍的檢測手段。目前對于周期性預(yù)防試驗，主要的試驗項目是直流實驗，測量避雷器直流1mA下臨界動作參考電壓U1mA和75%的U1mA下的泄漏電流，通過試驗可以檢查其閥片是否受潮，確定其動作性能是否符合要求。這種測試方法的優(yōu)點是測量結(jié)果較為準(zhǔn)確可靠，缺點是必須要使避雷器停電試驗，過程也較麻煩，不方便；試驗過程有可能需要解開避雷器引線，操作起來費(fèi)時費(fèi)力；更為重要的是，隨著電網(wǎng)容量的迅猛擴(kuò)大，新建及擴(kuò)建大量變電站，使得需要維護(hù)的電力設(shè)備劇增，若進(jìn)行停電預(yù)試，必然帶來很大的困難和經(jīng)濟(jì)損失，特別是實際中有時無法進(jìn)行，于是結(jié)合實際需求出現(xiàn)了在線帶電檢測與診斷方法。

在線帶電檢測MOA可以在不停電的情況下隨時了解MOA的運(yùn)行性能，及時發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象和事故隱患，以采取有效預(yù)防措施，防止事故發(fā)生或擴(kuò)大而造成更大的經(jīng)濟(jì)損失，保證其在良好的狀態(tài)下運(yùn)行，這是目前國內(nèi)外關(guān)注的焦點問題。MOA在線檢測主要是監(jiān)視閥片是否受潮或老化，檢測方法主要有全電流法、阻性電流法、溫度法和相角差法等。

全電流法的主要優(yōu)點是方法簡便易行，適用于在現(xiàn)場大量推廣使用，能夠及時發(fā)現(xiàn)MOA的受潮顯著劣化狀況；缺點是對發(fā)現(xiàn)MOA的早期老化很不靈敏，阻性分量即使已有顯著增大，但在測量全電流的變化時仍不明顯，只有當(dāng)MOA已嚴(yán)重受潮時，阻性電流分量才進(jìn)一步變大，增大幾倍后，全電流才可以明顯地被分辨出來，往往當(dāng)電流增大到２～３倍時認(rèn)為已達(dá)到危險界線。

在MOA剛投運(yùn)時，一般應(yīng)測取泄漏電流的初期電流值，以作為診斷運(yùn)行中泄漏電流是否變化的依據(jù)，一般將測量值與初始值比較，若阻性電流分量增加到初始值的兩倍時，應(yīng)停止運(yùn)行。MOA阻性電流法在線檢測要解決的關(guān)鍵技術(shù)是如何從容性電流為主的總電流中分離出微弱的阻性電流，方法相對較復(fù)雜，但更有利于MOA的性能檢測，對發(fā)現(xiàn)早期的老化比較靈敏。于是MOA阻性電流法可根據(jù)阻性電流獲取方法的不同分為兩大類，一是不需要電壓參考信號的檢測方法；二是需要電壓參考信號的檢測方法。在不獲取電壓參考信號的前提下獲取阻性電流，對MOA性能優(yōu)劣進(jìn)行檢測和診斷，主要方法有以下幾種：瞬時法、三次諧波法、基波法（諧波分析法）和零序電流法等，這幾種檢測方法無需引入電壓信號，方法方便易行，但檢測的精度和準(zhǔn)確性不高。要從全電流中準(zhǔn)確分離其阻性分量，目前公認(rèn)的比較準(zhǔn)確有效的方法是，取MOA端電壓來作為參考信號，測試采用雙輸入型，同時輸入電壓和電流信號，通過兩者的相互關(guān)系來求得阻性電流。對此，目前國內(nèi)外普遍采用有線方式從被測相PT二次側(cè)獲得電壓信號，通過帶電測量MOA的全泄漏電流和阻性泄漏電流來診斷MOA是否劣化，常用方法主要有以下幾種：補(bǔ)償法和投影法。這兩種方法存在兩個主要共同問題：1）采用有線方式帶電檢測，拖線長，操作很不方便，且高壓操作具有一定的危險性；2）電壓參考信號來自被測相PT二次側(cè)，屬間接獲取信號，參量容易畸變產(chǎn)生誤差，并且有時避雷器與變電站距離較遠(yuǎn)無法獲得電壓信號。

國際上，采用雙AT法和基于溫度的測量法實現(xiàn)MOA的總泄漏電流監(jiān)測技術(shù)已問世?；跍囟鹊臏y量法是將溫度傳感器放在避雷器內(nèi)部，通過無線方式向外接收裝置發(fā)送溫度信號，傳感器采用無源聲表面波(SAW)溫度傳感器，該方法對于正在制造且準(zhǔn)備安裝在線監(jiān)測的MOA很有用途，但對于已投入電網(wǎng)安全運(yùn)行的MOA卻無法應(yīng)用。

除以上方法，另外還可以進(jìn)行遠(yuǎn)紅外線帶電檢測，它是用紅外探測儀檢測被測目標(biāo)的紅外輻射信號。經(jīng)放大轉(zhuǎn)換處理后得到紅外熱像圖，根據(jù)附帶的固化程序分析得到正在運(yùn)行的MOA各節(jié)電阻片的溫度，測定因功率損耗而引起的MOA本體的溫度升高程度，以此來確定MOA是否有缺陷。該方法為非電氣檢測，操作簡單，較適合現(xiàn)場使用，一般判斷溫差達(dá)1度便可確定是否有缺陷。但是MOA的發(fā)熱很大程度上取決于運(yùn)行時的電壓分布，當(dāng)相電壓改變5%時MOA的能量損失可達(dá)20%，直接導(dǎo)致MOA溫度變化1～2度，容易受外界干擾。

以上兩種方法均基于溫度檢測原理，存在的主要問題有：1)需要在避雷器內(nèi)部放置傳感器，由于受運(yùn)行方式的限制，對于已投入電網(wǎng)安全運(yùn)行的MOA無法廣泛采用；2)溫度信號容易受外界影響，不利于檢測的準(zhǔn)確性；3)目前方法無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確診斷MOA很大程度上要靠現(xiàn)場經(jīng)驗。

綜上，目前國內(nèi)外公認(rèn)的氧化物避雷器性能有效檢測方法是利用有線方式從PT線上獲得電壓信號采用阻性電流法或相角差法檢測，而實際中多數(shù)避雷器的安裝位置與變電站距離較遠(yuǎn)，很難獲得電壓信號，這樣就無法直接采用阻性電流法或相角差法對避雷器性能進(jìn)行檢測。

由于直接采用阻性電流法或相角差法對避雷器性能進(jìn)行檢測需要獲得電壓相位信號，而電壓相位信號又不能直接從高壓線路上獲得，給使用傳統(tǒng)的檢測方法對檢測避雷器的性能帶來困難。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提供一種采用電場耦合方式直接非接觸獲得避雷器工作線路的電壓相位信號，這樣可以真正實現(xiàn)了阻性電流法和相角差法對MOA性能的直接帶電檢測，不僅對及時發(fā)現(xiàn)避雷器故障起到積極作用，還可以減少大量的人力和物力的便攜式避雷器阻性泄漏電流檢測裝置。

基于無線射頻技術(shù)避雷器阻性泄漏電流檢測裝置，包括測量裝置，還包括有手持式接收裝置，測量裝置和手持式接收裝置二者之間通過無線通訊連接，所述的測量裝置包括令克棒、令克棒固定件、圓形絕緣支撐座、測量裝置電路板、金屬電極固定座、帶絕緣護(hù)套金屬電極、圓錐形均壓罩、圓形非金屬殼體、上端電流測量線、下端電流測量線、上端鱷魚夾、下端鱷魚夾、與圓錐形均壓罩連接的地線引出線；令克棒活動連接于令克棒固定件上；令克棒固定件連接于圓形非金屬殼體上；帶絕緣護(hù)套金屬電極設(shè)置于金屬電極固定座上；金屬電極固定座連接于測量裝置電路板上，金屬電極固定座上端從圓形非金屬殼體頂端穿出；圓錐形均壓罩設(shè)置于殼體內(nèi)通過與圓錐形均壓罩連接的地線引出線與測量裝置電路板地端接觸，圓錐形均壓罩將測量裝置電路板包裹在其內(nèi)部防止高壓擊穿測量裝置電路板；測量裝置電路板固定在圓形絕緣支撐座上，圓形支撐座設(shè)置于非金屬殼體內(nèi)均壓罩外；上端電流測量線一端與上端鱷魚夾連接，另一端與測量裝置電路板連接；下端電流測量線一端與下端鱷魚夾連接，另一端與測量裝置電路板連接，所述的測量裝置電路板包括有藕合式電壓相位采集電路。

所述的藕合式電壓相位采集電路包括覆銅板、限流電阻、放電管、空心電感、高壓電容；限流電阻、空心電感、高壓電容和覆銅板按照上述順序串聯(lián)在一起，且放電管并聯(lián)在限流電阻、空心電感、高壓電容和覆銅板串聯(lián)電路的兩端；當(dāng)覆銅板與被測高壓線路導(dǎo)線靠近時，覆銅板與被測高壓線路導(dǎo)線之間構(gòu)成電容效應(yīng)，當(dāng)被測高壓線路導(dǎo)線帶電時，高壓電容通過分壓獲得與輸電線路固定相位的小電壓信號；覆銅板、限流電阻、放電管、空心電感、高壓電容均固定在測量裝置電路板上。

所述的測量裝置包括有測量電路，所述的測量電路包括有電流互感器電路、藕合式電壓相位采集電路、信號處理電路、測量裝置電源電路、測量裝置開關(guān)電路、測量裝置微處理器電路、報警電路、工作指示電路、測量端無線射頻電路，電流互感器電路的輸入端分別與上端電流測量線、下端電流測量線連接；電流互感器電路和藕合式電壓相位采集電路的輸出端與信號處理電路的輸入端連接；信號處理電路的輸出端與測量裝置微處理器電路的I/O口連接；測量裝置電源電路的輸出端與測量裝置開關(guān)電路的輸入端連接；測量裝置開關(guān)電路的輸出端與測量裝置微處理器電路的對應(yīng)的電源端連接；報警電路和工作指示電路的輸入端分別與測量裝置微處理器電路I/O口連接；測量端無線射頻電路的輸入端與測量裝置微處理器電路的通信接口連接。

手持式接收裝置包括接收端無線射頻電路、接收裝置電源電路、接收裝置開關(guān)電路、接收裝置微處理器電路、顯示電路、按鍵電路、存儲電路、接收裝置工作指示電路、通信接口電路；接收端無線射頻電路的輸出端與接收裝置微處理器電路的第一通信口連接；接收裝置電源電路的輸出端與接收裝置開關(guān)電路的輸入端連接；接收裝置開關(guān)電路的輸出端與接收裝置微處理器電路對應(yīng)電源端連接；顯示電路的輸入端與接收裝置微處理器電路的I/O口連接；按鍵電路的輸出端與接收裝置微處理器電路的I/O口連接；存儲電路的輸入端與接收裝置微處理器電路的I/O口連接；通信接口電路的輸入端與接收裝置微處理器電路的第二通信口連接。

信號處理電路采用高速DSP處理芯片，并利用動態(tài)諧波準(zhǔn)同步采樣方法獲得電流有效值及電壓和電流相位差值，并可克服頻率波動及噪聲影響，實現(xiàn)較高精度電流有效值及電壓和電流相位差值的測量。

上端電流測量線和下端電流測量線均為耐高壓單芯絕緣屏蔽線。

顯示電路顯示通信自檢、相位差值、阻性電流值、時間顯示、數(shù)據(jù)存儲、歷史數(shù)據(jù)查詢。

金屬電極固定座與測量裝置電路板之間面接觸，連接后接觸電阻盡量小。

與圓錐形均壓罩連接的地線引出線為錳鋼彈性材料，保證圓錐形均壓罩與測量裝置電路板地端可靠接觸，構(gòu)成相等電位。

圓形絕緣支撐座周邊有凹槽，在凹槽內(nèi)嵌裝O型圈。圓形絕緣支撐座中間開有2個用于上端電流測量線和下端電流測量線穿過的通孔。

綜上所述的，本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)如下優(yōu)點：

（1）本實用新型的基于無線射頻技術(shù)避雷器阻性泄漏電流檢測裝置，利用覆銅板與輸電線路導(dǎo)體之間構(gòu)成的電容效應(yīng)，通過電場耦合非接觸方式獲得避雷器工作輸電線路電壓的相位信號，使避雷器工作電壓相位信號的獲得變得簡單易行。（2）本實用新型的便攜式避雷器阻性泄漏電流檢測裝置，采用1：1電流互感器隔離方式從避雷器雷擊計數(shù)器上獲得避雷器總泄露電流信號。（3）本實用新型的便攜式避雷器阻性泄漏電流檢測裝置，信號處理電路采用高速DSP處理芯片，并利用動態(tài)諧波準(zhǔn)同步采樣方法獲得電流有效值及電壓和電流相位差值，并可克服頻率波動及噪聲影響，實現(xiàn)較高精度電流有效值及電壓和電流相位差值的測量。（4）本實用新型的便攜式避雷器阻性泄漏電流檢測裝置，測量裝置利用電場耦合原理非接觸獲得避雷器工作的輸電線路的電壓相位信號，并結(jié)合避雷器計數(shù)器，從避雷器計數(shù)器上獲得避雷器全泄露電流信號，通過專用信號處理就可以獲得電壓和電流相位差值及全泄露電流有效值，根據(jù)公式I*COSΦ就可以得到阻性電流，測量裝置并通過無線方式將電壓和電流相位差值及全泄露電流有效值發(fā)送到手持式接收裝置,從而實現(xiàn)避雷器阻性電流的檢測。

附圖說明

圖1為實施例1的基于無線射頻技術(shù)避雷器阻性泄漏電流檢測裝置原理組成圖。

圖2為實施例1的測量裝置原理結(jié)構(gòu)圖。

圖3為實施例1的測量裝置電路板原理結(jié)構(gòu)圖。

圖4為實施例1的手持式接收裝置原理結(jié)構(gòu)圖。

圖5為實施例1的顯示電路顯示內(nèi)容圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本實用新型進(jìn)行更詳細(xì)的描述。

實施例1

見圖1所示，本實施例的基于無線射頻技術(shù)避雷器阻性泄漏電流檢測裝置，包括測量裝置和手持式接收裝置；測量裝置和手持式接收裝置二者之間通過無線射頻傳遞數(shù)據(jù)信息；測量裝置和手持式接收裝置之間通信距離大于50米，無線通信頻率為315MHz-960MHz，功耗小于10mW。

見圖2所示，測量裝置包括令克棒、令克棒固定件、圓形絕緣支撐座、測量裝置電路板、金屬電極固定座、帶絕緣護(hù)套金屬電極、圓錐形均壓罩、圓形非金屬客體、上端電流測量線、下端電流測量線、上端鱷魚夾、下端鱷魚夾、與圓錐形均壓罩連接的地線引出線；令克棒與令克棒固定件采用螺紋連接在一起；令克棒固定件與圓形非金屬客體采用螺絲固定連接；帶絕緣護(hù)套金屬電極與金屬電極固定座采用螺紋連接在一起；金屬電極固定座與測量裝置電路板采用金屬螺絲連接，金屬電極固定座與測量裝置電路板之間面接觸，連接后接觸電阻盡量??；金屬電極固定座上端從圓形非金屬客體頂端穿出采用尼龍螺母擰緊；圓錐形均壓罩通過與圓錐形均壓罩連接的地線引出線與測量裝置電路板地端接觸，圓錐形均壓罩將測量裝置電路板包裹在其內(nèi)部防止高壓擊穿測量裝置電路板；測量裝置電路板采用自攻螺絲固定在圓形絕緣支撐座上；上端電流測量線一端與上端鱷魚夾連接，另一端與測量裝置電路板連接；下端電流測量線一端與下端鱷魚夾連接，另一端與測量裝置電路板連接。

與圓錐形均壓罩連接的地線引出線為錳鋼彈性材料，保證圓錐形均壓罩與測量裝置電路板地端可靠接觸，構(gòu)成相等電位。

令克棒固定件和圓形絕緣支撐座均為尼龍材料；圓形絕緣支撐座周邊有凹槽，用于嵌裝O型圈，使圓形絕緣支撐座與圓形非金屬客體之間密封良好，圓形絕緣支撐座中間開有2個通孔，便于上端電流測量線和下端電流測量線穿過。

見圖3所示，測量裝置電路板包括1:1電流互感器電路、藕合式電壓相位采集電路、信號處理電路、測量裝置電源電路、測量裝置開關(guān)電路、測量裝置微處理器電路、報警電路、工作指示電路、測量端無線射頻電路；1:1電流互感器電路的輸入端分別與上端電流測量線、下端電流測量線連接；1:1電流互感器電路和藕合式電壓相位采集電路的輸出端與信號處理電路的輸入端連接；信號處理電路的輸出端與測量裝置微處理器電路的I/O口連接；測量裝置電源電路的輸出端與測量裝置開關(guān)電路的輸入端連接；測量裝置開關(guān)電路的輸出端與測量裝置微處理器電路的對應(yīng)的電源端連接；報警電路和工作指示電路的輸入端分別與測量裝置微處理器電路I/O口連接；測量端無線射頻電路的輸入端與測量裝置微處理器電路的通信接口連接。

見圖4所示，手持式接收裝置包括接收端無線射頻電路、時鐘電路、接收裝置電源電路、接收裝置開關(guān)電路、接收裝置微處理器電路、顯示電路、按鍵電路、存儲電路、接收裝置工作指示電路、通信接口電路；接收端無線射頻電路的輸出端與接收裝置微處理器電路的第一通信口連接；時鐘電路的輸出端與接收裝置微處理器電路的I/O口連接；接收裝置電源電路的輸出端與接收裝置開關(guān)電路的輸入端連接；接收裝置開關(guān)電路的輸出端與接收裝置微處理器電路對應(yīng)電源端連接；顯示電路的輸入端與接收裝置微處理器電路的I/O口連接；按鍵電路的輸出端與接收裝置微處理器電路的I/O口連接；存儲電路的輸入端與接收裝置微處理器電路的I/O口連接；通信接口電路的輸入端與接收裝置微處理器電路的第二通信口連接。

藕合式電壓相位采集電路包括覆銅板、限流電阻、放電管、空心電感、高壓電容；限流電阻、空心電感、高壓電容和覆銅板按照上述順序串聯(lián)在一起，且放電管并聯(lián)在限流電阻、空心電感、高壓電容和覆銅板串聯(lián)電路的兩端；當(dāng)覆銅板與被測高壓線路導(dǎo)線靠近時，覆銅板與被測高壓線路導(dǎo)線之間構(gòu)成電容效應(yīng)，當(dāng)被測高壓線路導(dǎo)線帶電時，高壓電容通過分壓獲得與輸電線路固定相位的小電壓信號；覆銅板、限流電阻、放電管、空心電感、高壓電容均固定在測量裝置電路板上。

信號處理電路采用高速DSP處理芯片，并利用動態(tài)諧波準(zhǔn)同步采樣方法獲得電流有效值及電壓和電流相位差值，并可克服頻率波動及噪聲影響，實現(xiàn)較高精度電流有效值及電壓和電流相位差值的測量。

上端電流測量線和下端電流測量線均為耐高壓單芯絕緣屏蔽線。

見圖5所示，顯示電路顯示通信自檢、相位差值、阻性電流值、時間顯示、數(shù)據(jù)存儲、歷史數(shù)據(jù)查詢。

測量裝置電源電路和接收裝置電源電路均包括9V堿性電池和防接反二極管；9V堿性電池和防接反二極管串接在一起。

顯示電路為彩色LCD。

接收端無線射頻電路和測量端無線射頻電路均為功耗小于10mW的低功耗315MHz-960MHz無線射頻模塊，發(fā)送距離大于50米。

補(bǔ)充下本檢測裝置的具體使用方法

包括測量裝置和手持式接收裝置；測量裝置和手持式接收裝置二者之間通過無線射頻傳遞數(shù)據(jù)信息；測量裝置和手持式接收裝置之間通信距離大于50米，無線通信頻率為315MHz-960MHz，功耗小于10mW；測量裝置利用電場耦合原理當(dāng)測量裝置靠近避雷器上端時，即測量裝置上的覆銅板與被測高壓線路導(dǎo)線靠近時，覆銅板與被測高壓線路導(dǎo)線之間構(gòu)成電容效應(yīng)，當(dāng)被測高壓線路導(dǎo)線帶電時，通過藕合式電壓相位采集電路的高壓電容通過分壓獲得與輸電線路固定相位的小電壓信號，即非接觸方式獲得避雷器工作的輸電線路的電壓相位信號，并結(jié)合避雷器雷擊計數(shù)器，避雷器雷擊計數(shù)器采用高阻抗氧化鋅閥片串接在避雷器與地回路中，當(dāng)1:1電流互感器電路輸入端并聯(lián)接在避雷器雷擊計數(shù)器兩端時，由于1:1電流互感器電路輸入阻抗遠(yuǎn)小于避雷器雷擊計數(shù)器高阻抗氧化鋅閥片阻抗，認(rèn)為避雷器泄露電流全部從1:1電流互感器電路的輸入端流過，這樣就可以從避雷器雷擊計數(shù)器上獲得避雷器含有相位和有效值的總泄露電流信號，通過測量裝置的信號處理電路即可計算出避雷器工作電壓和總泄露電流的相位差Φ值和總泄露電流有效值I，根據(jù)IR=ICOSΦ，從而實現(xiàn)避雷器阻性電流IR值的檢測，為避雷器帶電巡檢提供了方便。

本實施例未述部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。