避雷器在線監(jiān)測技術(shù)概述

避雷器在線監(jiān)測技術(shù)概述經(jīng)過了事故后維修、定期維修和狀態(tài)維修三個(gè)階段，電氣設(shè)備維修已經(jīng)開始采用在線監(jiān)測技術(shù)。超高壓、特高壓電網(wǎng)的建設(shè)對避雷器的性能和經(jīng)濟(jì)性提出了更苛刻的要求，避雷器的發(fā)展直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全運(yùn)行和電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。文章主要介紹了避雷器在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展歷程以及避雷器在線監(jiān)測的主要方法，同時(shí)分析了避雷器在線監(jiān)測技術(shù)研究的重要意義。標(biāo)簽：避雷器；在線監(jiān)測技術(shù)；狀態(tài)維修1避雷器在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展歷程電氣設(shè)備維修機(jī)制促進(jìn)了避雷器在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。電氣設(shè)備的維修發(fā)展經(jīng)歷了事故后維修，定期維修和狀態(tài)維修三個(gè)階段。1950年以前，電氣設(shè)備并不存在主動(dòng)維修，主要進(jìn)行事故后維修。一旦設(shè)備損壞，就會(huì)造成大面積停電，難以保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。1960年開始，電氣設(shè)備開始采用定期維修的檢修方式。這種方式在現(xiàn)在依然廣泛應(yīng)用于供電企業(yè)的設(shè)備維護(hù)中。具體來講，這種方式是使用定期檢測的方法，對設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)結(jié)果與《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，若有超標(biāo)，即要安排維修和停電計(jì)劃。與事故后維修相比，定期檢修能夠大大減少事故的發(fā)生概率，同時(shí)由于設(shè)備經(jīng)過了日常維護(hù)，檢修人員可以通過變電站值班員基本掌握變電站中設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，避免具有巨大危害的重大惡性事故的發(fā)生。然而，定期檢修仍然具有一定局限性，主要表現(xiàn)在難以很好地把握維修的頻率和程度，缺乏經(jīng)濟(jì)性?；谝陨蟽煞N方法的局限性，電力設(shè)備狀態(tài)維修機(jī)制開始發(fā)展。在狀態(tài)維修機(jī)制下，電氣設(shè)備維修主要采用了在線監(jiān)測技術(shù)。在線監(jiān)測技術(shù)是狀態(tài)維修的基礎(chǔ)和根據(jù)，同時(shí)狀態(tài)維修也促進(jìn)了在線監(jiān)測技術(shù)的迅速發(fā)展進(jìn)步。早在1960年開始，發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始著手分析系統(tǒng)可靠性與各部件的潛在故障之間的相關(guān)性，并基于此相關(guān)性提出狀態(tài)檢修計(jì)劃。這一發(fā)展階段持續(xù)了大概十年的時(shí)間，隨后，在電氣設(shè)備的帶電測量應(yīng)用中，為測量以泄漏電流為主的部分絕緣參數(shù)，避雷器在線監(jiān)測開始有所發(fā)展。但是在發(fā)展初期，由于本身構(gòu)造不夠完善，面臨局限性較多，同時(shí)測試的結(jié)果達(dá)不到精度要求，很難在日常生產(chǎn)工作中得到有效利用。直到1980年開始，避雷器在線監(jiān)測技術(shù)開始迅速發(fā)展。傳統(tǒng)的測量模式是模擬量測試，這種測試需要一并直接接入測試回路。在這一新的階段，科研人員開發(fā)出了多種帶電測試儀器，避雷器在線監(jiān)測不再使用這種傳統(tǒng)模式，取而代之的是先進(jìn)的數(shù)字化測量。數(shù)字化測量以傳感器為工具，將被測量轉(zhuǎn)換成電氣信號，這些電氣信號可以通過數(shù)字儀器直接測量。從此開始，電力企業(yè)的日常維護(hù)中采納了狀態(tài)監(jiān)測檢修理論，避雷器在線監(jiān)測在實(shí)際應(yīng)用中獲得了成功。1990年前后，科研人員開始建立了微機(jī)多功能絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)，這一系統(tǒng)指引了避雷器在線監(jiān)測在今后的發(fā)展走向。系統(tǒng)主要包括兩個(gè)關(guān)鍵內(nèi)容，首先是進(jìn)行數(shù)字波形采集，其次對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。這一在線監(jiān)測系統(tǒng)具有很多進(jìn)步，不僅可以在短時(shí)間內(nèi)對很大數(shù)量級的信息進(jìn)行處理，同時(shí)監(jiān)測的項(xiàng)目較以前有了很大擴(kuò)充，通過監(jiān)測得到的參數(shù)能夠?qū)崟r(shí)向變電站工作人員進(jìn)行顯示，并具有越限報(bào)警功能。在后續(xù)工作中，參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)有效的電子存儲(chǔ)和紙質(zhì)保存。概括地講，微機(jī)多功能絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性、連續(xù)性、巡回性的特點(diǎn)，基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化運(yùn)行。2避雷器在線監(jiān)測的主要方法避雷器在線監(jiān)測，從研究方向來看可分為：泄漏電流監(jiān)測法和介損法。2.1泄漏電流監(jiān)測法泄漏電流監(jiān)測的常用方法的有以下幾種：（1）總泄漏電流法總泄漏電流法做為最基本的一種方法，主要操作原理為將避雷器在線監(jiān)測儀與避雷器低電壓側(cè)串聯(lián)起來，隨著發(fā)生過電壓事故或者雷電入侵時(shí)，電流也會(huì)順勢劇增波動(dòng)。通過對原理的闡釋，不難看出這種方法雖然最原始、最簡單，也很大程度上降低了在線監(jiān)測儀的成本，但無法準(zhǔn)確捕捉信息，避雷器的運(yùn)行狀態(tài)也變得不可捉摸，這樣的監(jiān)測技術(shù)顯然已經(jīng)不能適應(yīng)時(shí)代的潮流。（2）阻性電流三次諧波法總電阻性電流信號通過濾波器實(shí)現(xiàn)濾波處理，得到簡化的三次諧波。根據(jù)前后兩個(gè)參數(shù)的比例關(guān)系，可求得阻性電流。因不需要參考電壓，所以監(jiān)測比較方便。該方法忽略了電壓中諧波對結(jié)果的的影響，所以所得結(jié)果也有待商榷。避雷器生產(chǎn)工藝和材料導(dǎo)致濾波前后的參數(shù)有很大的誤差。所以使用的范圍較為局限，沒有可行性。（3）補(bǔ)償法測阻性電流補(bǔ)償法是指，測量中根據(jù)避雷器的等效電路對系統(tǒng)電壓信號進(jìn)行抽取，利用抽取得到的電壓信號對總泄漏電流中的容性電流分量進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而測量得到阻性電流分量。避雷器閥片的劣化原因主要有兩點(diǎn)，首先是MOA閥片受潮，其次是金屬氧化物避雷器幾乎都不存在串聯(lián)間隙，導(dǎo)致少量泄漏電流通過閥片，促使老化進(jìn)程加快。通過對阻性電流進(jìn)行直接測量，可以相對精確地對劣化進(jìn)行反映。2.2介損法介損法是對設(shè)備的絕緣狀態(tài)評判的主要標(biāo)準(zhǔn)，其特點(diǎn)是具有較好的抗干擾性和穩(wěn)定，廣泛應(yīng)用于電力行業(yè)?？偨Y(jié)起來分為兩大類：（1）硬測量法西林電橋法是常見的硬件測量法，目前在各電網(wǎng)公司測量停電設(shè)備的電氣絕緣時(shí)常用這個(gè)方法。但其操作過程繁瑣，需要不斷地調(diào)整電容值和電阻值，對元件的要求比較多，增加了避雷器在線監(jiān)測儀的設(shè)計(jì)難度，不滿足避雷器在線監(jiān)測儀的要求。（2）諧波分析法諧波分析法，普遍運(yùn)用在電力系統(tǒng)中做信號分析，任何復(fù)雜的波形都可以分解成頻率、振幅等參數(shù)不同的正弦分量，以便將問題簡化。在線監(jiān)測儀本來就有體積小、功能完善的要求，采用諧波分析法不僅避免外界干擾而且滿足體積要求。傅里葉變換在分析時(shí)會(huì)造一些不必要的誤差，可以運(yùn)用截?cái)嗪瘮?shù)減少頻譜泄漏引起的誤差。3避雷器在線監(jiān)測技術(shù)研究的意義避雷器是變電站和輸電線路上處處可見的設(shè)備，避雷器的性能直接關(guān)系到電網(wǎng)運(yùn)行的安全。隨著超高壓、特高壓電網(wǎng)的建設(shè)，對避雷器在性能和經(jīng)濟(jì)性上有了更苛刻的要求。例如要想降低絕緣水平就需要提高避雷器的性能，以便于降低制作成本和運(yùn)輸費(fèi)用。因此滿足要求的電網(wǎng)保護(hù)設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，這些設(shè)備不僅需要大大降低絕緣水平，最重要的還需保證電氣性能的合理性。所以，避雷器對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展，特別是安全高效地運(yùn)行，有特別重要的意義。多年的變電檢修工作經(jīng)驗(yàn)證明避雷器是電網(wǎng)必不可少的一份子。輸變電系統(tǒng)正常工作時(shí)，避雷器自身處于正常狀態(tài)。當(dāng)輸變電系統(tǒng)遭遇雷電入侵或操作過電壓時(shí)，避雷器起到保護(hù)電力設(shè)備免遭過電壓沖擊的作用。避雷器是壽命是有限的，長期運(yùn)行的避雷器，內(nèi)部元件會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，或者本體密封不嚴(yán)導(dǎo)致內(nèi)部受潮，導(dǎo)致事故的可能性大大提升，甚至可能發(fā)生爆炸，造成大面積停電，產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，所以避雷器是輸變電系統(tǒng)中重要的一員。如果能對避雷器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測，顯示相關(guān)參數(shù)，反應(yīng)運(yùn)行狀態(tài)，就能第一時(shí)間排除隱患避免事故的發(fā)生，以保證電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。相關(guān)技術(shù)在不斷更新，嵌入式發(fā)展迅速，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也日新月異。同時(shí)國家一再提出支持智能電網(wǎng)的建設(shè)，研究和更新避雷器在線監(jiān)測技術(shù)勢必會(huì)成為市場前景廣闊而且能