[发明专利]一种金属氧化物避雷器阻性电流提取方法

说明书

技术领域：

本发明属于电气设备测试领域，尤其涉及一种金属氧化物避雷器阻性电流提取方法。

背景技术：

金属氧化物避雷器(metal oxide arrester,MOA)具有众多的优良特性，其在市场上已经逐渐取代了传统的SiC避雷器，但同时其缺点和不足也日益暴露，MOA一般为在线工作，受外界因素影响(例如温度，湿度等)会逐渐发生老化、劣化现象，最后彻底丧失保护作用甚至引起电网出现短路事故。而每年将电力电气系统中MOA进行断电检查是一项较为繁琐的工作，因此，不利于及时有效的排除故障隐患，这严重阻碍了我国智能电网的发展，有必要对其运行情况进行实时监测和预判。MOA在线工作运行中，总泄漏电流会由于老化和受潮有一定增大，但增加不明显。总泄漏电流中基波阻性电流(i_1r)和3次阻性电流(i_3r)会发生很大变化，因此，对避雷器进行在线监测时选i_1r和i_3r作为主要预判指标比较适宜。但实际电网中存在谐波电压干扰，i_3r随谐波干扰电压的幅值和初相角变化，呈现较大波动，因此，排除i_1r和i_3r中谐波干扰电压产生的i_1r和i_3r成分，就可以较好的对MOA进行在线监测。

目前对容性电流算法研究较多，其中主要有以下两种。专利基于容性电流补偿法测量MOA阻性电流(CN102621371A)将外加电压逆时针移相90°，利用容性电流与阻性电流的正交特性，排除全电流中的容性成分，就可以得到阻性电流。但并没有考虑外加电压中含有谐波成分时，谐波干扰电压所产生的容性电流。一种金属氧化物避雷器阻性电流提取方法(CN101986164A)，将相同的电压分别施加于1F电容和MOA上，其产生的容性电流为电容之比，可求出容性电流，进而计算阻性电流。但该方法并未对i3r的组成进行分析，使用该算法计算i_3r会随着谐波电压的变化而变化，因此会产生一定误差。

发明内容：

为解决上述方法存在的不足，本发明提出一种新的金属氧化物避雷器阻性电流提取方法，该方法更加有效的消除谐波电压对阻性电流的影响，最终减小i_1r和i_3r误差，从而更加准确反映MOA运行情况，保证了电力电气系统的安全运行。

本发明的具体技术方案如下：

一种金属氧化物避雷器阻性电流提取方法，该方法包括以下步骤：

本发明方法可以分列为以下三步：

1)通过互感器或电容分压器获取施加于MOA的电压信号u(t)，并将其作用于已知电容C₂上。使用穿心式电流传感器或串入式电流传感器获取MOA泄漏电流i(t)及已知电容C2上产生的容性电流i_C2，根据容性电流和阻性电流正交原理求解MOA晶界电容C₁及通过MOA产生的容性电流值ic₁。

2)将MOA非线性电阻中产生基波阻性电流的部分等效为线性电阻R1，其余部分等效为R2。利用MOA小电流区模型，借助FFT算法，去除谐波电压产生的基波阻性电流成分，从而计算出较为精确的等效电阻R₁值。

3)使用容性电流与其电容成比例原理，求解出容性电流，并利用等效电阻R1去除谐波影响，进而更加精确计算阻性电流(i_r)，再对i_r通过FFT算法，计算出i_1r和i_3r，最终实现对MOA在线监测。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果：

本方法去除谐波电压在等效电阻上产生的阻性电流后，计算出的基波阻性电流和三次谐波阻性电流对MOA的老化反应更加精确。使用人员根据对对MOA性能需求，结合计算结果，可以准确确定MOA的更换时间，做到对老化的MOA及时更换。

目前电力系统中关于MOA的故障检测通常是每2年拆下避雷器进行预防性试验，由于避雷器众多，因此需要耗费巨大的人力、物力和财力。使用本算法将不再需要对电路中避雷器每2年监测，并可以及时有效的排除MOA故障隐患，提高的工作效率，减少MOA的更换次数，节约了经费。对我国智能电网的防雷击浪涌保护发挥重要作用。

附图说明:

图1是基波电流相位图。

图2是MOA电压电流关系图。

具体实施方式：