【摘要】目前，對避雷器在線監(jiān)測儀的檢測校驗，只能通過常規(guī)的避雷器放電計數(shù)器對動作次數(shù)進行檢測校驗，對于監(jiān)測儀的電流精度，工作現(xiàn)場則是一直無法開展檢測校驗。本文根據(jù)脈沖電流和工頻電流產(chǎn)生原理，通過自行組裝元器件，研制一種避雷器在線監(jiān)測儀性能實地校驗裝置。該裝置簡單、輕便和實用，能在現(xiàn)場迅速對避雷器在線監(jiān)測儀的電流精度作出校準和動作次數(shù)作出檢驗。

【關(guān)鍵詞】避雷器在線監(jiān)測儀;校驗測試裝置;漏電電流;動作次數(shù)

引言

現(xiàn)在傳統(tǒng)的避雷器放電計數(shù)器校驗儀只能對避雷器在線監(jiān)測儀的動作次數(shù)進行檢測校驗，工作現(xiàn)場無法檢測其電流精度，電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)曾多次發(fā)生因避雷器內(nèi)部受潮、絕緣降低引起的爆炸事件。因此，非常有必要對避雷器在線監(jiān)測儀的工作狀況進行檢測，保證監(jiān)測儀指示動作次數(shù)和泄漏電流正確，準確地反映避雷器的運行狀況，保障人員的安全與設(shè)備的健康。目前，對避雷器在線監(jiān)測儀的檢測和校驗，只能通過常規(guī)的避雷器放電計數(shù)器對動作次數(shù)進行檢測，對于監(jiān)測儀的電流精度，工作現(xiàn)場則是一直無法開展檢測校驗，試驗通常是在離線情況下進行的，即首先將在線監(jiān)測儀從接地回路中拆離開來 然后對獨立的在線監(jiān)測儀進行試驗判斷它的性能是否良好，這樣的試驗需要將監(jiān)測儀從正在運行的避雷器接地回路中拆離開，不僅工作需要考慮一定的安全因素，并且需要耗費相當?shù)臋z修力量。

本文根據(jù)脈沖電流和工頻電流產(chǎn)生原理，通過自行組裝元器件，研制一種避雷器在線監(jiān)測儀性能實地校驗裝置，該裝置簡單、輕便和實用，能在現(xiàn)場迅速對避雷器在線監(jiān)測儀的電流精度做出校準和動作次數(shù)做出檢驗，實現(xiàn)了在線監(jiān)測儀的現(xiàn)場校驗試驗，并且可及時準確地更換已經(jīng)損壞的監(jiān)測儀，避免錯誤地更換了本身正常的價值較高的監(jiān)測儀，節(jié)約了生產(chǎn)成本，且提高操作人員的安全性。

1.避雷器在線監(jiān)測儀校驗裝置的研制

1.1 校驗測試裝置原理

該裝置包含兩個功能模塊，一是脈沖電流輸出模塊，能夠輸出≥100A（8 / 20μs）的沖擊電流，利用輸出的沖擊電流測試動作次數(shù)。二是標準工頻電流產(chǎn)生模塊，能夠輸出 1mA-5mA（最大值，負載小于500Ω）±3%的交流電流，并安裝有高精度電流表頭且可調(diào)節(jié)輸出電流幅度，利用輸出的數(shù)值現(xiàn)場實地校驗避雷器在線監(jiān)測儀通過泄漏電流的變化。為了實現(xiàn)上述功能，需要使用高精度電流表并聯(lián)在在線監(jiān)測儀接避雷器端與接地端，測量從監(jiān)測儀分流下來的泄漏電流。為了能夠最大程度在在線情況下準確測量出避雷器的泄漏電流，并聯(lián)的高精度電流表內(nèi)阻必須遠小于監(jiān)測儀的內(nèi)阻，通過比較高精度電流表測量的電流值與在線監(jiān)測儀本身反映的電流值是否相近，從而判斷出避雷器在線監(jiān)測儀本身的好壞。避雷器在線監(jiān)測儀校驗測試裝置原理圖如圖1所示。

圖1 在線校驗測試裝置原理圖

此裝置由變壓器、整流濾波電路、調(diào)節(jié)和顯示、功能切換開關(guān)以及供電模塊五部分組成。變壓器輸入220V，輸出500V;整流電路為橋式整流電路，使輸出電壓波動小且提高了變壓器的效率;濾波為鐵殼封裝的大容量濾波電容，使輸出的直流更加平滑;調(diào)節(jié)電位器選用美國進口伯恩斯大功率多圈精密電位器，精度高且線性好;顯示部分采用高精度四位半液晶表頭，顯示清晰且精度高。脈沖電流模塊原理圖如圖2所示。

圖2 脈沖電流產(chǎn)生模塊原理圖

圖2中供電電壓經(jīng)變壓器后輸出電壓U2=500V，進過三相整流橋后UL的值為：

（1）

設(shè)置開關(guān)管的導(dǎo)通角，由公式（1）可得：UL=585V，RL=5.58則可以得到輸出峰值為100A的脈沖電流。

標準工頻電流模塊原理圖如圖3所示。

圖3 標準工頻電流模塊原理圖

如圖3所示供電電壓經(jīng)過變壓和整流橋電路后輸出的電壓由公式（1）可得Ud=585V。經(jīng)過逆變電路后的輸出交流電壓為：

（2）

開關(guān)管的開關(guān)頻率為20kHz，則由公式（2）可知，逆變電路的輸出電壓為：

U0=500V " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " （3）

（4）

功能轉(zhuǎn)換通過漏電電流檢測開關(guān)和放電計數(shù)開關(guān)實現(xiàn)，閉合其中一個開關(guān)實現(xiàn)相對應(yīng)的功能，需注意的是同時只能閉合一個開關(guān)或者兩者均斷開。電位器實現(xiàn)脈沖電流大小調(diào)節(jié)的功能。變壓器次級側(cè)所接開關(guān)為供電電源開關(guān)。

1.2 并聯(lián)高精度電流表頭的選用

為了實現(xiàn)現(xiàn)場實地的對避雷器在線監(jiān)測儀漏電電流的檢測，可以將高精度電流表頭并聯(lián)在在線監(jiān)測儀的接避雷器端和接地端，從而測量從監(jiān)測儀分流出來的漏電電流。高精度電流表頭的選擇首先要求是表頭內(nèi)阻遠遠小于在線監(jiān)測儀的內(nèi)阻，其次要求具有較高的測量精度。綜上考慮，本文選擇YJ-500A（0.1）型號的液晶高精度電流表頭。

2.避雷器在線監(jiān)測儀校驗裝置檢測

由于密封不良，動作計數(shù)器在運行中可能進入潮氣或水分，使內(nèi)部元件銹蝕，導(dǎo)致計數(shù)器不能正常動作[4]，所以《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程（DLIT596-1996）》規(guī)定，每年應(yīng)檢查1次?，F(xiàn)場檢查計數(shù)器動作的方法有直流法、交流法和標準沖擊電流法。其中以標準沖擊電流法最為可靠。標準沖擊電流法的原理為，將沖擊電流發(fā)生器發(fā)生的8/20μs、100A的沖擊電流波作用于動作計數(shù)器，若計數(shù)器動作正常，則說明儀器良好，否則應(yīng)解體檢修。例如2013年我局曾用此法總共對27只計數(shù)器進行檢測，其中有3只不動作，解體發(fā)現(xiàn)內(nèi)部元件受潮、損壞。根據(jù)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程（DLIT596-1996）》規(guī)定，在每年雷雨季前以及必要檢修時間時對漏電電流和放電計數(shù)器進行檢測，檢測要求為：

（1）測量直流1mA電壓（U1mA）及0.75U1mA下的泄漏電流：U1mA實測值與初始值或制造廠規(guī)定值比較，變化不應(yīng)大于±5%;0.75U1mA下的泄漏電流不應(yīng)大于50μA。

（2）連續(xù)測試3～5次，每次應(yīng)正常動作，每次測試時間的間隔不少于30s，測試后計錄器應(yīng)調(diào)到零[5]。檢測裝置面板示意圖如圖4所示。

圖4 檢測裝置面板示意圖

檢測步驟：

（1）將檢測裝置輸入端與避雷器監(jiān)測儀兩端相連（連結(jié)線要盡量短）。放電次數(shù)檢測時，紅色端接上端，黑色端接地，并按下動作次數(shù)檢測按鈕（綠色按鈕）;泄漏電流檢測時（1mA-5mA），紅色端接上端，黑色端接地，并按下泄漏電流檢測按鈕（黃色按鈕）且斷開動作計數(shù)按鈕，通過電流調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)整輸出電流大小。

（2）將電源線接好后，檢查檢測裝置接線是否正確，確認無誤后即可開始試驗。

（3）合上電源開關(guān)（紅色開關(guān)），待電壓穩(wěn)定（600V左右）后，即可開始校驗。

（4）按下測量鍵，輸出電壓立即下降，此時可觀察避雷器監(jiān)測儀的動作情況或泄漏電流值。

（5）如需多次試驗，可待輸出電壓達到穩(wěn)定值時，再按測量鍵，觀察避雷器監(jiān)測儀的動作情況或電流值。

（6）檢驗完畢后，立即關(guān)掉電源，待輸出電壓完全回零時，才能拆除接線。

（7）如按檢驗鍵，輸出電壓沒有下降，應(yīng)關(guān)掉電源，待電壓指示回零后，檢查是否回路有斷點，或者是避雷器監(jiān)測儀不適合技術(shù)指標中規(guī)定的型號。

注意事項：

（1）拆除接線時，若輸出電壓沒有回零，操作人員不能碰測試線非絕緣部分，以免造成人身事故。

（2）被試品不允許帶電進行測試。

3.檢測效果及分析

根據(jù)GB11032-2000交流無間隙金屬氧化物避雷器的檢修標準，本文研制的避雷器在線監(jiān)測方法校驗測試裝置的測試結(jié)果：

（1）漏電電流檢測結(jié)果：110kV電壓等級現(xiàn)場檢測儀并聯(lián)高精度電流表頭所測電流值與避雷器在線監(jiān)測儀所測電流值基本一致;220kV電壓等級兩種測量電流有較大誤差;500kV電壓等級時兩測量電流誤差與220kV相比進一步增大。

（2）在110kV、220kV、500kV三種電壓等級場地中在模擬雷擊試驗，避雷器監(jiān)測儀均能正確動作反應(yīng)過電壓次數(shù)。

（3）由實地校驗結(jié)果（1）和（2）可知，現(xiàn)場電壓等級對于漏電電流的現(xiàn)場檢測有較大的影響而避雷器監(jiān)測儀的現(xiàn)場檢測在不同現(xiàn)場電壓等級下均能正確反應(yīng)過電壓次數(shù)。

4.結(jié)論

本文所研制的高電流精度的避雷器在線監(jiān)測儀校驗測試裝置與傳統(tǒng)校驗裝置相比較有如下的創(chuàng)新：

（1）線性功放模塊的高穩(wěn)定和高可靠性設(shè)計;

（2）輸出電流波形標準，電流參數(shù)穩(wěn)定準確，達到國家相關(guān)標準;

（3）現(xiàn)場實地簡便地對避雷器監(jiān)測儀的動作次數(shù)作出檢驗和電流精度作出校準，對避雷器的運行質(zhì)量及時給出可靠的數(shù)據(jù)，防止事故的發(fā)生。

（4）及時準確地判斷避雷器監(jiān)測儀的性能，避免錯誤地更換，節(jié)約生產(chǎn)成本。

綜上所述，本裝置能簡便有效地對避雷器在線監(jiān)測儀的工作狀況進行檢測，保證避雷器監(jiān)測儀指示動作次數(shù)和泄漏電流正確，準確地反映避雷器的運行狀況，保障人員的安全與設(shè)備的健康。

參考文獻

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[2]陳中楣，吳英俊，劉帥.基于高精度電流表的避雷器在線監(jiān)測儀校驗裝置的研制與應(yīng)用[J].工業(yè)控制計機，2012，5：120-122.

[3]黃立才，江傳學(xué).氧化鋅避雷器在線監(jiān)測儀無指示的檢查處理[J].湖北電力，2005，29：32-34.

作者簡介：倪惠浩（1985—），男，廣東江門人，變電檢修技師，主要從事110 kV及以上變電站一次電氣設(shè)備的檢修、維護工作。