一种避雷器的安全管控方法及装置

技术领域

本发明涉及电力安全技术技域，尤其涉及一种避雷器的安全管控方法及装置。

背景技术

氧化锌避雷器由氧化锌阀片串联组成，然后接到母线或线路上。当氧化锌避雷器处于正常工频工作电压时，氧化锌阀片所呈现的电阻很大，流过避雷器的电流极小，当有雷电过电压作用时，其电阻急剧下降，泄放过电压的能量，达到保护高压设备的效果。

请参阅图1，图1为本发明的氧化锌避雷器等效电路图，氧化锌避雷器等效电路由阀片的电阻r、电容C，以及避雷器瓷套的电阻R

现阶段保证氧化锌避雷器稳定运行的技术手段包括：1）用交流电流表监测全电流；2）每年在雷雨季节前进行阻性电流初始值及功率损耗的测试；3）每年进行一次红外测温；4）定期对氧化锌避雷器进行停电处理，然后用直流高压发生器测量直流实时泄漏电流。

但一般来说，仅通过现有的技术手段是不能保证氧化锌避雷器的安全稳定运行，其原因如下：

（1）虽然阻性电流初始值I

（2）氧化锌避雷器的劣化或受潮过程比较缓慢且具有一定潜伏期，对于每年进行一次红外测温的方式来说，设备可能在测温的时间可能与氧化锌避雷器劣化或受潮的完成时间错开，所以每年进行一次红外测温的方法也不能确保避雷器的安全运行。

（3）实时泄漏电流I

发明内容

本发明提供了一种避雷器的安全管控方法及装置，用于通过对避雷器的实时阻性电流以及对实时泄漏电流进行检测，即对避雷器外表面污秽度的实时监测，从而确保避雷器的安全运行。

第一方面，本发明提供的一种避雷器的安全管控方法，包括：

S1，在无电磁场干扰条件下，获取施加于运行电压下的阻性电流初始值；

S2，在电磁场干扰下，获取施加于所述运行电压下的全电流；

S3，基于所述阻性电流初始值和所述全电流，确定目标移相电容值；

S4，实时获取目标避雷器在所述运行电压下运行时的实时泄漏电流，以及在所述目标移相电容值时的实时容性电流；

S5，基于所述实时容性电流和所述全电流，确定实时阻性电流；

S6，当所述实时泄漏电流和/或，所述实时阻性电流超出对应的预设阈值时，发出报警信息；所述实时泄漏电流和所述实时阻性电流对应的预设阈值分别根据泄漏电流初始值和所述阻性电流初始值确定；所述实时泄漏电流初始值根据所述全电流和所述阻性电流初始值确定。

可选地，所述步骤S3包括：

S31，基于所述阻性电流初始值和所述全电流，得到与所述全电流的容性分量相等的容性电流；

S32，基于所述容性电流，确定所述目标移相电容值。

可选地，所述步骤S31包括：

S311，利用所述阻性电流初始值测试仪，获取预置同相电压互感器二次绕组的二次电压；

S312，将所述二次电压经过电容移相预设角度，转换得到所述容性电流；

S313，基于所述阻性电流初始值调整所述容性电流，直至所述容性电流与所述全电流的容性分量相等。

可选地，所述步骤S313包括：

S3131，将所述全电流与所述容性电流输入减法运行放大器，得到阻性电流初始值；

S3132，判断所述阻性电流初始值大小是否与所述全电流的阻性分量相等；若是，则确定所述容性电流与所述全电流的容性分量相等；若否，则执行步骤S312。

可选地，所述步骤S6包括：

S61，分别获取泄漏电流变化率和阻性电流变化率，并基于泄漏电流初始值和所述阻性电流初始值，确定所述实时泄漏电流和所述实时阻性电流的预设阈值；

S62，判断所述实时泄漏电流和/或，所述实时阻性电流是否超出对应的预设阈值；若是，则发出所述报警信息；若否，则执行步骤S4。

第二方面，本发明公开了一种避雷器的安全管控装置，包括：

第一获取模块，用于在无电磁场干扰条件下，获取施加于运行电压下的阻性电流初始值；

第二获取模块，用于在电磁场干扰下，获取施加于所述运行电压下的全电流；

目标电容值确定模块，用于基于所述阻性电流初始值和所述全电流，确定目标移相电容值；

第三获取模块，用于实时获取目标避雷器在所述运行电压下运行时的实时泄漏电流，以及在所述目标移相电容值时的实时容性电流；

实时阻性电流初始值确定模块，用于基于所述实时容性电流和所述全电流，确定实时阻性电流；

报警模块，用于当所述实时泄漏电流和/或，所述实时阻性电流超出对应的预设阈值时，发出报警信息；所述实时泄漏电流和所述实时阻性电流对应的预设阈值分别根据泄漏电流初始值和所述阻性电流初始值确定；所述实时泄漏电流初始值根据所述全电流和所述阻性电流初始值确定。

可选地，所述目标电容值确定模块包括：

容性电流确定子模块，用于基于所述阻性电流初始值和所述全电流，得到与所述全电流的容性分量相等的容性电流；

目标电容值确定子模块，用于基于所述容性电流，确定所述目标移相电容值。

可选地，所述容性电流确定子模块包括：

二次电压获取单元，用于利用所述阻性电流初始值测试仪，获取预置同相电压互感器二次绕组的二次电压；

转换单元，用于将所述二次电压经过电容移相预设角度，转换得到所述容性电流；

调整单元，用于基于所述阻性电流初始值调整所述容性电流，直至所述容性电流与所述全电流的容性分量相等。

可选地，所述调整单元包括：

阻性电流初始值获取子单元，用于将所述全电流与所述容性电流输入减法运行放大器，得到阻性电流初始值；

判断子单元，用于判断所述阻性电流初始值大小是否与所述全电流的阻性分量相等；若是，则确定所述容性电流与所述全电流的容性分量相等；若否，则执行所述转换单元。

可选地，所述报警模块包括：

获取子模块，用于分别获取泄漏电流变化率和阻性电流变化率，并基于泄漏电流初始值和所述阻性电流初始值，确定所述实时泄漏电流和所述实时阻性电流的预设阈值；

判断子模块，用于判断所述实时泄漏电流和/或，所述实时阻性电流是否超出对应的预设阈值；若是，则发出所述报警信息；若否，则执行所述第三获取模块。

本发明技术方案提及的一种避雷器的安全管控方法及装置，包括：S1，在无电磁场干扰条件下，获取施加于运行电压下的阻性电流初始值；S2，在电磁场干扰下，获取施加于所述运行电压下的全电流；S3，基于所述阻性电流初始值和所述全电流，确定目标移相电容值；S4，实时获取目标避雷器在所述运行电压下运行时的实时泄漏电流，以及在所述目标移相电容值时的实时容性电流；S5，基于所述实时容性电流和所述全电流，确定实时阻性电流；S6，当所述实时泄漏电流和/或，所述实时阻性电流超出对应的预设阈值时，发出报警信息；所述实时泄漏电流和所述实时阻性电流对应的预设阈值分别根据泄漏电流初始值和所述阻性电流初始值确定；所述实时泄漏电流初始值根据所述全电流和所述阻性电流初始值确定。通过对避雷器的实时阻性电流以及对实时泄漏电流进行检测，即对避雷器外表面污秽度的实时监测，从而确保避雷器的安全运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图；

图1为本发明的氧化锌避雷器等效电路图；

图2为本发明的一种避雷器的安全管控方法实施例一的步骤流程图；

图3为本发明的一种避雷器的安全管控方法实施例二的步骤流程图；

图4为本发明的一种避雷器的安全管控方法实施例二中的避雷器管控系统电路图；

图5为本发明的屏蔽法提取避雷器外表面泄露电流原理图；

图6为一种避雷器的安全管控装置实施例的结构框图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种避雷器的安全管控方法及装置，用于通过对避雷器的实时阻性电流以及对实时泄漏电流进行检测，即对避雷器外表面污秽度的实时监测，从而确保避雷器的安全运行。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2，图2为本发明的一种避雷器的安全管控方法实施例一的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

S1，在无电磁场干扰条件下，获取施加于运行电压下的阻性电流初始值；

需要说明的是，避雷器在投运后会受到相间空间电场的影响，进而使得避雷器容性电流的大小和方向都发生变化，所以无法用传统的测试仪器测量阻性电流初始值。无电磁场干扰的条件，可以实现在高压实验室内达成。

在本发明实施例中，在高压实验室内预先施加运行电压，然后利用阻性电流初始值测试仪进行测试，从而得到阻性电流初始值。

S2，在电磁场干扰下，获取施加于运行电压下的全电流；

在本发明实施例中，在电磁场干扰下，利用阻性电流初始值测试仪获取运行电压的全电流。

S3，基于所述阻性电流初始值和所述全电流，确定目标移相电容值；

在一个可选实施例中，所述步骤S3包括：

S31，基于所述阻性电流初始值和所述全电流，得到与所述全电流的容性分量相等的容性电流；

S32，基于所述容性电流，确定所述目标移相电容值。

S4，实时获取目标避雷器在所述运行电压下运行时的实时泄漏电流，以及在所述目标移相电容值时的实时容性电流；

在本发明实施例中，在目标避雷器的瓷套接近底部处套上金属屏蔽环，将外部漏电流与避雷器全电流分开，从而可以引入检测瓷套污秽度的检测与报警系统。然后通过检测与报警系统获取实时泄漏电流，以及在所述目标移相电容值时的实时容性电流。

S5，基于所述实时容性电流和所述全电流，确定实时阻性电流；

S6，当所述实时泄漏电流和/或，所述实时阻性电流超出对应的预设阈值时，发出报警信息；所述实时泄漏电流和所述实时阻性电流对应的预设阈值分别根据泄漏电流初始值和所述阻性电流初始值确定；所述实时泄漏电流初始值根据所述全电流和所述阻性电流初始值确定。

在本发明实施例中，通过S1，在无电磁场干扰条件下，获取施加于运行电压下的阻性电流初始值；S2，在电磁场干扰下，获取施加于所述运行电压下的全电流；S3，基于所述阻性电流初始值和所述全电流，确定目标移相电容值；S4，实时获取目标避雷器在所述运行电压下运行时的实时泄漏电流，以及在所述目标移相电容值时的实时容性电流；S5，基于所述实时容性电流和所述全电流，确定实时阻性电流；S6，当所述实时泄漏电流和/或，所述实时阻性电流超出对应的预设阈值时，发出报警信息；所述实时泄漏电流和所述实时阻性电流对应的预设阈值分别根据泄漏电流初始值和所述阻性电流初始值确定；所述实时泄漏电流初始值根据所述全电流和所述阻性电流初始值确定。通过对避雷器的实时阻性电流以及对实时泄漏电流进行检测，即对避雷器外表面污秽度的实时监测，从而确保避雷器的安全运行。

请参阅图3，图3为本发明的一种避雷器的安全管控方法实施例二的步骤流程图，应用于避雷器管控系统，请参阅图4，图4为本发明的一种避雷器的安全管控方法实施例二中的避雷器管控系统电路图，其中1为避雷器，2为移相电容，3为运算放大器，4为电源，以及5为显示报警电路。其中显示报警电路5包括二极管D1和二极管D2、显示灯L1、显示灯L2、电压继电器VJ1、电压继电器VJ2，其中二极管D1、电压继电器VJ1、直流微安表μA1和显示灯L1串联；二极管D2、电压继电器VJ2、直流微安表μA2和显示灯L2串联。所述步骤具体包括：

步骤S201，在无电磁场干扰条件下，获取施加于运行电压下的阻性电流初始值；

步骤S202，在电磁场干扰下，获取施加于所述运行电压下的全电流；

步骤S203，利用所述阻性电流初始值测试仪，获取预置同相电压互感器二次绕组的二次电压；

需要说明的是，不管变电站的电压等级是是110kV的电压互感器、220kV的电压互感器或500kV的电压互感器，一次侧绕组的额定电压是随电压不同而不同，而二次侧的二个绕组是固定不变的。

在本发明实施例中，取输出额定电压是100V的绕组电压作为移相电容的电压。

步骤S204，将所述二次电压经过电容移相预设角度，转换得到容性电流；

在本发明实施例中，通过移相电容2将步骤S203得到的二次电压经过电容移相90°，转换成容性电流。

步骤S205，基于所述阻性电流初始值调整所述容性电流，直至所述容性电流与所述全电流的容性分量相等；

在一个可选实施例中，所述步骤S205包括：

将所述全电流与所述容性电流输入减法运行放大器，得到阻性电流初始值；

判断所述阻性电流初始值大小是否与所述全电流的阻性分量相等；若是，则确定所述容性电流与所述全电流的容性分量相等；若否，则执行步骤S204。

在具体实现中，将容性电流和全电流输入运算放大器3中，得到阻性电流初始值，并根据阻性电流初始值与全电流的阻性分量大小关系，确定容性电流是否与全电流的容性分量相等。

步骤S206，基于所述容性电流，确定所述目标移相电容值；

在本发明实施例中，通过不断调节移相电容2的移相电容值，从而使得容性电流与全电流的容性分量相等，此时的移相电容值即目标移相电容值。

步骤S207，实时获取目标避雷器在所述运行电压下运行时的实时泄漏电流，以及在所述目标移相电容值时的实时容性电流；

在本发明实施例中，要获取目标避雷器的实时泄漏电流，需要在瓷套外表面的低压端利用屏蔽法提取外表面的实时泄漏电流。

请参阅图5，图5为本发明的屏蔽法提取避雷器外表面泄露电流原理图，R

基于R’

因此，避雷器外表面的实时泄漏电流经屏蔽环屏蔽后，全部刘静显示报警电路5，而经屏蔽环一下的电流为0，故阻性电流初始值分离电路几乎不受外表面泄露电流的影响。

步骤S208，基于所述实时容性电流和所述全电流，确定实时阻性电流；

步骤S209，分别获取泄漏电流变化率和阻性电流变化率，并基于泄漏电流初始值和所述阻性电流初始值，确定所述实时泄漏电流和所述实时阻性电流的预设阈值；

步骤S210，判断所述实时泄漏电流和/或，所述实时阻性电流是否超出对应的预设阈值；若是，则发出所述报警信息；若否，则执行步骤S207；所述泄漏电流初始值根据所述全电流和所述阻性电流初始值确定。

在本发明实施例中，运行电压为110KV金属氧化物避雷器的运行电压110KV，在正常运行时阻性电流初始值I

对地电压U为：

金属氧化避雷器本体的等效电阻r为：

移相电容容抗X

移相电容值C

根据运算放大器的工作原理，运算放大器输出端电压：

为了还原毫安表能显示真实的电流值，选取电压继电器的电压线圈VJ1的电阻为RVJ1为2kΩ，此时：

考虑到阻性电流初始值较小，由于现有的交流电流表量程较大，为了提高表计读数的灵敏度，把交流毫安表mA1更换为直流微安表μA1，故必须微安表前串入二极管D1，先把交流转换为直流，在因规程规定当阻性电流初始值增加1倍时，应对避雷器进行停电检查，故设置报警电流为0.2mA（200μA），电压继电器动作，即当电压为0.4V时，电压继电器动作，VJ1接点接通，L1指示灯点亮报警。

另外，结合图4，屏蔽环与显示报警电路的mA2处，由mA2串接电压继电器VJ2组成监测和报警电路，同理，为了提高表计读数的灵敏度，把交流毫安表mA2更换为直流微安表μA2，并在微安表前串入二极管D2。正常运行时，由于R

设置当电流增大一倍时，即

当电压继电器动作时，VJ2接点接通，L2指示灯点亮报警。

在本发明实施例所提供的一种避雷器的安全管控方法，通过S1，在无电磁场干扰条件下，获取施加于运行电压下的阻性电流初始值；S2，在电磁场干扰下，获取施加于所述运行电压下的全电流；S3，基于所述阻性电流初始值和所述全电流，确定目标移相电容值；S4，实时获取目标避雷器在所述运行电压下运行时的实时泄漏电流，以及在所述目标移相电容值时的实时容性电流；S5，基于所述实时容性电流和所述全电流，确定实时阻性电流；S6，当所述实时泄漏电流和/或，所述实时阻性电流超出对应的预设阈值时，发出报警信息；所述实时泄漏电流和所述实时阻性电流对应的预设阈值分别根据泄漏电流初始值和所述阻性电流初始值确定；所述实时泄漏电流初始值根据所述全电流和所述阻性电流初始值确定。通过对避雷器的实时阻性电流以及对实时泄漏电流进行检测，即对避雷器外表面污秽度的实时监测，从而确保避雷器的安全运行。

请参阅图6，示出了一种避雷器的安全管控装置实施例的结构框图，包括如下模块：

第一获取模块401，用于在无电磁场干扰条件下，获取施加于运行电压下的阻性电流初始值；

第二获取模块402，用于在电磁场干扰下，获取施加于所述运行电压下的全电流；

目标电容值确定模块403，用于基于所述阻性电流初始值和所述全电流，确定目标移相电容值；

第三获取模块404，用于实时获取目标避雷器在所述运行电压下运行时的实时泄漏电流，以及在所述目标移相电容值时的实时容性电流；

实时阻性电流初始值确定模块405，用于基于所述实时容性电流和所述全电流，确定实时阻性电流；

报警模块406，用于当所述实时泄漏电流和/或，所述实时阻性电流超出对应的预设阈值时，发出报警信息；所述实时泄漏电流和所述实时阻性电流对应的预设阈值分别根据泄漏电流初始值和所述阻性电流初始值确定；所述实时泄漏电流初始值根据所述全电流和所述阻性电流初始值确定。

在一个可选实施例中，所述目标电容值确定模块403包括：

容性电流确定子模块，用于基于所述阻性电流初始值和所述全电流，得到与所述全电流的容性分量相等的容性电流；

目标电容值确定子模块，用于基于所述容性电流，确定所述目标移相电容值。

在一个可选实施例中，所述容性电流确定子模块包括：

二次电压获取单元，用于利用所述阻性电流初始值测试仪，获取预置同相电压互感器二次绕组的二次电压；

转换单元，用于将所述二次电压经过电容移相预设角度，转换得到所述容性电流；

调整单元，用于基于所述阻性电流初始值调整所述容性电流，直至所述容性电流与所述全电流的容性分量相等。

在一个可选实施例中，所述调整单元包括：

阻性电流初始值获取子单元，用于将所述全电流与所述容性电流输入减法运行放大器，得到阻性电流初始值；

判断子单元，用于判断所述阻性电流初始值大小是否与所述全电流的阻性分量相等；若是，则确定所述容性电流与所述全电流的容性分量相等；若否，则执行所述转换单元。

在一个可选实施例中，所述报警模块406包括：

获取子模块，用于分别获取泄漏电流变化率和阻性电流变化率，并基于泄漏电流初始值和所述阻性电流初始值，确定所述实时泄漏电流和所述实时阻性电流的预设阈值；

判断子模块，用于判断所述实时泄漏电流和/或，所述实时阻性电流是否超出对应的预设阈值；若是，则发出所述报警信息；若否，则执行所述第三获取模块。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。