基于无线传输的避雷器带电检测技术

何智杰 傅炜婷

摘要：由于电网的不断发展，以及用户对安全、可靠的供电需求的不断提出，因此，目前迫切需要通过对安全、环境以及效益等电网因素的充分考虑，来对设备检修管理的新方式进行研究和探索，以此来使其的运行能够更加可靠，检修能够更具针对性，检修工作通过状态检修能够实现对目前面临问题的有效解决，有着十分重要的作用。而电网中的氧化锌避雷器有着十分关键的作用，用其进行带电测试，只需采用简单的方法就能够获取到准确的数据，因此其对状态检修来说，有着十分重要的作用。本文提出一种基于无线传输的避雷器带电检测方法，可以在不拆线的情况下，快速、准确的对工频电压下的氧化锌避雷器的全电流和阻性电流进行测量，采用无线传输通信技术，一人便可完成测量，降低了操作人员的劳动强度，为电气试验人员实时跟踪劣化容性设备提供了可能。

关键词：避雷器;带电检测;无线传输

对“一强三优”电力企业的现代化建设，为电网公司提供了发展战略指导。近几年，由于电网公司的不断发展，随着电网中对各种科学技术的应用，使得电网结构变得越来越合理，通过对各种全新的技术和设备的不断投入，使电网得到了更加可靠的运行。而投运中的氧化锌避雷器常常因进水受潮、内部阀片老化等原因使得设备的绝缘水平降低，缺陷故障可引起本体爆炸，危及整座变电站甚至电网的安全运行。因此定期对投运中的氧化锌避雷器进行带电检测，以及对投运中劣化了的氧化锌避雷器进行跟踪，监督其劣化的发展趋势，是保证氧化锌避雷器正常運行的必要措施。

一、传统氧化锌避雷器带电检测装置测试的缺点

1、操作繁琐、人力消耗大

目前常见的氧化锌避雷器测试装置，一般需要三组四名人员相互配合，操作步骤较为繁琐：首先，需要一组人接取相应避雷器母线下计量PT端电压，另一组人操作氧化锌避雷器测试装置，最后一组人使用电流钳表接取避雷器计数器端电流，并记录试验数据。

2、工作效率低，劳动强度大

为了保证测试的重复性和有效性，要求参考设备和被试设备以同一母线下同一厂家为最佳。而现场设备繁多、布置各异、且常常距离较远，测试线移动过程中常常发生相互缠绕，并勾挂现场场地中设备，电气试验人员重复走动、搬运仪器十分不便。

3、管辖设备多、无法跟踪劣化设备

进行全站避雷器测试带电测试时，行程用时占据整个测试过程的40%左右，耗费时间长。变电站地点分布广，多处县城边缘地带，110kV变电站的地理位置更加偏僻，山路崎岖，道路不畅，行程用时将大大增加。针对劣化容性设备的复测将极大的耗费人力、物力，并且现有试验班的人员配置无法满足需求，劣化设备跟踪率仅为10%。

因此数字式避雷器带电测试装置在氧化锌泄漏电流测量分析工作中得到了有效应用，但是以前避雷器已经不能满足电力设备发展的要求了。这就要求技术人员要在新技术特点出发，完善数字式避雷器带电测试装置开发的方案，加强各种先进技术在其中的有效应用。

二、无线传输的避雷器带电检测方法

如图1所示，通过将泄露电流取样单元（1）接入氧化锌避雷器底座接地引下线处，将与氧化锌避雷器配套使用的放电计数器短接，使得氧化锌避雷器底座接地引下线上流过的泄露电流能有效的被泄露电流取样单元（1）实时采集，可以获得氧化锌避雷器泄露电流相量IX，并将采集的泄露电流由无线通信单元（3）发送给信号同步装置（4）和智能信号处理装置（5），信号同步装置（4）根据接收泄露电流相量信号，同步发送同一时刻电压隔离模块（3）获得的母线电压相量U，两信号经滤波、放大、采样等数字处理，运用谐波分析法对两者分别提取其基波分量，通过智能信号处理装置（5）计算出其阻性电流IP。根据参考设备出产型式试验或现场交接试验、例行例行试验结果进行纵向对比，和试验规程运行参考值比对后，判断其绝缘状况;

三、微处理器程序设计

其通信流程框图如图2所示。无线传输避雷器带电测试仪系统一旦上电，Intel 386EX嵌入式微处理器开始初始化系统，读取系统设置参数，等待系统自检正常就可以进入工作模式。操作人员根据触摸界面提示，选择禁用补偿模式或自动边补模式，选定后触摸屏提示操作图，并读取参考电流和被试电流值，经过微处理器运算后在触摸屏上输出测试数据，并存储相关测试结果，根据设定时钟信号，进行实时刷新。

结束语

该无线传输避雷器带电测试仪能够在氧化锌避雷器不拆线的情况下，快速、准确的对工频电压下的氧化锌避雷器的全电流和阻性电流进行测量，测量稳定且可重复性高;并且采用无线传输通信技术，利用无线网络实时进行数据传输和储存，可有效提高工作效率、降低人工成本和劳动强度，实现实时离线式跟踪、减少隐患的发生，具有较高的经济效益和社会效益。当然，本产品仍然存在一些有待改进的空间。例如，还可以增加与主网报告导入系统，实现试验结果的直接保存主网PMS试验报告系统的功能，在后期的改进工作中，应从这方面出发，进一步完善无线传输避雷器带电测试仪的功能。

参考文献：

[1]周利军，何智杰，陈 颖，刘 源，何 健，仇祺沛. 接地导体腐蚀对地网接地电阻的影响和改善方法[J]. 铁道学报，2018（2）：006-010.

[2]Zhou Lijun，Chen Ying，He Zhijie，Qiu Qipei，He Jian，Liu Yuan. Calculation Method for Harmonic Impedance of Traction Substation Grounding Grid[C]. 2016 IEEE International Conference on Power System Technology.

[3]何智杰. 雷击输电线路杆塔地中散流特性的仿真与研究[D]. 成都：西南交通大学. 2017：31-54.

基金项目：国网福建省电力有限公司科技项目资助（基于物联网模块的避雷器带电检测装置的研制，编号：B3135021000G）