專利名稱：一種金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于電力設備的保護領域，涉及監(jiān)測安裝在高壓電網(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電力設備安全的重要設備， 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行電壓，運行過程中又會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，及時發(fā)現(xiàn)有隱患的避雷器是避免故障擴大成事故的關(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。避雷器廠家在設備出廠時規(guī)定了最大的泄漏電流，但各個廠家的規(guī)定并不完全相同，現(xiàn)在普遍認為判斷MOA性能的好壞，單憑所測得的L的值的大小不能夠準確判斷MOA的性能，而是需要通過連續(xù)或定期的監(jiān)測， 記錄下所測得的數(shù)據(jù)再進行趨勢分析，監(jiān)測^在一段時間內(nèi)的變化趨勢，如果有突變或增長很快，那么避雷器的運行狀態(tài)就需要注意了，因此，為了準確可靠地判斷避雷器狀況的好壞，需要對測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)中對避雷器運行狀態(tài)的監(jiān)測不能從根本上解決諧波對測試結(jié)果的影響，因此，得到的監(jiān)測結(jié)果的可靠性不高，另外，現(xiàn)有的避雷器監(jiān)測裝置多采用分布式檢測，一套監(jiān)測設備所能檢測避雷器的數(shù)量少，導致監(jiān)測設備的需求量大，系統(tǒng)的總體成本高。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實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)測裝置，其能夠從根本上解決諧波對測量避雷器的阻性泄漏電流的影響，并且可以同時在線監(jiān)測多臺避雷器，極大地節(jié)省了成本。為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置，其特征在于包括采用帶有補償?shù)娜沃C波方法監(jiān)測泄漏電流的主機，電流互感器，電場探頭，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，信號線接入電流適配器的輸入端，所述的電場探頭固定在避雷器的絕緣基座上面，信號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、多通道掃描開關(guān)與避雷器的測試探頭通過電纜連接；所述的主機與多通道掃描開關(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置有放電計數(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。所述的電場探頭的位置低于避雷器最后一個閥片5-lOcm。所述的電流適配器設置于金屬盒內(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于金屬管內(nèi)，其沿避雷器絕緣基座底部橫向依次鋪設。還包括調(diào)制解調(diào)器，所述的調(diào)制解調(diào)器與主機通過RS232接口連接。本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下實質(zhì)性特點和進步1、該裝置采用帶有補償?shù)娜沃C波方法監(jiān)測泄漏電流，將一個電場探頭安裝于 MOA底部的絕緣基座上，電場探頭耦合避雷器底部的電場，形成感應電流，此感應電流作為補償信號，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測試結(jié)果的影響，其具有良好的抗干擾性，并且可以進行溫度修正和電壓修正，使每次測量的數(shù)據(jù)結(jié)果都具有高的穩(wěn)定性和可靠性，便于以后進行同一基準下的趨勢分析，為判斷MOA運行狀況的好壞得出科學的判斷。2、該裝置的的多通道掃描開關(guān)的內(nèi)部安裝有六個CPU單元，可以監(jiān)測六組(18個) 避雷器，多個多通道掃描開關(guān)可以串聯(lián)使用，監(jiān)測更多的避雷器，每個MOA的輸出信號通過電流適配器連接到多通道掃描開關(guān)的CPU單元，主機與多通道掃描開關(guān)通過電纜連接，時間間隔可以預先設定，并將按預定的時間間隔依次讀取各個避雷器的信號，從而克服現(xiàn)有技術(shù)一臺監(jiān)測設備不能同時監(jiān)測多個避雷器，導致監(jiān)測設備的需求量大的缺點，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為本實用新型的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置的實施例1的示意圖；圖3為本實用新型的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置的實施例2的示意圖；圖4為本實用新型的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置監(jiān)測多臺避雷器的連接示意圖；圖5為本實用新型的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置的工作過程示意圖。
具體實施方式
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行下的MOA狀態(tài)變化的指標。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。，本實用新型的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置的工作原理是帶有補償?shù)娜沃C波的方法來測試U 即用電場探頭傳感器耦合的電流Ip來補償系統(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，通過電場探頭來取得用于補償?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本身不會產(chǎn)生容性諧波，因為電容器基本上是線性的，因此，I3r = I3t-I3c (1)式中為It進行傅里葉分解后的三次諧波分量；I3c為MOA的容性電流I。進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)所帶負載的大小。利用Ip的三次諧波分量、可以計算出I3。。I3c與I3p有相同的相角，因為三相的三次諧波電壓具有相同的相角，得到之后就可利用式(1)計算出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進行傅里葉分解后的基波分量；Ilp為Ip進行傅里葉分解后的基波分量；I3p為Ip進行傅里葉分解后的三次諧波分量；求得后，因其是I,進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，本實用新型的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置包括采用帶有補償?shù)娜沃C波方法監(jiān)測泄漏電流的主機1，電流互感器2，電場探頭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，信號線接入電流適配器 4的輸入端，所述的電場探頭3固定在避雷器Ll的絕緣基座6上面，信號線接人電流適配器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1、多通道掃描開關(guān)5與避雷器Ll的測試探頭通過電纜連接；所述的主機1與多通道掃描開關(guān)5通過電纜連接。主機1采用帶有補償?shù)娜沃C波方法測試泄漏電流，該儀器有三個主要部份一個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；一個由一條同軸電纜和一個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)場測試探針，并且它也連接到電流探針上；漏電流監(jiān)測單元，使用針對電流探針和現(xiàn)場探針產(chǎn)生信號的諧波分析來決定漏電流的電阻分量。主機1把接收到的I1^PIt,經(jīng)分析計算出阻性泄漏電流。本裝置還可以包括調(diào)制解調(diào)器，所述的調(diào)制解調(diào)器與主機通過RS232接口連接，通過調(diào)制解調(diào)器與后臺計算機實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。每個MOA的輸出信號通過電流適配器4連接到多通道掃描開關(guān) 5的CPU單元。電流互感器2測量MOA的泄漏全電流It。電場探頭3耦合避雷器底部的電場，得到感應電流Ip。電流適配器4接收泄漏全電流It和感應電流Ip，并帶有溫度傳感器， 測量環(huán)境溫度，輸出的信號連接傳輸?shù)蕉嗤ǖ罀呙栝_關(guān)5中的CPU單元。圖3是本實用新型的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置的實施例2的示意圖，本實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，安裝時將電流鉗7穿入避雷器接地線，放在放電計數(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，適合戶外長時間工作。電場探頭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，使電場探頭3的位置低于避雷器Ll最后一個閥片5 10cm。電流適配器4的輸入端與電流鉗7和電場探頭3相連，輸出端與多通道掃描開關(guān)5 相連，安裝時將電流適配器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，每個電流適配器4輸出的電纜進入金屬管內(nèi)， 金屬管沿避雷器絕緣基座底部橫向依次鋪設，并固定在水泥地上面，多通道掃描開關(guān)5采用專用的機箱和主機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)器與主機通過RS232接口連接，將調(diào)制解調(diào)器的數(shù)字信號通過同軸電纜可連接后臺計算機。圖4為本實用新型的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置監(jiān)測多臺避雷器的連接示意圖，如圖所示，如果要進行多臺避雷器監(jiān)測，將主機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CPU 單元，可以監(jiān)測六組(18個)避雷器，圖中示意了六個避雷器L1、L2、L3、L4、L5和L6，將多個多通道掃描開關(guān)5串聯(lián)使用，可以監(jiān)測更多的避雷器，每個金屬氧化鋅避雷器的輸出信號通過電流適配器4連接到多通道掃描開關(guān)5的CPU單元，主機1與多通道掃描開關(guān)5通過電纜連接，時間間隔可以預先設定，并將按預定的時間間隔依次讀取各個避雷器的監(jiān)測信號。圖5示意的是本實用新型的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置的工作過程，如圖所示，電流互感器2測量金屬氧化鋅避雷器的泄漏全電流信號，電場探頭3耦合金屬氧化鋅避雷器底部的電場，形成感應電流，電流互感器2測量的避雷器泄漏全電流信號和電場探頭3 測量的避雷器容性電流通過連接電纜同時送入主機1，經(jīng)分析計算出避雷器的阻性泄漏電流，結(jié)果可以在主機上顯示出來，也可以通過連接后臺計算機上傳數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行分析和管理。如果要進行多臺避雷器的監(jiān)測，主機1連接多通道掃描開關(guān)5并分別連接到電流互感器2和電場探頭3就可以做到。以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置，其特征在于包括采用帶有補償?shù)娜沃C波方法監(jiān)測泄漏電流的主機，電流互感器，電場探頭，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，信號線接入電流適配器的輸入端，所述的電場探頭固定在避雷器的絕緣基座上面，信號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、多通道掃描開關(guān)與避雷器的測試探頭通過電纜連接；所述的主機與多通道掃描開關(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)測裝置，其特征在于所述的電流互感器的下方設置有放電計數(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)測裝置，其特征在于所述的電場探頭的位置低于避雷器最后一個閥片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)測裝置，其特征在于所述的電流適配器設置于金屬盒內(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)測裝置，其特征在于所述的電流適配器輸出端的電纜設于金屬管內(nèi)，其沿避雷器絕緣基座底部橫向依次鋪設。
9.如權(quán)利要求8所述的金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置，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)測裝置，包括采用帶有補償?shù)娜沃C波方法監(jiān)測泄漏電流的主機，電流互感器，電場探頭，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，信號線接入電流適配器的輸入端，所述的電場探頭固定在避雷器的絕緣基座上面，信號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、多通道掃描開關(guān)與避雷器的測試探頭通過電纜連接；所述的主機與多通道掃描開關(guān)通過電纜連接。本實用新型能從根本上解決諧波對測量避雷器的阻性泄漏電流的影響，并且可以同時在線監(jiān)測多臺避雷器，極大地節(jié)省成本。
文檔編號G01R19/00GK202141752SQ20112019354
公開日2012年2月8日 申請日期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 申請人:甘肅省電力公司蘭州超高壓輸變電公司