[发明专利]基于三级分压的金属氧化物避雷器过电压检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于三级分压的金属氧化物避雷器过电压检测系统，其特征在于，包括：

电阻分压模块，用于采集避雷器最后一片阀片两端过电压信号作为输入高压信号U1；

电容分压模块，与电阻分压模块相连，用于将避雷器最后一片阀片两端过电压信号U1转变为低压信号U2；

信号处理模块，与电容分压模块相连，用于对低压信号U2进行三次分压、过压保护、阻抗匹配及滤波；

触发与采集模块，与信号处理模块相连，用于触发信号启动采集卡上的A/D转换器对过电压信号U3进行采样收集；

数据对比模块，与触发与采集模块相连，用于将过电压信号U3与不同状态下避雷器残压试验参数进行匹配，对比被测避雷器绝缘状态，完成过电压检测与避雷器状态评估。

2.一种基于三级分压的金属氧化物避雷器过电压检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

当待测避雷器遭受雷电过电压时，利用金属氧化物避雷器自身阀片进行分压比较小的一级分压获得高压信号U1；

将一级分压得到的U1通过内置引线输入到电容分压器进行二级分压获得低压信号U2；

分压后将U2通过同轴电缆输入至触发与信号处理电路进行三次分压、阻抗匹配及信号滤波，最终获得避雷器暂态过电压信号U3；

将所采集U3与不同状态避雷器残压特性参数匹配，评估确定被测金属氧化物避雷器的绝缘状态。

3.一种基于三级分压的金属氧化物避雷器过电压检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，检测系统并联于被测金属氧化物避雷器接地端最后一片阀片两侧，采集避雷器最后一片阀片两端过电压信号作为输入高压信号U1；

步骤2，通过电容分压器将高压信号U1转变为低压信号U2；

步骤3，将步骤2中的低压信号U2经同轴电缆输入至信号处理电路，采用阻容并联分压对其进行三次分压、过压保护和阻抗匹配，利用二阶低通有源滤波对U2进行噪声滤波，获得三次分压信号U3；

步骤4，将步骤3获得的电压信号U3输入至触发电路，触发信号启动采集卡上的A/D转换器对U3进行采样；

步骤5，根据步骤4所获得的避雷器暂态过电压信号U3与不同状态下避雷器残压试验参数进行匹配，对比被测避雷器绝缘状态，完成过电压检测与避雷器状态评估。

4.根据权利要求3所述的基于三级分压的金属氧化物避雷器过电压检测方法，其特征在于，步骤1中，避雷器阀片为非线性电阻串联，一级分压所得高压信号U1满足电阻分压器方程，表达式为：

式中，

U1为一级分压后的高压信号；

R1为被测避雷器上部阀片等效电阻值；

R2为检测系统所并联的最后一片阀片等效电阻值；

U为被测避雷器所遭受的过电压信号。

5.根据权利要求3所述的基于三级分压的金属氧化物避雷器过电压检测方法，其特征在于，步骤2具体包括，采用电容分压器对高压信号U1进行二级分压，所获得的低压信号U2满足电容分压器方程，表达式为：

式中，

U2为二级分压后的低压信号；

C1为电容分压器高压臂电容值；

C2为电容分压器低压臂电容值；

U1为一级分压后的高压信号。

6.根据权利要求3所述的基于三级分压的金属氧化物避雷器过电压检测方法，其特征在于，步骤3具体包括，采用二阶低通有源滤波对U2信号进行噪声过滤；采用阻容分压器对U2进行三级分压，所获得的过电压信号U3满足阻容分压器公式，表达式为：

式中，

U3为三级分压后的避雷器暂态过电压；

C3为阻容分压器高压臂电容值；

C4为阻容分压器低压臂电容值；

U2为二级分压后的低压信号；

R3为阻容分压器高压臂电阻值；

R4为阻容分压器低压臂电阻值。

7.根据权利要求3所述的基于三级分压的金属氧化物避雷器过电压检测方法，其特征在于，步骤5中，避雷器暂态过电压信号U3与不同状态下避雷器残压试验参数进行匹配，对比被测避雷器绝缘状态，完成过电压检测与避雷器状态评估；具体评估方法如下：

避雷器状态有正常状态、绝缘破损状态、短路状态、受潮状态以及绝缘变形状态；将避雷器暂态过电压信号U3与不同状态下避雷器残压试验波形进行对比：观察残压终值是否稳定，若残压终值不稳定，则认为避雷器处于绝缘破损状态；若残压终值稳定，观测残压震荡过程中是否出现阶段性负值，若有则认为避雷器处于短路状态；若残压震荡过程中没有出现阶段性负值，观察残压波形是否出现多次震荡，若出现长时间间隔的多次震荡则认为避雷器处于受潮状态，若出现连续性的多次震荡则认为避雷器处于绝缘变形状态，若上述特征均未出现，则认为避雷器处于正常状态。