[發明專利]電涌抑制器監控裝置和包括監控裝置的監控系統

在審

• 申請號: 201610901306.3
• 申請日: 2016-10-17
• 公開（公告）號: CN106841888A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 菲利普·拉施克
• 申請（專利權）人: 垂德爾塔麥登沙有限公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G08C17/02
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司11112
• 代理人: 顧麗波,李榮勝

技術領域

本發明涉及用于電涌抑制器的監控裝置和包括這種監控裝置的監控系統。

背景技術

在能源網絡中，電涌抑制器(surge arrester)通常連接在帶電線路和地之間。現代電涌抑制器包括所謂的變阻器，即，在截止電壓以下是非常好的絕緣體但是如果超過該截止電壓則突然變為非常好的導體的元件。電涌抑制器用于保護網絡中的其它部件免受過電壓，比如可由例如雷擊等引起的過電壓。通常將這些電涌抑制器在網絡中放置很長時間，即，30年以上。

當今使用的大多數電涌抑制器包括氧化鋅變阻器。這些氧化鋅變阻器趨向于在多年后老化，特別是在電涌抑制器重復地響應于過電壓(即，重復地從絕緣狀態至導電狀態來回切換)的情況下。這種老化會導致所謂的漏電流(即，在絕緣狀態下仍會流過電涌抑制器的電流)漸漸增大。然而，過量漏電流是個問題，因為其可導致電涌抑制器變得過熱，進一步使漏電流增大，這在最差情況下導致熱不穩定性從而導致電涌抑制器毀壞。

另一個問題是可能對電涌抑制器的殼體的污染，這可能會產生沿殼體的爬電電流(creepage current)。

由于大多數時候電涌抑制器僅以絕緣體的形式并入到網絡中，因此，非常難以檢查它們的操作性能。

根據EP 1356561 B1已知一種用于電涌抑制器的監控系統。此外，“Metalloxid-Ableiter in Hochspannungsnetzen Grundlagen”[高壓網絡中金屬氧化物抑制器原理]Volker Hinrichsen,第三版,版權2012：西門子AG能源部門Freyeslebenstraβe 1 91058 Erlangen展示了一種作為在電涌抑制器外部設置的裝置的漏電流監控裝置，該裝置測量當時流過電涌抑制器的漏電流。這涉及對電流的峰值進行檢測。顯示該峰值本身或比例因子方式的視在均方根值。還主要存在一種集成式電涌計數器，其計數電涌抑制器的響應頻率。

這種漏電流監控裝置在接地線上與電涌抑制器串聯。更多近期研究基于對漏電流的三次諧波(third harmonic)做出評估并將其用于評估電阻分量。電壓中三次諧波的影響(這可極大地改變測量)由內建電場傳感器(e-field sensor)或場傳感器(field sensor)補償。測得值可以通過無線接口發送，從而使得可以通過計算機來進一步評估和歸檔。

所引用的現有技術因此提出設置對流過電涌抑制器的漏電流隨時間的變化以及電涌事件進行記錄的監控系統。通過讀出對結果的這種記錄和相應評估，可以給出電涌抑制器仍然符合規范的程度或是否需要進行更換的預測。

根據所引用的現有技術，場傳感器或電場傳感器通過地線接地，并且通過電流測量裝置測量由電場引起的從場傳感器到地的電流。

用于向現有技術的監控系統供應能量而設置的電路在監控系統未測量電流時將從場傳感器到地的電流導入至能量存儲。

這存在需要用于切換的額外支出的缺點，并且還存在能量供應的可靠性僅在有限范圍內得以確保的缺點，特別是每當場傳感器的接地受到環境影響、腐蝕等的損害時。

還已知的是通過太陽能電池的方式向監控裝置供應能量。然而，這使得構造更加昂貴且復雜。此外，太陽能電池無法可靠地對裝置進行供應，例如在高緯度(60°以上)處、在其它長期黑暗期間或在室內使用的情況下。

關于“紅綠燈”形式的監控裝置，其顯示綠色、黃色或紅色光，但是不會另外向外部發送數據，還已知從漏電流自身實現能量供應。

已知場傳感器通常布置在電涌抑制器附近并與地線連接。電流測量裝置持續或間歇性地測量場傳感器與地之間的電流。場傳感器可視作具有很高內電阻的電壓源。如果承受低阻抗電路負荷，則場傳感器電壓擊穿，這會改變測得值。

在現有技術中，向外部發送測量結果通過監控裝置上的顯示裝置(即，通過目視檢查)進行或者通過無線或有線數據發送進行。這里使用的已知無線技術為868MHz、Zigbee、Wi-Fi、GPRS。

然而，采用優選的無線通信時，如果各自具有監控裝置的若干個電涌抑制器被靠近放置在一起，則存在問題，這是因為必須確保至各個電涌抑制器的唯一的數據分配。此外，這種類型的數據發送需要大量的能量，因此僅通過漏電流方式供應能量必然不夠，因此，在現有技術中設置了其它能量源，大多數為太陽能電池。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種改進的監控裝置和一種改進的監控系統，其不存在這些問題。