[發明專利]帶串聯間隙線路避雷器在線監測裝置及方法

有效

• 申請號: 202011159997.7
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112630554B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 王劍;谷山強;萬帥;梁文勇;孟剛;趙淳;林卿;吳敏;龔正雄;王海躍;姜文東;周嘯宇;王炳強;朱真兵;嚴波;張午陽;王曉峰;林力輝;曹偉;許衡;劉新;杜雪松
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司;國家電網有限公司;南瑞集團有限公司;國網浙江省電力有限公司;國網安徽省電力有限公司;國網福建省電力有限公司;國網重慶市電力公司電力科學研究院;國網西藏電力有限公司檢修公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01S19/14
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰

本發明提供一種帶串聯間隙線路避雷器在線監測裝置及方法，包括電流傳感器、前端主機、數據處理中心和近區采集終端；所述電流傳感器設置于間隙避雷器低壓端上，用于采集雷擊線路后產生的雷電流和工頻電流并將其傳輸至前端主機；前端主機對接收到的電流信號進行處理形成標準波形，并將標準波形存儲于本地的同時通過網絡傳輸至數據處理中心；近區采集終端通過非接觸數據傳輸方式獲取存儲于前端主機本地的標準波形數據，并將標準波形數據發送至數據處理中心；數據處理中心對接收到標準波形數據進行解析，提取雷電流的標準波形和工頻電流的標準波形的特征量；數據處理中心通過對比兩類波形時長特征診斷避雷器的故障程度。

技術領域

本發明涉及避雷器在線監測技術領域，具體涉及一種帶串聯間隙線路避雷器在線監測裝置及方法。

背景技術

串聯間隙ZnO避雷器作為一種典型的線路防雷裝置，能夠通過瞬間導通釋放電流的形式，限制變電站和線路的過電壓水平，近幾年該裝置已經大面積在我國電力系統中展開應用，效果顯著。然而受線路通道惡劣環境的影響，部分避雷器氧化鋅閥片在長期的掛網運行中會出現裂化和受潮現象，該現象無法直接顯現極難查找，長期帶故障運行導致抑制過電壓的能力下降，甚至瞬時極大電流作用下造成爆炸事故。因此，避雷器在線監測技術在避雷器應用中尤為重要。

避雷器在線監測方面，國內外研究學者開展了大量的理論與實踐工作。如《避雷器在線監測裝置》(CN201910648343)采用泄漏電流檢測法判斷避雷器的狀態；《避雷器在線監測系統》(CN201711096086)通過采集單元、數據通訊傳輸單元以及后臺服務器單元對避雷器上的母線電壓、流經它的全電流和雷擊次數等數據進行實時的監測；《一體化避雷器在線監測裝置》(CN201511005097)采用計數器的方式僅對避雷器的好壞進行判斷，無法監測避雷器的狀態信息；《一種避雷器在線監測終端裝置》(CN201510858889)采用監測泄露電流的方法診斷避雷器的狀態性能。上述避雷器在線監測技術中，均采用監測避雷器低壓端泄露電流的方法判斷避雷器的狀態，該方式比較適合于無間隙氧化鋅避雷器中，此外，上述方法監測信息并未應用監測裝置的GPS信息，不利于運維人員對故障桿塔的精準查找。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術的缺陷，提供一種帶串聯間隙線路避雷器在線監測裝置及方法，可對間隙避雷器的運行狀態進行全周波分析，同時監測裝置內置了GPS定位信息，能夠大幅提升避雷器故障運維的效率。

本發明提供了一種帶串聯間隙線路避雷器在線監測裝置，其特征在于包括電流傳感器、前端主機、數據處理中心和近區采集終端；所述電流傳感器設置于間隙避雷器低壓端上，用于采集雷擊線路后產生的雷電流和工頻電流并將其傳輸至前端主機；前端主機對接收到的電流信號進行處理形成標準波形，并將標準波形存儲于本地的同時通過網絡傳輸至數據處理中心；近區采集終端通過非接觸數據傳輸方式獲取存儲于前端主機本地的標準波形數據，并將標準波形數據發送至數據處理中心；數據處理中心對接收到標準波形數據進行解析，提取雷電流的標準波形和工頻電流的標準波形的特征量；數據處理中心通過對比兩類波形時長特征診斷避雷器的故障程度并對避雷器故障的類型進行辨識，將存在故障的避雷器動作次數、位置信息、故障程度及故障類型進行告警。

上述技術方案中，所述前端主機對電流信號進行分類、去噪差分、數字濾波處理形成標準波形。

上述技術方案中，所述標準波形涵蓋的信息內容包括全電流波形、時間信息、GPS信息、電流幅值、雷電極性。

上述技術方案中，所述數據處理中心通過小波變換、傅里葉變換對解析后的標準波形數據進行處理，提取雷電流波形的幅值、極性、上升沿、下降沿、時長，提取工頻電流波形的幅值、頻率、時長。

上述技術方案中，所述前端主機上設置有APN卡，在具有2G、3G、4G信號的區域通過APN專網與數據處理中心網絡進行數據傳輸。

上述技術方案中，所述近區采集終端為手持終端，在距離帶串聯間隙線路避雷器在線監測裝置500米范圍內通過2.4G網絡讀取前端主機中的存儲數據。