張逸凡，劉湘衡，楊愛華

（1.常熟市供電公司，江蘇 常熟 215500；2.南京紫峰電力設(shè)備有限公司，江蘇 南京210038 ）

1 智能型EGLA工作原理

基于物聯(lián)網(wǎng)信息上傳的智能型EGLA 是根據(jù)電磁式機(jī)械計(jì)數(shù)器觸發(fā)原理，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上傳到監(jiān)測(cè)終端，實(shí)時(shí)掌握雷擊情況，針對(duì)性防雷。

傳統(tǒng)的變電站和輸電線路的避雷器監(jiān)測(cè)多采用專用電磁式機(jī)械計(jì)數(shù)器進(jìn)行雷擊計(jì)數(shù)。完成計(jì)數(shù)，如圖1 所示。該種電磁式機(jī)械計(jì)數(shù)器和避雷器一起安裝，設(shè)備維護(hù)、巡檢工作量大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，電磁式機(jī)械計(jì)數(shù)器有輕微振動(dòng)也會(huì)跳動(dòng)，指示不準(zhǔn)確。工作效率低、設(shè)備檢測(cè)精準(zhǔn)度也低。

圖1 JS－8型動(dòng)作計(jì)數(shù)器電路圖

如圖2 所示，基于物聯(lián)網(wǎng)信息上傳的智能型EGLA 是在避雷器上安裝帶放電計(jì)數(shù)上傳和故障報(bào)警功能擊故障信號(hào)處理系統(tǒng)，當(dāng)避雷器遭雷擊動(dòng)作后，雷擊信號(hào)采集裝置采集到雷擊信號(hào)，雷擊信號(hào)觸發(fā)通信設(shè)備無線遠(yuǎn)程傳輸裝置及時(shí)反饋雷擊信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掌握地區(qū)的雷擊次數(shù)和雷擊地點(diǎn)，通過大數(shù)據(jù)掌握雷擊的覆蓋范圍和頻率，靶向精準(zhǔn)防治雷害。確保配電線路設(shè)備的安全運(yùn)行，增強(qiáng)配電網(wǎng)的安全可靠性，提高工作效率。

圖2 基于物聯(lián)網(wǎng)信息上傳的智能型EGLA的結(jié)構(gòu)示意圖

2 智能型EGLA方案設(shè)計(jì)

基于物聯(lián)網(wǎng)信息上傳的智能型EGLA 是在避雷器上安裝帶遠(yuǎn)程故障報(bào)警裝置、放電計(jì)數(shù)觸發(fā)裝置，物聯(lián)網(wǎng)信息上傳裝置，記錄該地區(qū)的雷擊次數(shù)，通過大數(shù)據(jù)掌握雷擊的覆蓋范圍和頻率，及時(shí)反饋故障信息，以便有針對(duì)性的措施精準(zhǔn)防治雷害。如圖3所示，基于物聯(lián)網(wǎng)信息上傳的智能型EGLA最關(guān)鍵的是帶遠(yuǎn)程故障報(bào)警裝置、放電計(jì)數(shù)觸發(fā)裝置，物聯(lián)網(wǎng)信息上傳裝置3個(gè)裝置。

圖3 基于物聯(lián)網(wǎng)信息上傳的智能型EGLA信號(hào)轉(zhuǎn)換處理裝置的示意圖

首先帶遠(yuǎn)程故障報(bào)警裝置。遠(yuǎn)程故障報(bào)警裝置包括殼體、太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能供電電路模塊、電池充電電路模塊、充電電池、故障信息采集模塊、GSM/GPRS 通信模塊；其中，太陽(yáng)能電池板的電源輸出端與太陽(yáng)能供電電路模塊的電源輸入端連接；太陽(yáng)能供電電路模塊的電源輸出端與電池充電電路模塊的電源輸入端連接，電池充電電路模塊的電源輸出端與充電電池連接；充電電池與GSM/GPRS通信模塊的電源輸入端連接；故障信息采集模塊的信號(hào)輸出端與GSM/GPRS 通信模塊的信號(hào)輸入端連接。通過充電電池與GSM/GPRS通信模塊的電源輸入端連接，實(shí)現(xiàn)電池對(duì)GSM/GPRS 通信模塊的供電；通信故障信息采集模塊的信號(hào)輸出端與GSM/GPRS 通信模塊的信號(hào)輸入端連接，使GSM/GPRS通信模塊能夠接收故障信號(hào)，故障信息采集模塊的信號(hào)輸入端與故障信號(hào)觸發(fā)裝置的信號(hào)輸出端連接。遠(yuǎn)程故障報(bào)警裝置殼體上設(shè)有透明密封蓋，以便于太陽(yáng)能電池板吸收光能。故障信號(hào)觸發(fā)裝置為GPS-23 常閉型磁控開關(guān)，通過磁控方式觸發(fā)故障信號(hào)，當(dāng)避雷器故障、脫離器動(dòng)作時(shí)會(huì)引起磁控開關(guān)發(fā)生位移，故障信號(hào)觸發(fā)裝置就會(huì)通過故障信息采集模塊給GSM/GPRS 通信模塊發(fā)出信號(hào)，觸發(fā)GSM/GPRS 通信模塊工作；通過網(wǎng)絡(luò)將故障信號(hào)和故障位置反饋給工作人員。

其次是放電計(jì)數(shù)觸發(fā)裝置。放電計(jì)數(shù)觸發(fā)裝置與避雷器本體串聯(lián)在電路中，當(dāng)雷電電流經(jīng)引流導(dǎo)線進(jìn)入放電計(jì)數(shù)觸發(fā)裝置時(shí)，一部分電流經(jīng)接地導(dǎo)線流入大地，另一部分電流則給放電計(jì)數(shù)觸發(fā)裝置中的電容充電，當(dāng)雷電電流過去之后，電容中存儲(chǔ)的電能對(duì)計(jì)數(shù)器放電，使其完成計(jì)數(shù)動(dòng)作，通過記錄計(jì)數(shù)動(dòng)作的次數(shù)，間接完成對(duì)雷擊次數(shù)的統(tǒng)計(jì)。放電計(jì)數(shù)觸發(fā)裝置通過采集流經(jīng)計(jì)數(shù)觸發(fā)裝置的電流來判斷過電壓保護(hù)器是否有放電動(dòng)作，當(dāng)有放電電流流過放電計(jì)數(shù)觸發(fā)裝置時(shí)，放電計(jì)數(shù)觸發(fā)裝置會(huì)輸出一個(gè)高電平信號(hào)，通過計(jì)數(shù)觸發(fā)信號(hào)線將此高電平信號(hào)傳給遠(yuǎn)程故障報(bào)警裝置，觸發(fā)遠(yuǎn)程故障報(bào)警裝置工作，實(shí)現(xiàn)放電次數(shù)的計(jì)數(shù)上傳功能。

3 運(yùn)用情況

基于物聯(lián)網(wǎng)信息上傳的智能型EGLA，運(yùn)行狀況可以通過App 雷電監(jiān)測(cè)終端進(jìn)行采集數(shù)據(jù)的配電監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)，可以查看避雷器發(fā)生的桿塔信息，雷擊時(shí)間和次數(shù)等信息，進(jìn)而針對(duì)性防治雷害。

如圖4 和表1 所示，基于物聯(lián)網(wǎng)信息上傳的智能型EGLA 近期在江蘇一供電公司兩條線路掛網(wǎng)，10 kV山橋線和10 kV東崗線共計(jì)加裝了45組帶信息上傳的避雷器（過電壓保護(hù)器），在3個(gè)月內(nèi)，避雷器成功在東崗線釋放過電壓341次，在山橋線釋放過電壓549 次，并成功記錄且將數(shù)據(jù)上傳平臺(tái)進(jìn)行顯示。從數(shù)據(jù)的分布情況來看，可分析出東崗線30#A相、B相、33#B相和25#B相產(chǎn)生過電壓的情況比較頻繁，山橋線22#B相、C相和33#B相等線路產(chǎn)生過電壓保護(hù)也比較頻繁。往常的過電壓保護(hù)器只能釋放過電壓保護(hù)線路，但是無法判斷出線路過電壓發(fā)生的時(shí)間及位置，無法分析線路運(yùn)行情況。而使用了基于物聯(lián)網(wǎng)信息上傳的智能型EGLA 之后，可平臺(tái)觀察數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并針對(duì)情況因地制宜，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整過電壓保護(hù)器的安裝密度，以改善線路穩(wěn)定性。以前人們習(xí)慣認(rèn)為是線路B相最高點(diǎn)容易遭受雷擊，但實(shí)際運(yùn)行中并不是都在B 相發(fā)生雷擊，也有發(fā)生在A 相或C 相的，且并不是一相遭受雷擊，其余兩相也應(yīng)該有所反應(yīng)，甚至有的C 相已經(jīng)經(jīng)歷了十幾次雷擊，而其他兩相都沒有反應(yīng)，對(duì)線路防雷提出了更加科學(xué)的依據(jù)。

表1 山橋線基于物聯(lián)網(wǎng)信息上傳的智能型EGLA雷擊信息表

圖4 基于物聯(lián)網(wǎng)信息上傳的智能型EGLA實(shí)時(shí)監(jiān)視圖

4 結(jié)束語(yǔ)

傳統(tǒng)的帶外串聯(lián)間隙金屬氧化物避雷器（EG‐LA）帶電磁式機(jī)械計(jì)數(shù)器截?cái)嗬讚糸W絡(luò)引起的工頻續(xù)流，故障標(biāo)識(shí)脫離器、電磁式機(jī)械計(jì)數(shù)器，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，運(yùn)維工作量大，時(shí)間長(zhǎng)；另外電磁式機(jī)械計(jì)數(shù)器指針有輕微振動(dòng)也會(huì)跳動(dòng)，進(jìn)而指示不準(zhǔn)確，基于物聯(lián)網(wǎng)信息上傳的智能型EGLA 克服了傳統(tǒng)產(chǎn)品的缺陷。具有如下特點(diǎn)：

通過放電計(jì)數(shù)觸發(fā)裝置記錄地區(qū)的雷擊次數(shù)，掌握雷擊的覆蓋范圍，方便工作人員監(jiān)控避雷器的工作狀態(tài)，確保輸電線設(shè)備的正常工作；避雷器遭雷擊損壞后，可通過遠(yuǎn)程故障報(bào)警裝置及時(shí)反饋故障信號(hào)給工作人員，傳回準(zhǔn)確地理位置方便及時(shí)進(jìn)行檢修，解決偏遠(yuǎn)地區(qū)巡查線路困難等問題；進(jìn)一步增強(qiáng)避雷器的安全可靠性，提高工作效率。

基于物聯(lián)網(wǎng)信息上傳的智能型EGLA 統(tǒng)計(jì)雷擊計(jì)數(shù)上傳裝置，可以減少工作人員的巡線頻次，提高工作效率，并且便于數(shù)據(jù)保存和處理，最終實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的雷擊警示，保證快速、高效率地檢修與維護(hù)設(shè)備。通過大數(shù)據(jù)主動(dòng)向工作人員進(jìn)行推送，并根據(jù)對(duì)雷擊地區(qū)的統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行針對(duì)性防雷。