[发明专利]一种避雷器阻性电流在线监测方法

说明书

本发明公开了一种避雷器阻性电流在线监测方法，包括以下步骤：S1、将非接触式传感器直接卡接在地线上，测试过程中不用断开地线，不停电，不在母线取电压相位；S2、应用傅立叶变换转换到频域进行分解，再返回时域合成得到总泄漏电流Ix和容性电流Ic。S3、利用海森矩阵可计算得到C₁₁、C₁₂和C₁₃的值,然后由雅克比矩阵重新计算容性电流Ic；S4、采用分段指数波拟合MOA的阻性电流,其表达式为:S5、采用最小二乘法优化求取Ir的未知参数A和g；S6、采用固定步长多次搜索优化各个变量。本发明的优点在于：消除了系统频率波动﹑高次谐波、TV相移和相间杂散电容对计算值的影响、阻性电流计算精度高。

技术领域

本发明涉及阻性电流检测技术领域，具体是指一种避雷器阻性电流在线监测方法。

背景技术

氧化锌避雷器在电力系统中主要是保护其他电力设备遭受到雷电过电压和操作过电压的作用，是电力系统中重要的电力保护设备之一。但是，长期处于工作状况下氧化锌避雷器会受到过电压和环境因素的影响，导致氧化锌避雷器的电气性能发生劣化或老化，严重威胁着氧化锌避雷器以及其保护电力设备的安全运行。通过检测氧化锌避雷器的阻性电流分量的变化趋势，可以判断氧化锌避雷器的劣化或老化程度。本项目的创新点之一是对氧化锌避雷器的阻性电流分量提取方法开展研究及应用。

氧化锌避雷器的绝缘状态对氧化锌避雷器自身以及周围电力设备的安全运行十分重要，但是长期处于工作状态下的氧化锌避雷器的电气性能由于自身以及环境因素的影响而发生劣化或老化，这严重地威胁着氧化锌避雷器的安全运行。在实际工作的情况下，氧化锌避雷器的总泄漏电流包含阻性电流分量和容性电流分量。大量的试验表明，氧化锌避雷器的阻性电流分量与氧化锌避雷器的劣化和老化程度有关，劣化和老化程度的增加会导致阻性电流分量的基波或三次谐波明显地增加。所以，氧化锌避雷器的绝缘状态可以通过监测氧化锌避雷器阻性电流分量进行判断。

在氧化锌避雷器阻性电流分量提取方面，目前以后很多研究，很多种可以实现阻性电流分量提取的方法，主要包括以下几种。

1)全电流法

该方法又称总泄漏电流法，主要是通过检测氧化锌避雷器的总泄漏电流，从而对氧化锌避雷器的工作状态进行判断，这种检测方法原理简单而且很容易实现。在实际工作情况下，氧化锌避雷器的容性电流分量基本上恒定，当由于氧化锌避雷器的劣化或老化程度增加而导致阻性电流分量增加时，氧化锌避雷器的总泄漏电流也会略微有所增加，因此总泄漏电流法能够从某种程度上反映出氧化锌避雷器的绝缘状态。但是，实际运行经验表明，阻性电流分量通常仅为总泄漏电流的10％到20％左右，阻性电流分量占据的比例非常小，有可能阻性电流分量发生变化时，总泄漏电流仍然没有发生变化，因而总泄漏电流法不能够真实地反映出氧化锌避雷器的工作状态。

2)基波法

基波法实现的前提是假设氧化锌避雷器在基波电压作用下的阻性电流分量只存在基波分量。采用FFT变换的方法分别获得氧化锌避雷器的总泄漏电流和激励电压的基波分量的幅值和相位，然后将总泄漏电流的基波分量向激励电压的基波分量方向进行投影而得到基波阻性电流分量。由于这种方法只计算基波阻性电流分量，因此谐波电压对这种方法的影响很小。而且对总泄漏电流和激励的基波相位差的调整，这种方法能够消除相间干扰而拥有较高的精确度。但是，氧化锌避雷器的劣化和老化状态不仅与基波阻性电流分量有关，还与阻性电流分量的三次谐波分量有关。因此，基波法能够诊断出与基波阻性电流分量有关的氧化锌避雷器的劣化或老化，但无法反映出其余情况下的氧化锌避雷器的工作状态。

3)三次谐波法

该方法又称为零序电流法，如2-4所示。互为三相的氧化锌避雷器的基波阻性电流分量相位依次相差2π/3，而且容性电流分量相位也依次相差2π/3，所以互为三相的氧化锌避雷器的总泄漏电流之和为阻性电流分量的三次谐波分量。阻性电流的三次谐波分量可以反映出氧化锌避雷器的老化情况。