应电流IP。Ip经傅立叶分解可得1 3P， 经试验验证，一般情况下，1%与13ε有下面的关系：
[0060] I3C~（0· 75 ~0· 95) I 1χ/Ι1Ρ · I3p (15)
[0061] 其中：
[0062] Ι1Ρ%场感应板取得的基波电流，μΑ ;
[0063] Iix通过避雷器的基波全电流，μΑ ;
[0064] Ι3Ρ电场感应板取得的3次谐波电流，μ A。
[0065] 所以：I3R= 13x-l3C= 13χ-(〇· 75 ~0· 95) Ι1χ/Ι1Ρ · I3p (16)
[0066] 式（16)就是通过避雷器的阻性电流3次谐波分量值的计算式。
[0067] 2、矢量投影法计算避雷器阻性电流基波值
[0068] 在测量中，通过CT电流传感器可以采集到B相避雷器底部的泄漏电流Ix，进行傅 里叶分解以后可以得到泄漏电流基波值I lx。通过电场感应板，采用电场感应法取得感应电 压UP，进行傅立叶分解，得到感应电压的基波矢量值U ip。在三相电压基波峰值相等的情况 下，感应电压的基波矢量值Uip与避雷器两端施加的电压值U 1B在初相位差是一固定值，可以 根据具体工程进行调整补偿，初相位差为：A Φ i。并得到11：!与U 1P的初始相位差Δ φ。
[0069] 由式：
[0070] Iir= V 2X1 1xXcos(A φ-Δ φ ^, (17)
[0071] 可得到避雷器阻性电流基波值。
[0072] 3、下面为一利用本发明方法的实例：
[0073] 避雷器型号：YH5WZ-17/45 ;环境温度：25°C ;相对湿度：90%。
[0074] 1)电场感应传感器的设计
[0075] 当电场感应探头采用悬浮方式放置于待测电场时，设其所处位置场强为：Es incot (与系统电压成正比）的均匀电场，则在电场感应板上的感应电荷有效值Q为：
[0076] Q = GEe 0sin ω t (17)
[0077] 其中G为半球几何尺寸有关的常数，由校准来确定。
[0078] 感应电流值为：
[0079] Ip= dQ/dt = G ω ε 0Ecos ω t (18)
[0080] 则：电阻R上取得电压为：
[0081] Up=RIp (19)
[0082] 请参阅图3,取R = 50~IOOkQ,放电电路对电压信号进行就近放大处理和调制。 前一级运放组成电压跟随器，采用高输入阻抗运放CA3140来实现。后一级运放组成放大电 路，对缓慢变化的噪声信号放大的倍数为：
[0083] Aad=-(R^R3)ZR1 (20)
[0084] 对工频及其各次谐波分量的放大倍数为：
[0085] Aac=-(RjRl^R2R3ZR4)ZR 1 (21)
[0086] 合理选取&、R2、R3、R4的阻值，可使得A d。尽可能小，而A Ji到符合要求的放大倍 数。其值为：
[0087] U0=AacUp (22)
[0088]因此，Ip= (UcZAac)/R (23)
[0089] 整个放大电路置于双层屏蔽中并采用悬浮输入方式，提高其抑制共模干扰的能 力。
[0090] 2) K值的选取
[0091] 采用上述设计的电场感应探头进行现场测试，另外取现场电压互感器（PT)低压 侧信号作为标准信号。如表1所示，计算K值。
[0092] 表1电场感应探头测量的电压及电流数据及运算
[0094] 取K = 0.93。
[0095] 3)避雷器阻性电流3次谐波值的计算
[0096] 实际测量YH5WZ-51/134三只，编号分别为：A、B、C。施加电压41kV。
[0097] 表2避雷器阻性电流3次谐波值的计算
[0100] 4)避雷器阻性电流基波值的计算
[0101] 同上面的试品，和相同的施加电压，实际测量YH5WZ-51/134三只，编号分别为：A、 B、C。施加电压41kV。
[0102] 表3避雷器阻性电流基波值的计算
[0104] 5)避雷器阻性电流测量结果
[0105] 避雷器型号：YH5WZ-51/134 ;
[0106] 施加电压：41kV。
[0107] 采用电场探头感应法采集电压信号，计算避雷器的阻性电流基波及3次谐波值如 表4所示。
[0108] 表4避雷器阻性电流基波值及3次谐波值的计算
[0110] 根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方 式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本 发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书 中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
【主权项】
1. 一种测量金属氧化物避雷器阻性电流的方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 利用电场感应板采集电压信号； (2) 利用线圈传感器采集避雷器底部的泄漏电流信号； (3) 将采集到的电压信号和电流信号分别进行放大、滤波处理； (4) 按照容性电流补偿法计算避雷器阻性电流的3次谐波值，按照矢量投影法计算避 雷器阻性电流的基波值。2. 根据权利要求1所述的测量金属氧化物避雷器阻性电流的方法，其特征在于，所述 避雷器阻性电流的3次谐波值I3r= 13x-K(Ilx/I1P *I3P)，式中，13：(为通过避雷器的3次谐波 全泄漏电流，K为电场感应板探头测量比例系数，11：(为通过避雷器的基波全电流，Iip为电 场感应板取得的基波电流，I3p为电场感应板取得的3次谐波电流。3. 根据权利要求1所述的测量金属氧化物避雷器阻性电流的方法，其特征在于，所述 避雷器阻性电流的基波值Iir=V2 ^Ilx^cos(A(J)-A(J)1),式中，Iix为通过避雷器的基波 全电流，A(}>为Ilx与感应电压的基波矢量值Uip的初始相位差，A(}>i为感应电压的基波矢 量值Uip与避雷器两端施加的电压值U1B的初相位差。4. 根据权利要求2所述的测量金属氧化物避雷器阻性电流的方法，其特征在于，所述 电场感应板探头测量比例系数K= (CfC1)八2(^+(：3)，Q、C3分别是避雷器A、C相对电场感 应板的等效电容。5. 根据权利要求4所述的测量金属氧化物避雷器阻性电流的方法，其特征在于，K值 取0. 70~0. 95,根据不同的变电站使用情况进行校正。
【专利摘要】本发明公开了一种测量金属氧化物避雷器阻性电流的方法,包括如下步骤:(1)利用电场感应板采集电压信号；(2)利用线圈传感器采集避雷器底部的泄漏电流信号；(3)将采集到的电压信号和电流信号分别进行放大、滤波处理；(4)按照容性电流补偿法计算避雷器阻性电流的3次谐波值，按照矢量投影法计算避雷器阻性电流的基波值。本发明采用电场感应法采集施加在避雷器两端电压的感应量，从而能可靠、安全地获得在线运行避雷器的阻性电流基波及其3次谐波值。
【IPC分类】G01R19/00
【公开号】CN105044437
【申请号】CN201510481946
【发明人】蔡汉生, 贾磊, 赵冬一, 胡上茂, 王家军, 刘刚, 陈喜鹏, 施健
【申请人】南方电网科学研究院有限责任公司, 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心, 南阳金冠电气有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月7日