一种金属氧化物避雷器泄漏电流带电测试装置及方法与流程

本发明涉及电气测量领域，尤其涉及一种金属氧化物避雷器泄漏电流带电测试装置及方法。

背景技术：

避雷器，是一种用于限制由线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压的设备，该设备是保证电力系统安全运行的重要保护设备之一。图1为输电线路中避雷器的安装位置示意图。如图1所示，一般会在输电线路01中，电气设备02前端的接地线上串联避雷器7，进一步的，避雷器还串联有放电计数器8、并联有电压互感器6等附件。

在各类避雷器中金属氧化物避雷器(Metal Oxide Surge Arresters，MOA)在输电线路中应用最为广泛。MOA是由非线性电阻片叠装而成，具有非常优越的非线性伏安特性，可以消除串联火花间隙，实现避雷器无间隙无续流，且其造价低廉，因而在电力系统各电压等级电网中得到了广泛的应用。由于MOA取消了串联间隙，在电网运行电压的作用下，MOA上要流过泄漏电流，泄漏电流中的有功分量(阻性电流)将使电阻片发热，导致阻性电流逐渐增大，长期作用的结果将改变MOA的伏安特性，即MOA的老化，直至出现热击穿或爆炸现象，这会使得其他电气设备失去过电保护，影响电力系统的安全运行。因此，需要定期对MOA开展预防性试验，或在运行电压下进行MOA泄漏电流的在线检测。

由于预防性试验时所添加的电压、环境因素与MOA工作状态时承受的电压和环境因素是不同的，所以预防性试验测试的数据不能准确有效地反映MOA的性能状况。现有的MOA在线检测方法通常包括如下步骤：首先，在MOA接地线上加装钳型电流互感器，钳型电流互感器用于获取流经MOA的泄漏电流，另外，将测试仪的电流输入端与钳型电流互感器相连，测试仪的参考电压输入端与电压互感器相连，这样测试仪便可以提取泄漏电流的基波分量、三次谐波分量、五次谐波分量；根据参考电压和泄漏电流波形的相位变化进行分析，提取出泄漏电流的阻性电流分量。

综上所述，现有技术中在运行输电线路中进行MOA泄漏电流的在线检测时，由于现场电磁干扰较强，使得检测仪获取的泄漏电流的误差较大，不能合理有效的反映出MOA的老化程度，影响电力系统的安全运行。

技术实现要素：

本发明实施例中提供了一种金属氧化物避雷器泄漏电流带电测试装置及方法，以解决现有技术中，在运行输电线路中进行金属氧化物避雷器泄漏电流的在线检测时，由于现场电磁干扰较强，使得检测仪获取的泄漏电流的误差较大，不能合理有效的反映出金属氧化物避雷器的老化程度的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

一种金属氧化物避雷器泄漏电流带电测试装置，包括无感屏蔽电阻和避雷器泄漏电流测试仪，其中：

所述无感屏蔽电阻串联于输电线路金属氧化物避雷器的接地线上，所述无感屏蔽电阻一端与所述金属氧化物避雷器的接地端子电连接，另一端接地；

所述金属氧化物避雷器与电压互感器并联；

所述避雷器泄漏电流测试仪的泄漏电流输入端与所述无感屏蔽电阻电连接，所述避雷器泄漏电流测试仪的参考电压输入端与所述电压互感器的二次电压端子电连接。

进一步地，所述装置还包括短接开关，其中：

所述短接开关与所述无感屏蔽电阻并联。

进一步地，所述装置还包括两个接线板，其中：

所述接线板为导电材料；

两个所述接线板分别设置于所述无感屏蔽电阻的两端；

所述接线板的一侧设置有电阻安装点和接线螺杆，所述电阻安装点用于安装无感屏蔽电阻，所述接线螺杆用于连接导线；

所述接线板的另一侧设置有短接开关接头，所述短接开关接头与所述短接开关电连接。

进一步地，所述无感屏蔽电阻包括无感屏蔽电阻本体、屏蔽抽头和安装孔，其中：

所述屏蔽抽头与所述避雷器泄漏电流测试仪的泄漏电流输入端电连接；

所述无感屏蔽电阻本体的上下两端分别设置有安装孔，所述安装孔用于将所述无感屏蔽电阻固定于两个所述接线板之间。

进一步地，所述装置还包括固定螺栓，其中：

所述固定螺栓通过所述安装孔和电阻安装点将所述无感屏蔽电阻固定到所述接线板上。

一种金属氧化物避雷器泄漏电流带电测试方法，利用上述任一所述的金属氧化物避雷器泄漏电流带电测试装置，所述方法包括：

电压互感器并联到金属氧化物避雷器的两端，无感屏蔽电阻串联到金属氧化物避雷器的接地线上，避雷器泄漏电流测试仪的泄漏电流输入端与无感屏蔽电阻电连接，避雷器泄漏电流测试仪的参考电压输入端与电压互感器的二次电压端子电连接；

利用避雷器泄漏电流测试仪采集金属氧化物避雷器传导到无感屏蔽电阻上的泄漏电流；

利用避雷器泄漏电流测试仪采集电压互感器二次端的电压，所述二次端的电压为所述金属氧化物避雷器两端电压经所述电压互感器转换后的电压；

避雷器泄漏电流测试仪根据参考电压信号和泄漏电流信号波形的相位变化进行分析，提取出泄漏电流的阻性电流分量；

根据提取出的阻性电流分量可确定金属氧化物避雷器的老化程度。

由以上技术方案可见，本发明实施例提供的一种金属氧化物避雷器泄漏电流带电测试装置及方法，测试装置包括无感屏蔽电阻和避雷器泄漏电流测试仪。无感屏蔽电阻串联与金属氧化物避雷器的接地线上，并且无感屏蔽电阻两端并联与电压互感器。避雷器泄漏电流测试仪的泄漏电流输入端与无感屏蔽电阻电连接，避雷器泄漏电流测试仪的参考电压输入端与电压互感器的二次电压端子电连接。避雷器泄漏电流测试仪将接收到的泄漏电流信号和参考电压信号的波形相位进行分析，即可得出金属氧化物避雷器的老化程度。由于金属氧化物避雷器中的泄漏电流经无感屏蔽电阻传导至避雷器泄漏电流测试仪的泄漏电流输入端，使得测试仪获取的泄漏电流误差较小，测试仪得出的金属氧化物避雷器的老化程度可靠性较高。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为输电线路中金属氧化物避雷器的安装位置示意图；

图2为本发明实施例提供的无感屏蔽电阻基本结构示意图；

图3为本发明实施例提供的接线板和短接开关基本结构示意图；

图4为本发明实施例提供的金属氧化物避雷器泄漏电流带电测试装置基本结构示意图。

图1-图4中，具体符号表示为：

01-输电线路，02-电气设备，1-无感屏蔽电阻，11-无感屏蔽电阻本体，12-屏蔽抽头，13-安装孔，2-接线板，22-电阻安装点，23-短接开关接头，24-接线螺杆，3-短接开关，4-固定螺栓，5-避雷器泄漏电流测试仪，6-电压互感器，7-金属氧化物避雷器，8-放电计数器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施示例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

参见图2，为本发明实施例提供的无感屏蔽电阻基本结构示意图。本发明实施例提供的无感屏蔽电阻1包括无感屏蔽电阻本体11、屏蔽抽头12和安装孔13。无感屏蔽电阻1的一侧设置有两个屏蔽抽头12，无感屏蔽电阻1的上下两端分别设置有两个安装孔13，但本发明实施例并不限于两个安装孔13，也可以是一个或多个安装孔13。

参见图3，为本发明实施例提供的接线板和短接开关基本结构示意图。本发明实施例提供的两个接线板2分别安装在无感屏蔽电阻本体11的上下两端。接线板2分为左右两侧，一侧设置有短接开关接头23；另一侧设置有电阻安装点22和接线螺杆24。其中，电阻安装点22的数量和安装孔13的数量相对应。两个短接开关接头23之间连接有短接开关3。

本发明实施例提供的无感屏蔽电阻1安装在两个接线板之间，固定螺栓4通过安装孔13将无感屏蔽电阻1固定于电阻安装点22位置处。但本发明实施例并不限于这种固定方式，也可以使用粘贴、焊接等其他方式将无感屏蔽电阻固定于两个接线板2之间。由于接线板2为导电材料，无感屏蔽电阻1和短接开关3可通过接线板2实现并联的连接方式。

参见图4，为本发明实施例提供的金属氧化物避雷器泄漏电流带电测试装置基本结构示意图。本发明实施例提供的金属氧化物避雷器泄漏电流带电测试装置包括无感屏蔽电阻1、短接开关3以及避雷器泄漏电流测试仪5。本发明实施例提供的无感屏蔽电阻1串联与输电线路金属氧化物避雷器7和放电计数器8之间，但本发明实施例并不限于这种连接方式，无感屏蔽电阻1串联于输电线路金属氧化物避雷器7的接地线上即可。

将两个接线板2上的接线螺杆24分别与金属氧化物避雷器7的接地端子、放电计数器8的接线端子通过无感屏蔽电缆电连接，这样，无感屏蔽电阻1就串联于金属氧化物避雷器7的接地线上了。当输电线路工作时，金属氧化物避雷器7中的泄漏电流经过无感屏蔽电阻1流入大地。由于无感屏蔽电阻1具有屏蔽作用，金属氧化物避雷器7中的泄漏电流不受周围电磁环境的干扰，无损耗的流入无感屏蔽电阻1。

但本发明实施例可以将避雷器泄漏电流测试仪5永久安装于输电线路中指定安装位置处，但本发明实施例不限于这种方式，也可以当需要测试输电线路中金属氧化物避雷器7的泄漏电流时，将避雷器泄漏电流测试仪5临时安装于指定安装位置处。输电线路中，避雷器泄漏电流测试仪5的指定安装位置为：避雷器泄漏电流测试仪5的泄漏电流输入端与屏蔽抽头12通过无感屏蔽电缆电连接；避雷器泄漏电流测试仪5的参考电压输入端通过无感屏蔽电缆与电压互感器6的二次电压端子电连接。

由于输电线路中金属氧化物避雷器7两端的电压为特高压，容易击穿普通电器元件，而电压互感器6并联与金属氧化物避雷器7的两端，电压互感器6可转换金属氧化物避雷器7两端的电压幅值使其适用于不同的电器元件，所以通过电压互感器6的二次电压端子可获取避雷器泄漏电流测试仪5适用的电压值，并且该电压值包含金属氧化物避雷器7中电压的相位信息。

短接开关3通过接线板2并联于无感屏蔽电阻1的两端，输电线路工作时，当短接开关3打开时，金属氧化物避雷器7中的泄漏电流经过无感屏蔽电阻1流入大地；当短接开关3闭合时，金属氧化物避雷器7中的泄漏电流经过短接开关3直接流入大地。所以，短接开关3可以控制金属氧化物避雷器7中的泄漏电流是否流入无感屏蔽电阻1。由于输电线路中，放电计数器8的位置距离地面较近，所以短接开关3的安装位置较低，操作人员可以方便的操纵短接开关3。

在运行输电线路中，当不需要进行金属氧化物避雷器7的泄漏电流在线检测时，闭合短接开关3即可；当需要进行金属氧化物避雷器7的泄漏电流在线检测时，打开短接开关3，将避雷器泄漏电流测试仪5的泄漏电流输入端与屏蔽抽头12通过无感屏蔽电缆电连接，使得流经无感屏蔽电阻1中的泄漏电流输入到避雷器泄漏电流测试仪5中，该电流为泄漏电流信号；将避雷器泄漏电流测试仪5的参考电压输入端与电压互感器6的二次电压端子通过无感屏蔽电缆电连接，使得金属氧化物避雷器7两端的泄漏电压输入到避雷器泄漏电流测试仪5中，该电压为参考泄漏电压信号。

避雷器泄漏电流测试仪5根据参考泄漏电压信号和泄漏电流信号波形的相位变化进行分析，提取出泄漏电流的阻性电流分量；根据提取出的阻性电流分量可确定金属氧化物避雷器7的老化程度。

这样，本发明实施例提供的一种金属氧化物避雷器泄漏电流带电测试装置及方法，金属氧化物避雷器泄漏电流带电测试装置包括无感屏蔽电阻1和避雷器泄漏电流测试仪5。无感屏蔽电阻1串联于输电线路金属氧化物避雷器7的接地线上，无感屏蔽电阻1的一端与金属氧化物避雷器7的接地端子电连接，另一端接地。避雷器泄漏电流测试仪5的泄漏电流输入端与无感屏蔽电阻1电连接，采集金属氧化物避雷器7传导到无感屏蔽电阻1的泄漏电流作为泄漏电流信号；避雷器泄漏电流测试仪5的参考电压输入端与电压互感器6的二次电压端子电连接，采集金属氧化物避雷器7两端的电压经电压互感器6转换后的电压作为参考电压信号。避雷器泄漏电流测试仪5根据参考电压信号和泄漏电流信号波形的相位变化进行分析，提取出泄漏电流的阻性电流分量，根据提取出的阻性电流分量可确定金属氧化物避雷器的老化程度。于是本发明实施例通过一种操作简单、误差较小的金属氧化物避雷器泄漏电流带电测试装置及方法，来实现金属氧化物避雷器泄漏电流的带电测试和分析。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。