[发明专利]一种避雷器阻性电流在线监测系统及方法

说明书

本发明提供一种避雷器阻性电流在线监测系统及方法，该系统包括电压采集终端、电流采集终端、边缘计算节点、监测系统后台和远程客户端；通过设计电压采集终端安装于避雷器旁的高压导线或母线上，监测避雷器两端运行电压；设计电流采集终端安装于避雷器接地引下线上，监测避雷器运行时的全电流；再由边缘计算节点根据收集到电压及电流波形，计算避雷器阻性电流；为变电站避雷器阻性电流在线监测提供了一种实时、高效且稳定可靠的监测方式，帮助及时发现避雷器缺陷，防止避雷器失效引起电力设备损坏，对电网安全运行至关重要。

技术领域

本发明涉及电网在线监测技术领域，特别是一种避雷器阻性电流在线监测系统及方法。

背景技术

金属氧化物避雷器(MOA)主要由氧化锌阀片串联而成，具有非常优良的非线性伏安特性。MOA在工频电压下电阻率很大，能迅速有效抑制工频电流；在雷电过电压下电阻率会变得很小，能很好泄放雷电流，被广泛应用于电力系统的过电压保护。然而随着避雷器投入运行时间的增长以及其产品存在的缺陷，避雷器在运行电压下的受潮、老化问题日益突出。对于避雷器，由于其故障发展速度快，传统的每年一次的预防性试验是不能完全发现其缺陷的，必须结合其他测试手段来掌握避雷器的运行状况，以确保其安全运行。

要掌握避雷器的运行状况，测量其交流运行电压下的泄漏电流中阻性分量是一个非常有效的手段。目前，主要有带电检测和在线监测两种技术手段，如在线监测全电流及阻性电流分量、现场不定期带电测量全电流及阻性电流分量、红外线监测避雷器温度等方法。在线监测方式实时性高，有助于及时发现避雷器缺陷，防止缺陷发展成为严重事故，是避雷器状态监测技术发展的趋势。

避雷器在工频电压下运行时，其流过的电流中包含阻性分量和容性分量，为实现阻性分量的监测和提取，必须同步监测避雷器两端的运行电压以及流过避雷器的全电流，且要求电压监测必须具有很高的相位精度。通过在避雷器下端接地线上可以较容易的直接提取出电流信号，而目前提取避雷器两端的运行电压信号一种方法是在PT二次侧提取，这种信号提取方式有以下弊端：由于避雷器在变电站内分散布置，站内各种容性或感性设备的存在使得不同监测点工频电压并不是完全同步，而是存在一定的相位差，因此PT二次侧测量的工频信号不能精确反应避雷器两端的电压。另一种提取方法是在避雷器两端并联高精度电压传感器，如电容传感器等，也存在明显的弊端：由于避雷器数量较多，配置大量电压传感器经济效益差，且不利于安装，另一方面，电压传感器长期并联运行于高压环境下，容易产生过热隐患。

发明内容

本发明的目的在于提出一种避雷器阻性电流在线监测系统及方法，通过安装于避雷器旁的高压导线或母线上的电压采集终端监测避雷器两端运行电压，通过安装于避雷器接地引下线上的电流采集终端监测避雷器运行时的全电流，进而计算避雷器阻性电流，为变电站避雷器阻性电流在线监测提供了一种实时可靠的监测方式。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种避雷器阻性电流在线监测系统，包括：电压采集终端、电流采集终端、边缘计算节点和监测系统后台；

所述电压采集终端安装于避雷器旁的高压导线或母线上，用于监测避雷器两端运行电压；

所述电流采集终端安装于避雷器接地引下线上，用于监测避雷器运行时的全电流；

所述边缘计算节点用于下发控制指令至电压采集终端和电流采集终端；以及，根据收集到的电压及电流，计算避雷器阻性电流；以及，将计算结果上传至监测系统后台；

所述监控系统后台用于对上传的避雷器阻性电流和上传时间进行分析与存储，形成历史阻性电流变化趋势；以及，进行避雷器阻性电流异常预警及推送。

进一步的，所述电压采集终端包括电压传感器、调理电路、采集单元、无线通信模块和电源模块；

所述电压传感器基于耦合电容分压法得到避雷器两端运行电压；