本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)避雷器監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于殘壓監(jiān)測的避雷器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

避雷器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備之一，目前常用的是不帶間隙的氧化鋅避雷器，其主要用于限制由線路傳來的雷電過壓或操作引起的內(nèi)部過電壓。

相關(guān)技術(shù)中，對氧化鋅避雷器狀態(tài)在線監(jiān)測的主要有泄漏電流法、補償法、零序電流法等，其中，泄漏電流法的主要措施是：測量氧化鋅避雷器在運行狀態(tài)下的全電流變化，測量流過氧化鋅避雷器阻性電流的變化來監(jiān)測氧化鋅避雷器性能的變化，通過對避雷器泄漏阻性電流的監(jiān)測，能引起泄漏電流變化的原因進行進一步的分析。

但是，上述方法監(jiān)測的穩(wěn)態(tài)阻性電流對于判斷避雷器的受潮效果好，但對于閥片及套管缺陷判斷效果差；監(jiān)測的暫態(tài)全波電流僅能說明通過避雷器釋放的雷電流大小，不能說明避雷器是否存在缺陷；且對于線路避雷器來說,該種方法面臨取電困難問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種基于殘壓監(jiān)測的避雷器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

根據(jù)本發(fā)明實施例的第一方面，提供一種基于殘壓監(jiān)測的避雷器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括避雷器、陶瓷電容絕緣子及過電壓監(jiān)測裝置，其中：

所述避雷器一側(cè)與高壓輸電線路電連接、另一側(cè)與地線電連接；

所述陶瓷電容絕緣子包括依次電連接的高壓臂和低壓臂，所述高壓臂和低壓臂并接于高壓輸電線路中，且所述高壓臂和低壓臂固定于桿塔上；

所述過電壓監(jiān)測裝置包括取電模塊、數(shù)據(jù)采集處理模塊及傳輸模塊，所述取電模塊分別電連接至所述數(shù)據(jù)采集處理模塊及傳輸模塊，所述數(shù)據(jù)采集處理模塊與所述傳輸模塊電連接，且所述取電模塊連接在所述陶瓷電容絕緣子低壓臂的兩端。

優(yōu)選地，所述陶瓷電容絕緣子設(shè)置為針式絕緣子、柱式絕緣子、懸式絕緣子或瓷橫擔式絕緣子。

優(yōu)選地，所述取電模塊設(shè)置為電磁互感器。

優(yōu)選地，所述傳輸模塊為GPRS模塊、藍牙模塊或WIFI模塊。

優(yōu)選地，所述高壓臂和低壓臂之間的分壓比為500-3000。

優(yōu)選地，所述高壓臂的電容量為10pF-10nF，所述低壓臂的電容量為10nF-10uF。

根據(jù)本發(fā)明實施例的第二方面，提供一種基于殘壓監(jiān)測的避雷器狀態(tài)監(jiān)測方法，包括：

實時獲取陶瓷電容絕緣子低壓臂兩端的電壓；

根據(jù)所述電壓啟動過電壓監(jiān)測裝置記錄20-100ms內(nèi)的過電壓波形；

當所述過電壓波形的過電壓幅值超過避雷器額定殘壓幅值的0.5倍時，計算出殘壓值、殘壓波形的上升時間和半波時間；

根據(jù)所述殘壓值、殘壓波形的上升時間和半波時間與標準殘壓波形進行對比來判斷避雷器的狀態(tài)。

優(yōu)選地，根據(jù)所述電壓的大小啟動過電壓監(jiān)測裝置記錄20-100ms內(nèi)的過電壓波形，包括：

判斷所述電壓是否大于系統(tǒng)電壓的1.2倍或1.5倍，其中，對于中性點有效接地系統(tǒng)判斷所述電壓是否為系統(tǒng)電壓的1.2倍，對于中性點非有效接地系統(tǒng)判斷所述電壓是否為系統(tǒng)電壓的1.5倍；

當所述電壓大于系統(tǒng)電壓的1.2倍或1.5倍時，啟動過電壓監(jiān)測裝置記錄20-100ms內(nèi)的過電壓波形。

優(yōu)選地，根據(jù)所述電壓的頻率啟動過電壓監(jiān)測裝置記錄20-100ms內(nèi)的過電壓波形，包括：

判斷所述電壓是否含有500Hz-2000Hz的高頻信號；

當所述電壓中含有500Hz-2000Hz的高頻信號時，啟動過電壓監(jiān)測裝置記錄20-100ms內(nèi)的過電壓波形。

優(yōu)選地，所述方法還包括：

將記錄的20-100ms內(nèi)的過電壓波形發(fā)送至后臺避雷器狀態(tài)監(jiān)測中心，當過電壓幅值超過避雷器額定殘壓幅值的0.5倍時，后臺避雷器狀態(tài)監(jiān)測中心分析處理20-100ms的過電壓波形，計算出殘壓值、殘壓波形的上升時間、半波時間或與標準殘壓波形進行對比來判斷避雷器的狀態(tài)。

本發(fā)明的實施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

本發(fā)明實施例提供一種基于殘壓監(jiān)測的避雷器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，包括避雷器、陶瓷電容絕緣子、過電壓監(jiān)測裝置，其中：所述避雷器一側(cè)與高壓輸電線路電連接、另一側(cè)與地線電連接；所述陶瓷電容絕緣子包括依次電連接的高壓臂和低壓臂，所述高壓臂和低壓臂并接于高壓輸電線路中，且所述高壓臂和低壓臂固定于桿塔上；所述過電壓監(jiān)測裝置包括取電模塊、數(shù)據(jù)采集處理模塊及傳輸模塊，所述取電模塊分別電連接至所述數(shù)據(jù)采集處理模塊及傳輸模塊，所述數(shù)據(jù)采集處理模塊與所述傳輸模塊電連接，且所述取電模塊連接在所述陶瓷電容絕緣子低壓臂的兩端。

本發(fā)明實施例提供的監(jiān)測系統(tǒng)，通過利用高壓陶瓷電容絕緣子絕緣強度高、機械性能好、價格便宜等優(yōu)點，與避雷器并聯(lián)且直接掛在輸電線路上，完整準確地記錄避雷器過電壓波形(如殘壓波形及動作次數(shù))，利用殘壓值大小、波形的上升、下降時間的變化判斷避雷器的狀態(tài)，從而達到對在線避雷器實時監(jiān)測的目的。

應(yīng)當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發(fā)明。

附圖說明

此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種基于殘壓監(jiān)測的避雷器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種基于殘壓監(jiān)測的避雷器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種基于殘壓監(jiān)測的避雷器狀態(tài)監(jiān)測方法的流程示意圖。

具體實施方式

這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

圖1是根據(jù)一示例性實施例示出的一種基于殘壓監(jiān)測的避雷器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)可以包括避雷器1、陶瓷電容絕緣子、過電壓監(jiān)測裝置2、輸電線路、后臺避雷器狀態(tài)監(jiān)測中心3和桿塔。

在本發(fā)明實施例中，所述避雷器1的一側(cè)與高壓輸電線路電連接、所述避雷器1的另一側(cè)與地線電連接，所述陶瓷電容絕緣子包括依次電連接的高壓臂C1和低壓臂C2，所述高壓臂C1和低壓臂C2固定于桿塔上，且所述高壓臂C1和低壓臂C2串接于高壓輸電線路中所述高壓臂C1和低壓臂C2并接于高壓輸電線路中，從而形成分壓單元；另外，根據(jù)圖2所示的基于殘壓監(jiān)測的避雷器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)示意圖，所述過電壓監(jiān)測裝置2包括取電模塊21、數(shù)據(jù)采集處理模塊22及傳輸模塊23，所述取電模塊21分別電連接至所述數(shù)據(jù)采集處理模塊22及傳輸模塊23，所述數(shù)據(jù)采集處理模塊22與所述傳輸模塊23電連接，且所述取電模塊21連接在所述陶瓷電容絕緣子低壓臂的兩端。

在本發(fā)明實施例中，所述高壓臂C1和低壓臂C2組成的分壓單元主要用于過電壓監(jiān)測裝置2測出低壓臂C2兩端的電壓，從而來判斷避雷器1是否產(chǎn)生殘壓。其中，在本發(fā)明實施例中，所述高壓臂C1和低壓臂C2之間的分壓比為500-3000，所述高壓臂C1的電容量可以為10pF-10nF，所述低壓臂C2的電容量可以為10nF-10uF。同時，為了使陶瓷電容絕緣子的分壓效果較好，本發(fā)明實施例中陶瓷電容絕緣子具體可以采用針式絕緣子、柱式絕緣子、懸式絕緣子或瓷橫擔式絕緣子的一種，或者是針式絕緣子、柱式絕緣子、懸式絕緣子或瓷橫擔式絕緣子其中兩種或兩種以上的組合。

其中，在本發(fā)明實施例中，所述過電壓監(jiān)測裝置2連接在低壓臂C2的兩端，并安裝于桿塔上，系統(tǒng)正常運行時，過電壓監(jiān)測裝置2監(jiān)測到的電壓為系統(tǒng)相電壓U(即系統(tǒng)電壓)，當監(jiān)測到電壓值為1.2U或1.5U時、或檢測到電壓中含有500Hz-2000Hz的高頻信號時，則啟動該過電壓監(jiān)測裝置2中的數(shù)據(jù)采集處理模塊22記錄20-100ms內(nèi)的過電壓波形，并由傳輸模塊23傳輸至后臺避雷器狀態(tài)監(jiān)控中心3對避雷器1的狀態(tài)進行實時判斷，其中，如果記錄的20-100ms的過電壓波形無變化，即電壓幅值無變化時，則避雷器1無變化。其中，在本發(fā)明實施例中，當系統(tǒng)為中性點有效接地系統(tǒng)時，則判斷所述電壓是否為系統(tǒng)電壓的1.2倍，當系統(tǒng)為中性點非有效接地系統(tǒng)時，則判斷所述電壓是否為系統(tǒng)電壓的1.5倍。

另外，在本發(fā)明實施例中，所述過電壓監(jiān)測裝置2中的取電模塊21設(shè)置為電磁互感器，通過所述電磁互感器感應(yīng)得到低壓臂C2兩側(cè)的電壓，且所述傳輸模塊23為GPRS模塊、藍牙模塊或WIFI模塊，且對應(yīng)的后臺避雷器狀態(tài)監(jiān)測中心3也分別設(shè)置匹配的GPRS模塊、藍牙模塊或WIFI模塊，便于所述過電壓監(jiān)測裝置2將采集的過電壓波形無線傳輸至所述后臺避雷器狀態(tài)監(jiān)測中心3。

參見圖3所示為本發(fā)明實施例提供的基于殘壓監(jiān)測的避雷器狀態(tài)監(jiān)測方法的流程示意圖。如圖3所示，該方法可以包括如下步驟：

在步驟S101中，實時獲取陶瓷電容絕緣子低壓臂兩端的電壓。

在本發(fā)明實施例中，由于過電壓監(jiān)測裝置2中的取電模塊21分別連接在所述陶瓷電容絕緣子的低壓臂的兩端，從而通過取電模塊21即可得出所述陶瓷電容絕緣子低壓臂兩端的電壓(即用于判斷所述避雷器是否產(chǎn)生殘壓的電壓值)，進而由過電壓監(jiān)測裝置2中的數(shù)據(jù)采集處理模塊22根據(jù)取電模塊21獲取該電壓值。

當獲取到所述電壓時，在步驟S102中，根據(jù)所述電壓啟動過電壓監(jiān)測裝置記錄20-100ms內(nèi)的過電壓波形。

在本發(fā)明實施例中，可以通過判斷電壓的大小或頻率來啟動過電壓監(jiān)測裝置，從而由過電壓監(jiān)測裝置記錄20-100ms內(nèi)的過電壓波形。其中，當所述電壓的大小大于系統(tǒng)電壓的1.2倍或1.5倍時，啟動過電壓監(jiān)測裝置記錄20-100ms內(nèi)的過電壓波形；當所述電壓中含有500Hz-2000Hz的高頻信號時，啟動過電壓監(jiān)測裝置記錄20-100ms內(nèi)的過電壓波形。其中，對于中性點有效接地系統(tǒng)判斷所述電壓是否為系統(tǒng)電壓的1.2倍，對于中性點非有效接地系統(tǒng)判斷所述電壓是否為系統(tǒng)電壓的1.5倍。

在步驟S103中，當所述過電壓波形的過電壓幅值超過避雷器額定殘壓幅值的0.5倍時，計算出殘壓值、殘壓波形的上升時間和半波時間。

如果避雷器1產(chǎn)生殘壓，則需要根據(jù)記錄的20-100ms內(nèi)的過電壓波形，判斷過電壓波形中電壓幅值是否發(fā)生變化，進而判斷避雷器1的狀態(tài)。具體的，當過電壓波形的過電壓幅值超過避雷器額定殘壓幅值的0.5倍時，計算出殘壓值以及對應(yīng)殘壓波形的上升時間和半波時間，進而根據(jù)所述殘壓值以及對應(yīng)殘壓波形的上升時間和半波時間來確定避雷器的狀態(tài)。

在步驟S104中，根據(jù)所述殘壓值、殘壓波形的上升時間和半波時間與標準殘壓波形進行對比來判斷避雷器的狀態(tài)。

當在步驟S103中計算得到了過電壓波形的殘壓值、上升時間和半波時間，根據(jù)與標準殘壓波形進行比對來判斷避雷器的狀態(tài)，具體實施過程中，可以通過過電壓波形的殘壓值、上升時間和半波時間，與標準殘壓波形的殘壓額定值、上升時間和半波時間相比對，從而確定避雷器的狀態(tài)。

在具體實施過程中，過電壓監(jiān)測裝置2記錄的20-100ms內(nèi)的過電壓波形通過通信模塊發(fā)送至后臺避雷器狀態(tài)監(jiān)測中心3，以便后臺避雷器狀態(tài)監(jiān)測中心3根據(jù)所述過電壓波形的變化判斷避雷器1的狀態(tài)。其中，當過電壓幅值超過避雷器額定殘壓幅值的0.5倍時，后臺避雷器狀態(tài)監(jiān)測中心3分析處理20-100ms的過電壓波形，計算出殘壓值、殘壓波形的上升時間、半波時間或與標準殘壓波形進行對比來判斷避雷器的狀態(tài)，如殘壓值超出額定值、半波時間極短、波形出現(xiàn)異常等則認為避雷器存在異常。

采用上述實施方式示出的基于殘壓監(jiān)測的避雷器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)和方法，通過利用高壓陶瓷電容絕緣子絕緣強度高、機械性能好、價格便宜等優(yōu)點，與避雷器并聯(lián)且直接掛在輸電線路上，完整準確地記錄避雷器過電壓波形(如殘壓波形及動作次數(shù))，利用殘壓值大小、波形的上升、下降時間的變化判斷避雷器的狀態(tài)，從而達到對在線避雷器實時監(jiān)測的目的。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實踐這里發(fā)明的公開后，將容易想到本發(fā)明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括本發(fā)明未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識或慣用技術(shù)手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當理解的是，本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。