[发明专利]金属氧化物避雷器能量吸收获取方法、装置及系统

说明书

本申请公开了一种金属氧化物避雷器能量吸收获取方法、装置及系统，通过测量短时间间隔内流经避雷器的暂态电流，当暂态电流值超过预设的避雷器动作电流门槛值后系统启动，根据测量的电流值和避雷器的伏安特性得到避雷器暂态电压，对电流和电压的乘积进行时间积分得到避雷器在测量时间间隔内吸收的能量，算术求和后得到设定的短时间段内的累计能量吸收；如果设定的短时间段内能量吸收累计值超过设定值，则输出避雷器吸收的能量，并发出告警。本申请能够准确地获取避雷器在过电压过程中吸收能量的信息，尤其适合雷电活动强烈区域，解决避雷器吸收能量第一手资料信息难以精确采集的问题，为避雷器的状态评价和故障预警提供了技术保障。

技术领域

本申请涉及电力雷电保护技术领域，尤其涉及金属氧化物避雷器能量吸收获取方法、装置及系统。

背景技术

金属氧化物避雷器是变电站过电压保护的基本配置，长期承受系统电压和偶然的过电压(雷电过电压或内部过电压)，除了关注其限制过电压的功能外，保障其自身在过电压(尤其是雷电过电压)下的安全运行也非常重要。

避雷器限制过电压的功能是以内部电阻片吸收过电压能量为代价的，与其他电力设备的损坏多与其绝缘被破坏的机理不同，避雷器失效或损坏的原因是电阻片吸收能量超过避雷器的散热能力，温度持续升高，电阻片劣化，恶性循环导致最终热崩溃，因此，能量吸收能力是校核避雷器性能的一个关键指标。

在自然雷电过程中，连续雷击(或多重雷击)占据较大的比例，每两次回击之间的时间间隔较短(数十ms)，在短时间内避雷器来不及散热，在连续雷击过程中，避雷器被视为一个绝热系统，因此，吸收多次回击的能量后，内部电阻片温度持续上升，电阻片劣化；在雷电过程之后的系统电压作用下，电阻片加速劣化，最终导致热崩溃。近年来，在南方多雷区已发生多起连续雷击后数分钟到数十分钟之间，避雷器在正常运行电压下发生损坏甚至爆裂的事故。

目前，尚没有用于运行实践的实时准确获取运行避雷器吸收能量的信息的技术，以及相关的装置和系统。

对避雷器能量吸收能力(或称为通流容量)的考核，国家标准和行业标准都是基于单次雷电冲击过程内部电阻片吸收能量能力来考核的(多以2ms方波电流下吸收能量来等效表征)，没有考虑到短时间内连续多次雷击的严苛工况，避雷器吸收能量的获取和评价不正确，导致运行中按照单次雷击能量吸收能力校核制造的避雷器在连续雷击下吸收能量能力不足，存在较高的安全隐患。

实时准确获取避雷器吸收能量的信息，对于雷电活动强烈区域避雷器设计的改进和保障避雷器在过电压下安全运行来说，具有重要的意义。

发明内容

本申请提供金属氧化物避雷器能量吸收获取方法、装置及系统，以解决现有技术中避雷器吸收能量的获取和评价不正确的问题。

为解决上述技术问题，本申请提出一种金属氧化物避雷器能量吸收获取方法，包括：

测量短时间间隔Δt内流经避雷器的暂态电流；

当测量的暂态电流值超过预设的避雷器动作电流门槛值时，持续工作短时间段ΔT，并根据电流测量值和避雷器的伏安特性，得到避雷器的暂态电压；

对电流和电压的乘积进行时间积分，得到避雷器在短时间间隔Δt内吸收的能量，并通过计算得到设定的短时间段ΔT内的能量吸收；

在短时间段ΔT内能量吸收累计值超过设定值时，则输出避雷器吸收的能量，并发出告警。

可选地，测量短时间间隔Δt内流经避雷器的暂态电流，包括：通过电流互感器或串接在计数器的入地回路中的分流器，每隔相同的短时间Δt实时测量暂态电流。

可选地，得到避雷器的暂态电压，包括：基于暂态电流以及避雷器的伏安特性的对应关系，计算得到避雷器暂态电压。