金屬氧化物避雷器溫濕度在線監(jiān)測方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在線監(jiān)測裝置，特別涉及一種在高壓輸變電電路中針對金屬氧化物避雷器進行的溫濕度在線監(jiān)測方法及裝置，屬于高壓輸變電設備領域。
【背景技術】
[0002]金屬氧化物避雷器是最先進的一種過電壓保護器，是電力設備絕緣配合的基礎，它具有響應速度快、伏安特性平坦、殘壓低、通流容量大、性能穩(wěn)定、壽命長、結構簡單等優(yōu)點，廣泛用于發(fā)電、輸電、變電、配電系統(tǒng)中，保證了電氣設備的絕緣免受過電壓的損害。
[0003]電阻片過熱和內部受潮是導致金屬氧化物避雷器事故的兩大主要原因。裝配于金屬氧化物避雷器的電阻片總是存在電氣參數(shù)上的不均一性，再加上無法避免的避雷器電位分布不均勻性，運行一段時間后，部分電阻片首先劣化，造成避雷器參考電壓下降，阻性電流和功率損耗增加。由于電網電壓不變，則金屬氧化物避雷器內其余正常的電阻片因荷電率增高，負擔加重，導致老化速度加快，并形成惡性循環(huán)，最終導致該金屬氧化物避雷器發(fā)熱崩潰。而當金屬氧化物避雷器運行到產品壽命的后期，由于電阻片劣化造成泄漏電流上升，甚至會造成內部放電，放電嚴重時避雷器內部氣體壓力和溫度急劇增高，引起氧化物避雷器本體擊穿，內部放電不太嚴重時，可引起系統(tǒng)單相接地。
[0004]由于密封系統(tǒng)存在缺陷或者長期運行后密封件質量劣化會導致避雷器內部受潮。金屬氧化物避雷器受潮會導致內部泄漏電流明顯增大，內部絕緣下降，直至避雷器擊穿。對于多元件串聯(lián)結構的金屬氧化物避雷器，當輕度受潮時，因金屬氧化物電阻片電容較大而通常導致受潮元件本身阻性電流增加并發(fā)熱；當受潮嚴重時，阻性電流可能接近或超過容性電流，在受潮元件溫升增加的同時，非受潮元件的功率損耗和發(fā)熱開始明顯，甚至超過受潮元件的相應值，使得避雷器整體老化速度加快，從而產生惡性循環(huán)，最終導致該避雷器發(fā)熱崩潰；其次，避雷器內部受潮還容易產生沿瓷套內壁或電阻片側面的沿面爬電，引起局部輕度發(fā)熱，嚴重時會產生閃絡擊穿；最后，受潮過程還會引起避雷器內部金屬零件銹蝕，進一步破壞密封，加劇受潮反應。
[0005]嚴格控制金屬氧化物避雷器的受熱、受潮過程，對避雷器的正常使用至關重要。傳統(tǒng)避雷器運行狀況的檢測、判斷方法主要為:
[0006]1、停電測試
[0007]這種方法只能預防性測試、不能實時在線檢測，設備投入大，試驗持續(xù)時間長，效率低下，影響正常供電過程。
[0008]2、帶電測試方法
[0009]此方法是監(jiān)測運行狀態(tài)下的泄漏電流，但因避雷器表面污穢等原因，其在線監(jiān)測的電流值并不一定與避雷器的真實泄漏電流值一致，導致敏感性和可靠性較低，不能直觀反映避雷器健康狀況，準確性較差。
[0010]3、紅外測溫
[0011]此方式只能進行外部溫度測量，不能測量避雷器內部濕度，無法監(jiān)測避雷器內部受潮情況，進而對避雷器內部性能無法進行準確判斷，同時，紅外測溫不能實時在線監(jiān)測，使用過程和及時性受到限制。
[0012]如何改變這一情況，改進避雷器的溫濕度在線監(jiān)測方法和過程，保證監(jiān)測的準確性、及時性和有效性，就成為本發(fā)明想要解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0013]鑒于上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明旨在提供一種可針對金屬氧化物避雷器內部進行溫濕度在線監(jiān)測的方法及裝置，以提高避雷器監(jiān)測過程的可靠性和準確性，保證監(jiān)測質量，為及時發(fā)現(xiàn)和解決金屬氧化物避雷器長期使用中的安全問題提供可靠幫助。
[0014]在現(xiàn)有金屬氧化物避雷器的內部結構設計中，在疊加的、等直徑的圓柱體金屬氧化物電阻片之間會采用金屬調整塊進行高度調整，以配出同一個電壓等級的避雷器。由于電阻片的電壓值處于一個浮動范圍內，所以配出同一電壓等級的避雷器所用的電阻片的片數(shù)不同，疊起的高度也就不同，或者疊起來的高度與絕緣外套內部腔體空間的高度不匹配，使得電阻片不易安裝和固定。于是，需要采用金屬調整塊來進行高度調整，以保證腔體空間的使用需要。通常，使用的金屬調整塊為空心圓柱體，一個避雷器腔體內通常會有若干個金屬調整塊來進行高度調整，于是，利用金屬調整塊空間進行在線溫濕度監(jiān)測就成為本發(fā)明的基礎和出發(fā)點。
[0015]具體思路包括:在避雷器的金屬氧化物電阻片之間嵌入溫濕度采集模塊，利用避雷器運行狀態(tài)的泄漏電流作為溫濕度采集模塊的工作電源，采集運行過程中的避雷器內部相對濕度和溫度，同時，溫濕度采集模塊的幾何尺寸應兼容金屬氧化物電阻片之間的金屬調整塊，從而可以實現(xiàn)快速、直接地置換，最后，在電氣隔離的狀態(tài)下，經過無線網絡傳輸，將采集的數(shù)據(jù)傳送到遠端控制中心，完成在線溫濕度數(shù)據(jù)的采集、匯總。
[0016]本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:
[0017]金屬氧化物避雷器溫濕度在線監(jiān)測方法，具體步驟包括:
[0018]步驟一、用溫濕度采集模塊替換尺寸兼容的疊加在避雷器中金屬氧化物電阻片之間的金屬調整塊。
[0019]步驟二、溫濕度采集模塊中的上、下金屬端形成電源的兩極，上、下金屬端與疊加的金屬氧化物電阻片充分接觸。
[0020]步驟三、上、下金屬端間設置過電壓保護電路。
[0021]步驟四、將數(shù)據(jù)接收器固定在避雷器外部桿塔或其它處于接收范圍內的適當位置上。
[0022]步驟五、在保護電路的保護下，利用流過金屬氧化物電阻片的漏電電流對溫濕度采集模塊中的電能存儲器進行供電，通過溫濕度采集模塊中取樣單元進行相應的溫濕度數(shù)據(jù)采集，然后經發(fā)射單元無線發(fā)送到外界數(shù)據(jù)接收器中。
[0023]步驟六、數(shù)據(jù)接收器將接收的數(shù)據(jù)隨時傳送到遠端監(jiān)控中心。
[0024]步驟七、重復上述步驟五、六，在線監(jiān)測過程不斷重復進行。
[0025]所述取樣單元包括溫度和/或濕度傳感器。
[0026]所述取樣單元按一定的時間間隔進行相應地溫濕度數(shù)據(jù)采集；或，通過人工干預進行任意時間點的溫濕度數(shù)據(jù)采集；采得的數(shù)據(jù)經發(fā)射單元發(fā)送到數(shù)據(jù)接收器中。
[0027]所述發(fā)射單元發(fā)送的數(shù)據(jù)中還包括ID地址。
[0028]所述溫濕度采集模塊的數(shù)量為一個以上，一個以上的溫濕度采集模塊用于替換相應位置上的金屬調整塊。
[0029]所述過電壓保護電路是在上、下金屬端之間設置放電間隙或在上、下金屬端之間填充并聯(lián)的低殘壓金屬氧化物電阻片。
[0030]一種金屬氧化物避雷器溫濕度在線監(jiān)測裝置，包括數(shù)據(jù)接收器、遠端監(jiān)控中心和一個以上的溫濕度采集模塊；溫濕度采集模塊包括電連接的保護電路、電能存儲器、取樣單元、發(fā)射單元、單片機以及位于溫濕度采集模塊兩端的作為電源兩極的上、下金屬端；所述上、下金屬端間設有過電壓保護電路；保護電路、電能存儲器、取樣單元、發(fā)射單元和單片機設置在上、下金屬端之間，取樣單元、發(fā)射單元和單片機通過電能存儲器與保護電路電連接；所述保護電路的輸入端和輸出端分別與上、下金屬端導通；所述電能存儲器為鋰電池或超級電容；數(shù)據(jù)接收器固定在溫濕度采