避雷器状态监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术是关于一种避雷器状态监测系统及监测方法，其中，所述系统包括避雷器、陶瓷电容绝缘子、电流互感器以及电压电流监测装置，避雷器一侧与高压输电线路具有一定间隙、另一侧与地线电连接，电流互感器串联设置在避雷器和地线之间；陶瓷电容绝缘子包括依次电连接的高压臂和低压臂，高压臂电连接至高压输电线路，低压臂与地线电连接；电压电流监测装置分别与电流互感器和陶瓷电容绝缘子连接。通过采用本发明专利技术实施例提供的监测系统利用避雷器残压波形、动作电流波形即可判断避雷器的运行状态，从而能有效地指导避雷器的维护和更换，提高电力系统的防雷水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统避雷器监测
，尤其涉及一种避雷器状态监测系统及监测方法。
技术介绍
目前，电力系统中，避雷器状态监测方法以泄漏电流监测为基础，提出了如泄漏电流法、补偿法、三次谐波法(零序电流法)以及基波阻性电流法等方法进行检测。但是，这些方法仅适用于不带串联间隙的避雷器，对于带间隙的避雷器，因避雷器不直接与系统接触，导致采用监测运行状态下的泄露电流的方法不能应用于带间隙的避雷器。近年来，国内许多电网公司为减少输电线路雷击过电压而造成断路器跳闸，在输电线路上安装了带间隙型线路避雷器，带间隙型输电线路避雷器的使用极大地减少了雷害事故的发生，得到了广泛的应用。然而因带间隙型避雷器不直接接触输电线路，避雷器在长期运行中导致保护特性下降，电网运行单位无法直观地了解，必须停电试验检查，因此对于间隙型线路避雷器在线的状态监测具有重要意义。
技术实现思路
为克服相关技术中存在的问题，本专利技术提供一种避雷器状态监测系统及监测方法。根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种避雷器状态监测系统，包括避雷器、陶瓷电容绝缘子、电流互感器以及电压电流监测装置，其中：所述避雷器一侧与高压输电线路具有一定间隙、另一侧与地线电连接，所述电流互感器串联设置在所述避雷器和地线之间；所述陶瓷电容绝缘子包括依次电连接的高压臂和低压臂，所述高压臂电连接至高压输电线路，所述低压臂与地线电连接；所述电压电流监测装置分别与所述电流互感器和陶瓷电容绝缘子连接。优选地，所述电压电流监测装置包括电流信号处理电路、电压信号处理电路、信号转换电路和处理器，其中：所述电流信号处理电路与所述电流互感器电连接，所述电压信号处理电路连接至所述陶瓷电容绝缘子的低压臂和高压臂之间；所述电流信号处理电路和电压信号处理电路分别与所述信号转换电路电连接；所述信号转换电路与所述处理器电连接。优选地，所述电压电流监测装置还包括传输模块，所述传输模块与所述处理器电连接，且所述传输模块与后台避雷器状态监测中心通信连接，所述传输模块设置为GPRS模块或WIFI模块。优选地，所述电压电流监测装置还包括匹配电阻，所述匹配电阻一端与所述陶瓷电容绝缘子的低压臂电连接，另一端与所述电压信号处理电路电连接。优选地，所述电压电流监测装置还包括取电模块，所述取电模块分别电连接至所述电流信号处理电路、电压信号处理电路、信号转换电路和处理器。优选地，所述高压臂和低压臂之间的分压比为500-3000，所述高压臂的电容量为10pF-10nF，所述低压臂的电容量为10nF-10uF。根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种避雷器状态监测方法，包括：实时获取设置在避雷器靠近地线一端电流互感器的动作电流，以及陶瓷电容绝缘子低压臂上的电压；根据所述电压或动作电流启动电压电流监测装置记录20-100ms内的过电压波形以及电流波形；当所述过电压波形的过电压幅值超过避雷器额定残压幅值的0.5倍或电流幅值超过额定标称放电电流0.1倍时，计算出残压值、残压波形的上升时间和半波时间、动作电流峰值、动作电流的上升时间和半波时间，与试验得到的数值和理论计算值进行比较分析来判断避雷器的状态。优选地，根据所述电压的大小或频率启动电压电流监测装置记录20-100ms内的过电压波形以及电流波形，包括：判断所述电压是否大于系统电压的1.2倍或1.5倍，或者，判断所述电压是否含有500Hz-2000Hz的高频信号；其中，对于中性点有效接地系统判断所述电压是否为系统电压的1.2倍，对于中性点非有效接地系统判断所述电压是否为系统电压的1.5倍；当所述电压大于系统电压的1.2倍或1.5倍时，或者，当所述电压中含有500Hz-2000Hz的高频信号时，启动电压电流监测装置记录20-100ms内的过电压波形、电流波形。优选地，根据所述动作电流的电流幅值启动电压电流监测装置记录20-100ms内的过电压波形、电流波形，包括：判断所述动作电流的电流幅值是否大于0.2kA；当所述电流幅值大于0.2kA时，启动电压电流监测装置记录20-100ms内的过电压波形、电流波形。优选地，所述方法还包括：将记录的20-100ms内的过电压波形、电流波形发送至后台避雷器状态监测中心，当过电压幅值超过避雷器额定残压幅值的0.5倍或电流幅值超过额定标称放电电流0.1倍时，后台避雷器状态监测中心分析处理20-100ms的过电压波形、电流波形，计算出残压值、残压波形的上升时间和半波时间、动作电流峰值、动作电流的上升时间和半波时间等，与试验得到的数值和理论计算值进行比较分析来判断避雷器的状态。本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本专利技术实施例提供的避雷器状态监测系统包括避雷器、陶瓷电容绝缘子、电流互感器以及电压电流监测装置，其中：所述避雷器一侧与高压输电线路具有一定间隙、另一侧与地线电连接，所述电流互感器串联设置在所述避雷器和地线之间；所述陶瓷电容绝缘子包括依次电连接的高压臂和低压臂，所述高压臂电连接至高压输电线路，所述低压臂与地线电连接；所述电压电流监测装置分别与所述电流互感器和陶瓷电容绝缘子连接。通过采用本专利技术实施例提供的监测系统和方法能够根据陶瓷电容绝缘子的高压臂和低压臂构成的分压单元，监测避雷器两端的残压，并通过电压电流监测装置直接检测避雷器动作电流和残压，从而对避雷器的状态进行实时监控，从而分析比较判断避雷器的运行状态。同时，利用高压陶瓷电容绝缘子绝缘强度高、机械性能好、价格便宜等优点，直接挂在输电线路上构成分压单元，兼取电及分压器作用，能够完整准确地记录避雷器残压波形及动作次数，结合安装在避雷器尾端与地之间连线的电流互感器获得的避雷器动作时的动作电流，利用避雷器残压波形、动作电流波形即可实时判断在线避雷器的运行状态，能够大大减少需要断电监测造成的损失，并能有效地指导避雷器的维护和更换，提高电力系统的防雷水平。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种避雷器状态监测系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种避雷器状态监测系统的原理结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种避雷器状态监测方法的流程示意图；图4为本专利技术实施例提供的另一种避雷器状态监测方法的流程示意图；图5为本专利技术实施例提供的又一种避雷器状态监测方法的流程示意图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。图1是根据一示例性实施例示出的一种避雷器状态监测系统的结构示意图。如图1所示，该避雷器状态监测系统包括避雷器1、陶瓷电容绝缘子、电流互感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种避雷器状态监测系统，其特征在于，包括避雷器、陶瓷电容绝缘子、电流互感器以及电压电流监测装置，其中：所述避雷器的一侧与高压输电线路具有一定间隙、另一侧与地线电连接，所述电流互感器串联设置在所述避雷器和地线之间；所述陶瓷电容绝缘子包括依次电连接的高压臂和低压臂，所述高压臂电连接至高压输电线路，所述低压臂与地线电连接；所述电压电流监测装置分别与所述电流互感器和陶瓷电容绝缘子连接。

【技术特征摘要】
1.一种避雷器状态监测系统，其特征在于，包括避雷器、陶瓷电容绝缘子、电流互感器以及电压电流监测装置，其中：所述避雷器的一侧与高压输电线路具有一定间隙、另一侧与地线电连接，所述电流互感器串联设置在所述避雷器和地线之间；所述陶瓷电容绝缘子包括依次电连接的高压臂和低压臂，所述高压臂电连接至高压输电线路，所述低压臂与地线电连接；所述电压电流监测装置分别与所述电流互感器和陶瓷电容绝缘子连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电压电流监测装置包括电流信号处理电路、电压信号处理电路、信号转换电路和处理器，其中：所述电流信号处理电路与所述电流互感器电连接，所述电压信号处理电路连接至所述陶瓷电容绝缘子的低压臂和高压臂之间；所述电流信号处理电路和电压信号处理电路分别与所述信号转换电路电连接；所述信号转换电路与所述处理器电连接。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电压电流监测装置还包括传输模块，所述传输模块与所述处理器电连接，且所述传输模块与后台避雷器状态监测中心通信连接，所述传输模块设置为GPRS模块或WIFI模块。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电压电流监测装置还包括匹配电阻，所述匹配电阻一端与所述陶瓷电容绝缘子的低压臂电连接，另一端与所述电压信号处理电路电连接。5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电压电流监测装置还包括取电模块，所述取电模块分别电连接至所述电流信号处理电路、电压信号处理电路、信号转换电路和处理器。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高压臂和低压臂之间的分压比为500-3000，所述高压臂的电容量为10pF-10nF，所述低压臂的电容量为10nF-10uF。7.一种避雷器状态监测方法，其特征在于，包括：实时获取设置在避雷器靠近地线一端电流互感器的动作电流，以及陶瓷电容绝缘子低压臂上的电压；根据所述电压或动作电流启动电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红文，王科，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53