[发明专利]一种避雷器阻性泄露电流检测装置及其检测方法

说明书

本发明涉及一种避雷器阻性泄露电流检测装置及其检测方法，其为了弥补目前用于测量金属氧化物避雷器(MOSA：METAL‑OXIDE SURGE ARRESTER)的泄露电流的方法的不足，只对避雷器的泄露电流进行测量，而不对其电压进行测量，以此计算泄露电流中包含的阻性泄露电流分量，其包括：参考点搜索步骤(S20)，根据当施加电压为0V时在总泄露电流(IT)中表现的特征图案，执行图案分析，以选取参考点；阻性泄漏电流计算步骤(S30)，将从参考点开始的总泄漏电流(IT)展开为傅立叶级数，以计算阻性泄漏电流(IR)；执行参考点验证/校准步骤(S40、S41)，其校准参考点，重新计算阻性泄露电流(IR)，直到呈现根据避雷器(1)的非线性阻性特性的阻性泄露电流(IR)的特征图案；并将基于已完成校准的参考点来计算的阻性泄露电流(IR)确定为避雷器(1)的阻性泄露电流。

技术领域

本发明涉及一种避雷器阻性泄露电流检测装置及其检测方法，其为了弥补目前用于测量金属氧化物避雷器(MOSA，Metal-Oxide Surge Arrester)的泄露电流方法的不足，只对避雷器的泄露电流进行测量，而不对其电压进行测量，以此计算泄露电流中包含的阻性泄露电流分量。

背景技术

为了避免连接到电力系统的变压器和断路器等电气设备受到雷击和开关浪涌引起的异常电压的影响，包括韩国在内的世界各国都在安装避雷器，而最近，金属氧化物避雷器(MOSA，Metal-Oxide Surge Arrester)被广泛使用。

金属氧化物避雷器具有非线性阻性特性，因此其为无间隙型(gap less type)，具有限制电压低、放电特性优秀的优点，其在未劣化的正常情况下，平时泄露电流很少，但是受到雷击、长期施加运行电压等经年劣化时泄露电流会大幅增加。另外，当泄露电流超过一定程度时，避雷器会因泄露电流而发热，导致无法发挥正常功能，为此平时需要对泄露电流进行测量和监测，一旦泄露电流超过参考值时，需要更换避雷器。

参考图1所示的等效电路图，避雷器(2)可以用非线性阻性(R)和静电容量(C)并联的电路进行建模。据此，设置在电网母线(2)和接地线(3)之间的避雷器中流动的总泄露电流(I_T)被阻性泄露电流(I_R)和容性泄露电流(Ic)的合成电流检测。

【数学式1】

I_T＝I_C+I_R

在避雷器中流动的阻性泄露电流(I_R)，当施加电压的瞬时值较小时流动很少，当施加电压超过一定级别时，其以几何倍数增长。因此，当施加电网母线(2)的电网电压(u)时，对通过非线性阻性(R)流动的阻性泄露电流(I_R)可以用下面的数学式2进行建模。

【数学式2】

I_R＝Ku^α

在所述数学式2中，K和α是根据避雷器所用的元件材料特性确定的常数，α是决定非线性电流特性的常数，通常取值为11、13或15。

在避雷器中流动的容性泄露电流(Ic)是通过静电容量(C)流动的电流，当检测电网电压(u)知道其波形时，对电网电压(u)进行微分，可通过下面的数学式3表示。

【数学式3】

但是，当避雷器劣化时，虽然静电容量(C)几乎恒定，容性泄露电流(Ic)也几乎没有变动，但是非线性阻性(R)随着劣化的进行而逐渐减少，使得阻性泄露电流(I_R)增加。

因此，为了准确地判断避雷器的劣化状态，优选地，通过对在避雷器中流动的泄露电流中的阻性泄露电流(I_R)进行测量，来判断劣化状态。