[发明专利]一种在线测量氧化锌避雷器全工况电流的方法及装置

说明书

一种在线测量氧化锌避雷器全工况电流的方法及装置，所述方法通过使用差分式电流互感器，排除外界电磁环境和杂散电容因素对测量结果的干扰；通过自动增益控制电路，实时动态调整信号调理电路的增益，实现宽动态范围的信号采集和处理。所述装置包括差分式电流互感器、自动增益控制AGC电路、A/D转换电路、单片机处理模块、无线通讯模块和后台系统；所述差分式电流互感器通过自动增益控制AGC电路连接A/D转换电路；A/D转换电路的输出端连接单片机处理模块；单片机处理模块的输出通过无线通讯模块发送至后台系统，从而实现远程在线测量。所述自动增益控制AGC电路由I/V转换电路、抗混叠滤波电路、自动增益调整电路构成。

技术领域

本发明涉及一种在线测量氧化锌避雷器全工况电流的方法及装置，属避雷器安全运行技术领域。

背景技术

避雷器的安全可靠运行在电力系统生产中非常重要，一旦发生故障，轻则失去防雷保护效果，重则直接危及电网本身安全运行，所以对避雷器运行状态的监测和评估显得十分重要。目前对避雷器在线监测最常用的方法为泄漏电流测量法，通过避雷器运行泄漏电流的幅值大小和变化情况开展避雷器的状态评估。然而，常规方法存在两个方面的问题：一是目前的氧化锌避雷器泄漏电流测量，一般采用穿心式电流互感器，存在着动态范围小、检测精度低、受干扰噪声影响大、实时性不够等缺点，即使采用无源零磁通电流互感器，仍然会受到现场复杂电磁环境及外部杂散电容等因素的干扰，使测量结果出现偏差，从而影响对避雷器状态的判断评估；二是传统避雷器泄漏电流监测装置动态范围小，一般为毫安级，仅能测量正常运行状态下的微弱电流信号，而避雷器遭受雷击时电流在几十安培以上，此时电流互感器必然饱和，无法兼顾避雷器雷电冲击电流测量的要求。

监测避雷器的雷电冲击电流，能够更加全面地分析遭受雷电冲击后避雷器的健康状况。以往避雷器雷击监测仅通过动作计数器监测其动作与否，而没有具体的冲击电流数值，而研究发现避雷器遭受50A的雷电流和500A的雷电流，其氧化锌阀片的老化程度和伏安曲线变化也是不同的，因此研制一种避雷器正常运行和雷击全工况电流的测量装置，对于分析避雷器在遭受不同雷电流冲击后的老化情况，很有必要。

发明内容

本发明的目的是，为了解决避雷器泄漏电流测量中抗干扰、以及避雷器正常运行微弱泄漏电流和雷击时大冲击电流同时测量的问题，实现避雷器运行状态的全工况准确评估。本发明公开一种在线测量氧化锌避雷器全工况电流的方法。

实现本发明的技术方案如下，一种在线测量氧化锌避雷器全工况电流的方法，所述方法通过使用差分式电流互感器，排除外界电磁环境和杂散电容因素对测量结果的干扰；通过自动增益控制电路，实时动态调整信号调理电路的增益，有效提高测量的动态范围；将信号幅度与A/D转换电路的输入范围相匹配，实现宽动态范围的信号采集和处理；由单片机处理模块进行数字信号处理，通过无线通讯模块上传到采集终端，或直接上传到后台系统，实现远程在线测量。

一种在线测量氧化锌避雷器全工况电流的装置，所述装置包括差分式电流互感器、自动增益控制AGC电路、A/D转换电路、单片机处理模块、无线通讯模块和后台系统；所述差分式电流互感器通过自动增益控制AGC电路连接A/D转换电路；A/D转换电路的输出端连接单片机处理模块；单片机处理模块的输出通过无线通讯模块发送至后台系统，从而实现远程在线测量。

所述差分式电流互感器的测量线圈由两个罗氏线圈构成；其中一个线圈允许一次侧电流穿心而过；另一个线圈不允许一次侧电流穿心而过；差分式电流互感器套在氧化锌避雷器接地引线上，即氧化锌避雷器的接地引线作为差分式电流互感器的一次线圈，二次侧输出为两个线圈的差分信号，穿心的线圈与未穿心的线圈之间形成差分信号，将外部电磁场的干扰信号消除掉，并有效将共模干扰信号滤除，屏蔽了杂散电容产生的泄漏电流，消除或降低微弱信号中的干扰噪声，使采集到的电流更接近真实值。