一种基于在线监测的无间隙氧化锌避雷器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于在线监测的无间隙氧化锌避雷器，通过氧化锌电阻片串泄放冲击电流，限制过电压，实现正常的避雷器功能，监测单元中通过各监测功能模块实现对避雷器本体状态的在线监测，并通过通讯模块将监测数据远传至数据集中器与远程数据接收终端，本发明专利技术大大提高避雷器的状态判断可靠性，方便运行维护人员及时发明专利技术避雷器问题状态，减少人力物力成本，提高电力系统的稳定性与可靠性。提高电力系统的稳定性与可靠性。提高电力系统的稳定性与可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于在线监测的无间隙氧化锌避雷器


[0001]本专利技术属于避雷器
，具体涉及一种基于在线监测的无间隙氧化锌避雷器。

技术介绍

[0002]无间隙氧化锌避雷器作为电力系统中重要设备，其安全性及稳定性直接关系着电力系统的正常运行。无间隙氧化锌避雷通过吸收能量来抑制电力系统的过电压，长时间运行必然导致性能劣化，因此需要在线监测其状态以保证其安全运行。
[0003]无间隙氧化锌避雷器内部的氧化锌阀片串的泄漏电流的变化趋势可反映避雷器的运行状态。而当前业内普遍将避雷器整体的泄漏电流，即避雷器内部氧化锌阀片串的泄漏电流与外绝缘套筒的泄漏电流的矢量和,做为在线监测的对象，附图2所示为避雷器泄漏电流的等效电路图，I1与I2分别为流经避雷器内部氧化锌阀片串与外绝缘套筒的泄漏电流，I1为根本的监测对象，而当前常见的监测方法监测的是I3。由于避雷器外绝缘套筒的泄漏电流易受温度、湿度、污秽情况、天气等环境因素影响大幅变化，导致针对I3的监测数据误报警率高，误报警的避雷器将浪费大量人力物力拆取复测。针对此问题，当前的改进手段有：1.将环境因素纳入测量范畴并结合泄漏电流一起评估避雷器状态2.将泄漏电流的横向个体与纵向趋势比较归结出避雷器状态3.屏蔽环等手段屏蔽外绝缘泄漏电流的影响。其中方法1、2希望减小I2的影响，但依然无法从根本上解决原理性的错误；方法3从电路原理上看是正确的，但研究显示屏蔽环可靠性不高，可出现屏蔽环扎接不稳、屏蔽环锈蚀、屏蔽环接触到避雷器内部导体、多节型避雷器不适用等问题。而通过阻性电流实现对避雷器监测的方法中，包括三次谐波法、基波法、补偿法等方法，都需通过I3获取阻性电流，依然排除不了原理上的错误。因此选择内置式监测是避免外绝缘泄漏电流影响的最优正确方案。
[0004]大量研究表明，阀片温度是比泄漏电流更直接反映其状态的参量。避雷器做为电力系统中的吸能元件，其内部的氧化锌阀片串吸收电网中多余的能量，当避雷器因自身状态异常或雷击能量过大导致的吸能过多时，将直接表现为避雷器内部氧化锌阀片串发热，因此氧化锌阀片串的温度变化可反映避雷器的状态，是避雷器的重要监测要素。当前通常由巡检人员对避雷器进行红外测温的方式监测其温度，而这种方法测的是避雷器外套和法兰盘的表面温度，且易受环境因素影响。相比而言，如果能够实现内置式接触测温监测，是最准确的避雷器测温方案。
[0005]综上所述，避雷器的内置式在线监测是原理正确且最优的监测方案。然而现有的监测氧化锌避雷器监测技术均无法直接用于避雷器内置式监测，有些无法获取电源，有些会影响避雷器密封结构，有些不利于避雷器运行维护，都无法保证各项功能和避雷器本体的可靠。因此，需要采用新的内置式避雷器在线监测技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于在线
监测的无间隙氧化锌避雷器，解决当前避雷器外置型在线监测泄漏电流并非氧化锌阀片串泄漏电流、监测数据获取影响避雷器密封结构、不利于维护等问题；可在线监测避雷器氧化锌阀片串温度、氧化锌阀片串泄漏电流大小以及动作次数，避免外绝缘套筒泄漏电流影响造成的误报警率高的问题，提高避雷器状态评估的可信度。
[0007]本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种基于在线监测的无间隙氧化锌避雷器，包括避雷器外绝缘筒，避雷器外绝缘筒的一端连接高压端连接法兰，另一端连接低压端连接法兰组成避雷器本体，避雷器本体的内部设置有氧化锌电阻片串和监测单元，氧化锌电阻片串的一端与高压端连接法兰连接，氧化锌电阻片串的另一端与低压端连接法兰连接，监测单元与氧化锌电阻片串连接，用于在线监测避雷器泄漏电流、动作次数及内部温度状态信息。
[0009]具体的，监测单元的外部套装有金属电极，监测单元通过测温探头与氧化锌电阻片串连接，测温探头用于测取氧化锌电阻片串相邻阀片的温度并将温度信号传递至监测单元。
[0010]进一步的，金属电极与测温探头，以及监测单元储能器件的地电位保持同一电位。
[0011]进一步的，金属电极为罩形结构。
[0012]具体的，监测单元设置在避雷器外绝缘筒内靠近高压端连接法兰的一侧，或靠近低压端连接法兰的一侧。
[0013]具体的，监测单元连接通信带用于实现外部通讯。
[0014]具体的，监测单元包括自取电模块，自取电模块内部设置有第一保护模块，第一保护模块经整流模块和储能器件与储能控制电路及MCU连接，储能控制电路及MCU连接温度监测模块用于获取电阻片温度，连接泄漏电流采样模块获取泄漏电流信号，储能控制电路及MCU连接避雷器动作监测模块获取避雷器动作信号。
[0015]进一步的，温度监测模块包括热电偶，热电偶与储能控制电路及MCU连接。
[0016]进一步的，泄漏电流采样模块的输入端与整流模块连接，输出端与储能控制电路及MCU连接。
[0017]进一步的，避雷器动作监测模块包括第二保护模块吗，第二保护模块用于获取雷击时阀片的电压信号，并将获取的电压信号经雷击触发模块发送至储能控制电路及MCU。
[0018]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0019]本专利技术一种内置在线监测器的无间隙氧化锌避雷器，避雷器本体通过氧化锌电阻片串泄放冲击电流，限制过电压，以实现正常的避雷器功能，在此基础上于避雷器内部安置了监测单元，可直接、准确地获取避雷器内部的氧化锌电阻片泄漏电流及温度信息，从而最大程度避免外部环境对避雷器监测的影响，进一步可评估得到避雷器本体的真实状态。
[0020]进一步的，测温探头设置在金属电极内可接触式测取相邻氧化锌电阻片的温度并传与监测单元处理，是最直接可靠的测温方式。
[0021]进一步的，金属电极与测温探头，以及监测单元储能器件的地电位保持同一电位，以保证雷击时整体电路的绝缘强度。
[0022]进一步的，金属电极为罩形结构，可最大程度屏蔽外界的复杂的电磁环境的干扰，保证监测单元正常工作。
[0023]进一步的，监测单元可设置于高压端或低压端连接法兰侧，使得避雷器整体可应
用多种两端对称式外形结构，且生产或安装过程中无需特别注意高、低压端。
[0024]进一步的，监测单元通过通信带将监测数据远传至数据集中器与远程数据接收终端，将所监测的各项数据远传至数据集中器与远程数据接收终端，无需人力巡检获取数据。
[0025]进一步的，自取能模块可将避雷器氧化锌阀片串泄漏电流能量存储，并控制为各电路器件供能，而无需电池供电或外部供电，包括第一保护模块、整流模块、储能器件、储能控制电路及MCU，使得自取能模块能稳定安全地从避雷器泄漏电流中取能，并周期性地控制能量的存储与释放，保证各监测模块的正常工作及通讯数据的远传。
[0026]进一步的，温度监测模块可在线监测每节避雷器低压端阀片温度，提高对避雷器状态判断的准确性。
[0027]进一步的，泄漏电流经整流桥输出至泄漏电流采样模型方便电流采样，后经采样模型输出反映泄漏电流大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于在线监测的无间隙氧化锌避雷器，其特征在于，包括避雷器外绝缘筒(2)，避雷器外绝缘筒(2)的一端连接高压端连接法兰(1)，另一端连接低压端连接法兰(8)组成避雷器本体，避雷器本体的内部设置有氧化锌电阻片串(3)和监测单元(6)，氧化锌电阻片串(3)的一端与高压端连接法兰(1)连接，氧化锌电阻片串(3)的另一端与低压端连接法兰(8)连接，监测单元(6)与氧化锌电阻片串(3)连接，用于在线监测避雷器泄漏电流、动作次数及内部温度状态信息。2.根据权利要求1所述的基于在线监测的无间隙氧化锌避雷器，其特征在于，监测单元(6)的外部套装有金属电极(5)，监测单元(6)通过测温探头(4)与氧化锌电阻片串(3)连接，测温探头(4)用于测取氧化锌电阻片串(3)相邻阀片的温度并将温度信号传递至监测单元(6)。3.根据权利要求2所述的基于在线监测的无间隙氧化锌避雷器，其特征在于，金属电极(5)与测温探头(4)，以及监测单元(6)储能器件的地电位保持同一电位。4.根据权利要求2所述的基于在线监测的无间隙氧化锌避雷器，其特征在于，金属电极(5)为罩形结构。5.根据权利要求1所述的基于在线监测的无间隙氧化锌避雷器，其特征在于，监测单元(6)设置在避雷...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兰均，袁康，史宇昊，许翰韬，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：