一種金屬氧化物避雷器洩漏電流帶電測試裝置及方法與流程

2023-04-27 21:18:07

本發明涉及電氣測量領域，尤其涉及一種金屬氧化物避雷器洩漏電流帶電測試裝置及方法。

背景技術：

避雷器，是一種用於限制由線路傳來的雷電過電壓或由操作引起的內部過電壓的設備，該設備是保證電力系統安全運行的重要保護設備之一。圖1為輸電線路中避雷器的安裝位置示意圖。如圖1所示，一般會在輸電線路01中，電氣設備02前端的接地線上串聯避雷器7，進一步的，避雷器還串聯有放電計數器8、並聯有電壓互感器6等附件。

在各類避雷器中金屬氧化物避雷器(Metal Oxide Surge Arresters，MOA)在輸電線路中應用最為廣泛。MOA是由非線性電阻片疊裝而成，具有非常優越的非線性伏安特性，可以消除串聯火花間隙，實現避雷器無間隙無續流，且其造價低廉，因而在電力系統各電壓等級電網中得到了廣泛的應用。由於MOA取消了串聯間隙，在電網運行電壓的作用下，MOA上要流過洩漏電流，洩漏電流中的有功分量(阻性電流)將使電阻片發熱，導致阻性電流逐漸增大，長期作用的結果將改變MOA的伏安特性，即MOA的老化，直至出現熱擊穿或爆炸現象，這會使得其他電氣設備失去過電保護，影響電力系統的安全運行。因此，需要定期對MOA開展預防性試驗，或在運行電壓下進行MOA洩漏電流的在線檢測。

由於預防性試驗時所添加的電壓、環境因素與MOA工作狀態時承受的電壓和環境因素是不同的，所以預防性試驗測試的數據不能準確有效地反映MOA的性能狀況。現有的MOA在線檢測方法通常包括如下步驟：首先，在MOA接地線上加裝鉗型電流互感器，鉗型電流互感器用於獲取流經MOA的洩漏電流，另外，將測試儀的電流輸入端與鉗型電流互感器相連，測試儀的參考電壓輸入端與電壓互感器相連，這樣測試儀便可以提取洩漏電流的基波分量、三次諧波分量、五次諧波分量；根據參考電壓和洩漏電流波形的相位變化進行分析，提取出洩漏電流的阻性電流分量。

綜上所述，現有技術中在運行輸電線路中進行MOA洩漏電流的在線檢測時，由於現場電磁幹擾較強，使得檢測儀獲取的洩漏電流的誤差較大，不能合理有效的反映出MOA的老化程度，影響電力系統的安全運行。

技術實現要素：

本發明實施例中提供了一種金屬氧化物避雷器洩漏電流帶電測試裝置及方法，以解決現有技術中，在運行輸電線路中進行金屬氧化物避雷器洩漏電流的在線檢測時，由於現場電磁幹擾較強，使得檢測儀獲取的洩漏電流的誤差較大，不能合理有效的反映出金屬氧化物避雷器的老化程度的問題。

為了解決上述技術問題，本發明實施例公開了如下技術方案：

一種金屬氧化物避雷器洩漏電流帶電測試裝置，包括無感屏蔽電阻和避雷器洩漏電流測試儀，其中：

所述無感屏蔽電阻串聯於輸電線路金屬氧化物避雷器的接地線上，所述無感屏蔽電阻一端與所述金屬氧化物避雷器的接地端子電連接，另一端接地；

所述金屬氧化物避雷器與電壓互感器並聯；

所述避雷器洩漏電流測試儀的洩漏電流輸入端與所述無感屏蔽電阻電連接，所述避雷器洩漏電流測試儀的參考電壓輸入端與所述電壓互感器的二次電壓端子電連接。

進一步地，所述裝置還包括短接開關，其中：

所述短接開關與所述無感屏蔽電阻並聯。

進一步地，所述裝置還包括兩個接線板，其中：

所述接線板為導電材料；

兩個所述接線板分別設置於所述無感屏蔽電阻的兩端；

所述接線板的一側設置有電阻安裝點和接線螺杆，所述電阻安裝點用於安裝無感屏蔽電阻，所述接線螺杆用於連接導線；

所述接線板的另一側設置有短接開關接頭，所述短接開關接頭與所述短接開關電連接。

進一步地，所述無感屏蔽電阻包括無感屏蔽電阻本體、屏蔽抽頭和安裝孔，其中：

所述屏蔽抽頭與所述避雷器洩漏電流測試儀的洩漏電流輸入端電連接；

所述無感屏蔽電阻本體的上下兩端分別設置有安裝孔，所述安裝孔用於將所述無感屏蔽電阻固定於兩個所述接線板之間。

進一步地，所述裝置還包括固定螺栓，其中：

所述固定螺栓通過所述安裝孔和電阻安裝點將所述無感屏蔽電阻固定到所述接線板上。

一種金屬氧化物避雷器洩漏電流帶電測試方法，利用上述任一所述的金屬氧化物避雷器洩漏電流帶電測試裝置，所述方法包括：

電壓互感器並聯到金屬氧化物避雷器的兩端，無感屏蔽電阻串聯到金屬氧化物避雷器的接地線上，避雷器洩漏電流測試儀的洩漏電流輸入端與無感屏蔽電阻電連接，避雷器洩漏電流測試儀的參考電壓輸入端與電壓互感器的二次電壓端子電連接；

利用避雷器洩漏電流測試儀採集金屬氧化物避雷器傳導到無感屏蔽電阻上的洩漏電流；

利用避雷器洩漏電流測試儀採集電壓互感器二次端的電壓，所述二次端的電壓為所述金屬氧化物避雷器兩端電壓經所述電壓互感器轉換後的電壓；

避雷器洩漏電流測試儀根據參考電壓信號和洩漏電流信號波形的相位變化進行分析，提取出洩漏電流的阻性電流分量；

根據提取出的阻性電流分量可確定金屬氧化物避雷器的老化程度。

由以上技術方案可見，本發明實施例提供的一種金屬氧化物避雷器洩漏電流帶電測試裝置及方法，測試裝置包括無感屏蔽電阻和避雷器洩漏電流測試儀。無感屏蔽電阻串聯與金屬氧化物避雷器的接地線上，並且無感屏蔽電阻兩端並聯與電壓互感器。避雷器洩漏電流測試儀的洩漏電流輸入端與無感屏蔽電阻電連接，避雷器洩漏電流測試儀的參考電壓輸入端與電壓互感器的二次電壓端子電連接。避雷器洩漏電流測試儀將接收到的洩漏電流信號和參考電壓信號的波形相位進行分析，即可得出金屬氧化物避雷器的老化程度。由於金屬氧化物避雷器中的洩漏電流經無感屏蔽電阻傳導至避雷器洩漏電流測試儀的洩漏電流輸入端，使得測試儀獲取的洩漏電流誤差較小，測試儀得出的金屬氧化物避雷器的老化程度可靠性較高。

應當理解的是，以上的一般描述和後文的細節描述僅是示例性和解釋性的，並不能限制本發明。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對於本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為輸電線路中金屬氧化物避雷器的安裝位置示意圖；

圖2為本發明實施例提供的無感屏蔽電阻基本結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的接線板和短接開關基本結構示意圖；

圖4為本發明實施例提供的金屬氧化物避雷器洩漏電流帶電測試裝置基本結構示意圖。

圖1-圖4中，具體符號表示為：

01-輸電線路，02-電氣設備，1-無感屏蔽電阻，11-無感屏蔽電阻本體，12-屏蔽抽頭，13-安裝孔，2-接線板，22-電阻安裝點，23-短接開關接頭，24-接線螺杆，3-短接開關，4-固定螺栓，5-避雷器洩漏電流測試儀，6-電壓互感器，7-金屬氧化物避雷器，8-放電計數器。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明中的技術方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施示例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本發明保護的範圍。

參見圖2，為本發明實施例提供的無感屏蔽電阻基本結構示意圖。本發明實施例提供的無感屏蔽電阻1包括無感屏蔽電阻本體11、屏蔽抽頭12和安裝孔13。無感屏蔽電阻1的一側設置有兩個屏蔽抽頭12，無感屏蔽電阻1的上下兩端分別設置有兩個安裝孔13，但本發明實施例並不限於兩個安裝孔13，也可以是一個或多個安裝孔13。

參見圖3，為本發明實施例提供的接線板和短接開關基本結構示意圖。本發明實施例提供的兩個接線板2分別安裝在無感屏蔽電阻本體11的上下兩端。接線板2分為左右兩側，一側設置有短接開關接頭23；另一側設置有電阻安裝點22和接線螺杆24。其中，電阻安裝點22的數量和安裝孔13的數量相對應。兩個短接開關接頭23之間連接有短接開關3。

本發明實施例提供的無感屏蔽電阻1安裝在兩個接線板之間，固定螺栓4通過安裝孔13將無感屏蔽電阻1固定於電阻安裝點22位置處。但本發明實施例並不限於這種固定方式，也可以使用粘貼、焊接等其他方式將無感屏蔽電阻固定於兩個接線板2之間。由於接線板2為導電材料，無感屏蔽電阻1和短接開關3可通過接線板2實現並聯的連接方式。

參見圖4，為本發明實施例提供的金屬氧化物避雷器洩漏電流帶電測試裝置基本結構示意圖。本發明實施例提供的金屬氧化物避雷器洩漏電流帶電測試裝置包括無感屏蔽電阻1、短接開關3以及避雷器洩漏電流測試儀5。本發明實施例提供的無感屏蔽電阻1串聯與輸電線路金屬氧化物避雷器7和放電計數器8之間，但本發明實施例並不限於這種連接方式，無感屏蔽電阻1串聯於輸電線路金屬氧化物避雷器7的接地線上即可。

將兩個接線板2上的接線螺杆24分別與金屬氧化物避雷器7的接地端子、放電計數器8的接線端子通過無感屏蔽電纜電連接，這樣，無感屏蔽電阻1就串聯於金屬氧化物避雷器7的接地線上了。當輸電線路工作時，金屬氧化物避雷器7中的洩漏電流經過無感屏蔽電阻1流入大地。由於無感屏蔽電阻1具有屏蔽作用，金屬氧化物避雷器7中的洩漏電流不受周圍電磁環境的幹擾，無損耗的流入無感屏蔽電阻1。

但本發明實施例可以將避雷器洩漏電流測試儀5永久安裝於輸電線路中指定安裝位置處，但本發明實施例不限於這種方式，也可以當需要測試輸電線路中金屬氧化物避雷器7的洩漏電流時，將避雷器洩漏電流測試儀5臨時安裝於指定安裝位置處。輸電線路中，避雷器洩漏電流測試儀5的指定安裝位置為：避雷器洩漏電流測試儀5的洩漏電流輸入端與屏蔽抽頭12通過無感屏蔽電纜電連接；避雷器洩漏電流測試儀5的參考電壓輸入端通過無感屏蔽電纜與電壓互感器6的二次電壓端子電連接。

由於輸電線路中金屬氧化物避雷器7兩端的電壓為特高壓，容易擊穿普通電器元件，而電壓互感器6並聯與金屬氧化物避雷器7的兩端，電壓互感器6可轉換金屬氧化物避雷器7兩端的電壓幅值使其適用於不同的電器元件，所以通過電壓互感器6的二次電壓端子可獲取避雷器洩漏電流測試儀5適用的電壓值，並且該電壓值包含金屬氧化物避雷器7中電壓的相位信息。

短接開關3通過接線板2並聯於無感屏蔽電阻1的兩端，輸電線路工作時，當短接開關3打開時，金屬氧化物避雷器7中的洩漏電流經過無感屏蔽電阻1流入大地；當短接開關3閉合時，金屬氧化物避雷器7中的洩漏電流經過短接開關3直接流入大地。所以，短接開關3可以控制金屬氧化物避雷器7中的洩漏電流是否流入無感屏蔽電阻1。由於輸電線路中，放電計數器8的位置距離地面較近，所以短接開關3的安裝位置較低，操作人員可以方便的操縱短接開關3。

在運行輸電線路中，當不需要進行金屬氧化物避雷器7的洩漏電流在線檢測時，閉合短接開關3即可；當需要進行金屬氧化物避雷器7的洩漏電流在線檢測時，打開短接開關3，將避雷器洩漏電流測試儀5的洩漏電流輸入端與屏蔽抽頭12通過無感屏蔽電纜電連接，使得流經無感屏蔽電阻1中的洩漏電流輸入到避雷器洩漏電流測試儀5中，該電流為洩漏電流信號；將避雷器洩漏電流測試儀5的參考電壓輸入端與電壓互感器6的二次電壓端子通過無感屏蔽電纜電連接，使得金屬氧化物避雷器7兩端的洩漏電壓輸入到避雷器洩漏電流測試儀5中，該電壓為參考洩漏電壓信號。

避雷器洩漏電流測試儀5根據參考洩漏電壓信號和洩漏電流信號波形的相位變化進行分析，提取出洩漏電流的阻性電流分量；根據提取出的阻性電流分量可確定金屬氧化物避雷器7的老化程度。

這樣，本發明實施例提供的一種金屬氧化物避雷器洩漏電流帶電測試裝置及方法，金屬氧化物避雷器洩漏電流帶電測試裝置包括無感屏蔽電阻1和避雷器洩漏電流測試儀5。無感屏蔽電阻1串聯於輸電線路金屬氧化物避雷器7的接地線上，無感屏蔽電阻1的一端與金屬氧化物避雷器7的接地端子電連接，另一端接地。避雷器洩漏電流測試儀5的洩漏電流輸入端與無感屏蔽電阻1電連接，採集金屬氧化物避雷器7傳導到無感屏蔽電阻1的洩漏電流作為洩漏電流信號；避雷器洩漏電流測試儀5的參考電壓輸入端與電壓互感器6的二次電壓端子電連接，採集金屬氧化物避雷器7兩端的電壓經電壓互感器6轉換後的電壓作為參考電壓信號。避雷器洩漏電流測試儀5根據參考電壓信號和洩漏電流信號波形的相位變化進行分析，提取出洩漏電流的阻性電流分量，根據提取出的阻性電流分量可確定金屬氧化物避雷器的老化程度。於是本發明實施例通過一種操作簡單、誤差較小的金屬氧化物避雷器洩漏電流帶電測試裝置及方法，來實現金屬氧化物避雷器洩漏電流的帶電測試和分析。

以上所述僅是本發明的具體實施方式，使本領域技術人員能夠理解或實現本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。