CN117805533A - 一种避雷器阻性电流测试方法及相关装置 - Google Patents

Abstract

本申请属于电气工程技术领域，具体涉及一种避雷器阻性电流测试方法及相关装置，包括：在变电站保护柜采集至少一个避雷器所在间隔的运行母线的电压信号作为对应避雷器的参考电压信号；采集所述至少一个避雷器泄漏电流全电流信号；依据每个所述避雷器的参考电压信号分离该避雷器的泄漏电流全电流信号中的阻性电流分量。本申请在进行避雷器阻性电流测试时，变电站保护柜采集避雷器所在间隔的运行母线的电压信号作为避雷器参考电压信号，不用打开运行中的电压互感器的端子箱，可以保障施工安全性。

Description

一种避雷器阻性电流测试方法及相关装置

技术领域

本申请属于电气工程技术领域，具体涉及一种避雷器阻性电流测试方法及相关装置。

背景技术

电力系统中，氧化锌避雷器是一种非常重要的过电压保护装置。随着避雷器运行时间的增长，其内部阀片电阻会出现老化、受潮等缺陷和内部故障。为了便于发现氧化锌避雷器内部故障，在运行电压下利用避雷器带电测试仪测量避雷器全电流和阻性电流是一种非常有效的方法。目前，避雷器带电测试方法主要分为两种，即PT二次法和感应板法。其中，PT二次法是沿用时间最长，也是公认最准确的方法。该方法从电压互感器二次端子获取系统电压信号，能准确测量全电流、阻性电流、相位角、功率等检测指标。但是该方法需要打开运行中的电压互感器的端子箱，在端子箱中将PT二次电压引入检测仪，当开展全站测试时，每一组避雷器均涉及PT二次接线，操作复杂，工作量大，且存在安全隐患。

发明内容

本申请的目的在于提供一种避雷器阻性电流测试方法及相关装置，以解决现有技术PT二次法中存在的如下问题：检测避雷器阻性电流时，需要打开运行中的电压互感器的端子箱，在端子箱中将PT二次电压引入检测仪，存在安全隐患。

为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案予以实现：

第一方面，本申请提供一种避雷器阻性电流测试方法，包括：

采集至少一个避雷器所在间隔的运行母线的电压信号作为对应避雷器的参考电压信号；

采集至少一个避雷器的泄漏电流全电流信号；

依据每个避雷器的参考电压信号分离该避雷器的泄漏电流全电流信号中的阻性电流分量。

第二方面，本申请提供一种避雷器阻性电流测试系统，包括：

电压采集模块，用于采集至少一个避雷器所在间隔的运行母线的电压信号作为对应避雷器的参考电压信号；

电流采集模块，用于采集至少一个避雷器的泄漏电流全电流信号；

避雷器带电检测模块，用于依据每个避雷器的参考电压信号分离该避雷器的泄漏电流全电流信号中的阻性电流分量。

第三方面，本申请提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述方法的步骤。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

本申请通过信号线与变电站保护室母线电压的二次信号端子相连；电压采集单元包含LoRa芯片，通过无线方式将采集到的电压信号输出至汇聚节点；汇聚节点的输入信号为采集得到的多路电压信号以及电压选择信号，输出信号为单路电压信号；避雷器电流采集单元的电流输入端与避雷器引下线电流采样传感器的输出端相连，避雷器电流采集单元的电压输入端通过无线传输接收汇聚节点发射的电压信号。

本申请仅需要在变电站保护室一次性采集全部运行母线的电压信号即可以开展全站避雷器带电检测工作，节省了原有技术在采样避雷器泄漏电流的同时，还需要打开就地柜，通过信号电缆采样参考电压的操作，基于LoRa技术可以实现全站范围内的电压信号无线传送，基于北斗精确对时技术可以避免避雷器电流与参考电压的由于采样不同步带来的相位误差。可提高运维人员进行避雷器带电检测工作的效率。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请方法的流程图。

图2为本申请系统的原理图。

图3为本申请提供的避雷器阻性电流测试系统结构图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图对本申请做进一步详细描述：

参见图1，本申请实施例公开了一种避雷器阻性电流测试方法，包括：

S1采集至少一个避雷器所在间隔的运行母线的电压信号作为对应避雷器的参考电压信号；

需要说明的是，本实施例将采集到的运行母线的电压信号发送至用于进行数据汇集、选择和输出的汇聚节点，汇聚节点输出当前测试中的避雷器所在间隔的母线的参考电压。

S2采集至少一个避雷器的泄漏电流全电流信号；

需要说明的是，本申请参考电压信号、泄漏电流全电流信号在传输时采用无线传输。同时，本申请参考电压信号和漏电流全电流信号均通过卫星对时。

S3依据每个避雷器的参考电压信号分离该避雷器的泄漏电流全电流信号中的阻性电流分量。

如图2所示，本申请实施例公开了一种避雷器阻性电流测试系统，包括：

电压采集模块，用于采集至少一个避雷器所在间隔的运行母线的电压信号作为对应避雷器的参考电压信号；

电流采集模块，用于采集至少一个避雷器的泄漏电流全电流信号；

避雷器带电检测模块，用于依据每个避雷器的参考电压信号分离该避雷器的泄漏电流全电流信号中的阻性电流分量。

在另一个可行的实施例中，还包括：

数据汇聚模块，用于将采集到的运行母线的电压信号发送至用于进行数据汇集、选择和输出的汇聚节点，汇聚节点输出当前测试中的避雷器所在间隔的母线的参考电压。

信号传输模块，用于无线方式传输参考电压信号、泄漏电流全电流信号。

对时模块，用于参考电压信号和漏电流全电流信号与卫星对时。

实施例

为了解决现有技术PT二次法中存在的如下问题：检测避雷器阻性电流时，需要打开运行中的电压互感器的端子箱，在端子箱中将PT二次电压引入检测仪，存在安全隐患。

本申请提出了一种避雷器阻性电流测试方法，参见图3，包括：

S1，根据变电站避雷器带电检测要求，在保护室接取全站母线电压参考信号；通过电压传感器在变电站保护室(如在保护室的二次屏柜)采集至少一个避雷器所在间隔的运行母线的电压信号作为对应避雷器的参考电压信号；

S2，确定当前开展带电检测避雷器所处的间隔位置及开关状态；

S3，选取避雷器所在间隔的母线参考电压，通过无线传输电压信号至避雷器带电检测仪，信号同步的时间误差不大于5μs；

S4，通过避雷器带电检测仪采集泄漏电流全电流信号，依据参考电压分离阻性电流分量；通过电流传感器采集所述至少一个避雷器泄漏电流全电流信号，采集时，可将电流传感器并联在避雷器接地引下线处进行漏电流全电流信号，也可通过电流互感器类的电流传感器利用电磁感应原理采集避雷器接地引下线处的漏电流全电流信号；

S5，校验是否完成全部避雷器的阻性电流检测；依据每个所述避雷器的参考电压信号分离该避雷器的泄漏电流全电流信号中的阻性电流分量，如将泄漏电流全电流信号的电流波形与参考电压波形进行比对，滤除其他激励源的电流响应，仅分析参考电压激励下的电流波形响应。

S6，S5中判断结果为否，重复S2

S7，S5中判断结果为是，检测结束。

本申请在进行避雷器阻性电流测试时，变电站保护柜采集避雷器所在间隔的运行母线的电压信号作为避雷器参考电压信号，不用打开运行中的电压互感器的端子箱，可以保障施工安全性。

在一些场景下，需要测试阻性电流的避雷器较多，这会导致采集的参考电压信号繁多，为了从众多参考电压信号中快速、准确地选出与当前测试的避雷器匹配你的参考电压信号，本申请进一步地将采集到的所述至少一个避雷器所在间隔的运行母线的电压信号发送至进行数据汇集、选择和输出的汇聚节点，汇聚节点输出当前测试中的避雷器所在间隔的母线的参考电压。

通过设置汇聚节点，每次只输出一个当前测试中的避雷器所在间隔的母线的参考电压，相比人工选择参考电压，更加高效。

在实际工程中，由于电力系统中的避雷器数量较多，且避雷器、汇聚节点、保护柜之间的距离较远，如果采用有线信号传输的方式，势必经济成本、人力成本都较高，且人工接线过程中与各个用电设备的接触更频繁，这会增加触电发生的概率，因此，本申请进一步地在所述参考电压信号、泄漏电流全电流信号传输时采用无线传输的方式，如基于LoRa(LoRa是一种低功耗远程无线通信技术)的无线传输方式。

本实施例采用无线传输可以避免人工接线的繁琐作业以及接线过程中的安全隐患、还能降低作业成本。

电网中存在可能干扰全电流信号的频率波动和谐波，这会影响所采集全电流信号的准确度，因此，本实施例进一步地，在采集所述至少一个避雷器泄漏电流全电流信号时，消除电网频率波动和谐波对所采集的漏电流全电流信号的影响。

消除电网频率波动和谐波对所采集的漏电流全电流信号的影响，可以保证所采集的漏电流全电流信号的准确度，从而保障后续分离阻性电流的效率和准确性。

参考电压信号和漏电流全电流信号的时间同步性如果较差，会使后续分离阻性电流的准确度无法保证，因此，本实施例进一步地，将所述参考电压信号和漏电流全电流信号均通过卫星对时，其中优选通过北斗卫星进行对时，北斗卫星对时精度高、可靠性更强，通过北斗精确对时消除电压参考信号和全电流信号不同步造成的误差，使得由于信号传输产生的相位误差小于0.1°，并且避雷器所在间隔的母线参考电压信号与避雷器带电检测仪采集的泄漏电流全电流信号的同步时间误差不大于5μs，也可通过GPS对时，其对时精度和可靠性稍有不足，但在某些精度要求不是特别高的的情况下也可以使用。

电压参考信号和全电流信号通过卫星对时，可使两者的误差较小，从而保证两者的一致性，以保障后续利用参考电压可以准确分离全电流中的阻性电流。

为了解决现有技术PT二次法中存在的如下问题：检测避雷器阻性电流时，需要打开运行中的电压互感器的端子箱，在端子箱中将PT二次电压引入检测仪，存在安全隐患，如图3所示，本实施例提供了一种避雷器阻性电流测试系统，由基于LoRa芯片的母线电压采集单元、汇聚节点、避雷器电流采集单元组成，具体如下：

电压采集单元：该单元设置在变电站保护室(如保护室二次屏柜)或电压互感器的端子箱中，用于采集至少一个避雷器所在间隔的运行母线的电压信号或电压互感器二次端的电压信号作为避对应雷器的参考电压信号，并将参考电压信号发送至对应的避雷器带电检测仪，其中，电压采集单元的数目根据变电站母线结构设置以保证能够采集到母线上的不同参考电压信号，例如变电站母线结构为双母线双分段，则电压采集单元的数目为4，变电站的母线结构为二分之三接线的双母线，则电压采集单元的数目为2。

需要说明的是，电压采集单元的数目与变电站母线数目一致，例如变电站母线结构为双母线双分段，则电压采集单元的数目为4，变电站的母线结构为二分之三接线的双母线，则电压采集单元的数目为2。

电压采集单元保持连续工作，并将采集到的电压信号持续发送至汇聚节点，信号的发送基于LoRa无线技术，除发送电压信号外，还需加载基于北斗精确对时的时间信息，对时精度不小于2μs。

电流采集单元：该单元用于采集所述至少一个避雷器泄漏电流全电流信号，并将泄露电流全电流信号发送至对应的避雷器带电检测仪，该单元的功能可以设置为避雷器电流采样传感器，将其并联在避雷器接地引下线处进行全电流采样。

避雷器带电检测单元：用于依据每个所述避雷器的参考电压信号分离该避雷器的泄漏电流全电流信号中的阻性电流分量。

运维人员将避雷器电流采样传感器并联在避雷器接地引下线处，采样结果输入避雷器电流采集单元，避雷器的参考电压信号由无线传输的方式由汇聚节点传送至避雷器电流采集单元，避雷器电流采样单元进行信号处理前具备抗干扰功能，可以消除电网频率波动和谐波对测量结果的影响。

应用本申请提供的系统进行避雷器阻性电流测试时，可通过设置在在变电站保护柜或电压互感器的端子箱中的电压采集单元进行参考电压信号的采集和传输，不用打开运行中的电压互感器的端子箱，可以保障施工安全性。

在一些场景下，需要测试阻性电流的避雷器较多，这会导致采集的参考电压信号繁多，为了从众多参考电压信号中快速、准确地选出与当前测试的避雷器匹配你的参考电压信号，为此，本实施例还包括：

汇聚节点：其功能包括进行数据汇集、选择和输出，以及输出当前测试中的避雷器所对应的参考电压，汇聚节点的安装位置一般在变电站出线架构门型架上，汇聚节点作为数据的汇集及中转节点，在位置选择上一方面需要考虑和保护室信号发射端的距离，另一方面在几何位置上应考虑能够辐射全站，汇聚节点输出的参考电压信号取决于运维人员当前开展避雷器阻性电流测试的间隔所在母线，例如：当前正开展1113间隔出线端避雷器阻性电流测试，该间隔通过1151及1152开关分别与Ⅰ母线及Ⅱ母线连接，由于变电站为二分之三接线，且此时1151开关在合位，1152开关在分位，此时选择Ⅰ母线参考电压信号作为输出信号发送至1151间隔的避雷器电流采集单元处。

汇聚节点可自动输出当前测试中的避雷器所对应的参考电压，相比人工选择，可以提高效率。

电网中存在可能干扰全电流信号的频率波动和谐波，这会影响所采集全电流信号的准确度，因此，本实施例进一步地，还包括：

对时单元：该单元用于对参考电压信号和泄露电流全电流信号进行卫星对时，其中优选通过北斗卫星进行对时，北斗卫星对时精度高、可靠性更强，通过北斗精确对时消除电压参考信号和全电流信号不同步造成的误差，使得由于信号传输产生的相位误差小于0.1°，并且避雷器所在间隔的母线参考电压信号与避雷器带电检测仪采集的泄漏电流全电流信号的同步时间误差不大于5μs，也可通过GPS对时，其对时精度和可靠性稍有不足，但在某些精度要求不是特别高的的情况下也可以使用。

对时单元保证参考电压信号和泄露电流全电流信号的同步误差足够小，从而保障阻性电流的准确分离。

电网中存在可能干扰全电流信号的频率波动和谐波，这会影响所采集全电流信号的准确度，因此本实施例中，进一步地，使所述电流采样单元还用于消除电网频率波动和谐波对所采集的漏电流全电流信号的影响。

流采样单元消除电网频率波动和谐波对所采集的漏电流全电流信号的影响，可以保证所采集的漏电流全电流信号的准确度，从而保障后续分离阻性电流的效率和准确性。

在实际工程中，由于电力系统中的避雷器数量较多，且避雷器、汇聚节点、保护柜之间的距离较远，如果采用有线信号传输的方式，势必经济成本、人力成本都较高，且人工接线过程中与各个用电设备的接触更频繁，这会增加触电发生的概率，因此，本申请进一步地在所述参考电压信号、泄漏电流全电流信号传输时采用无线传输的方式，如基于LoRa(LoRa是一种低功耗远程无线通信技术)的无线传输方式。

电力系统中的避雷器数量较多，且电压采集单元、电流采集单元、汇聚节点之间的距离较远，采用无线传输可以避免人工接线的繁琐作业以及接线过程中的安全隐患、还能降低成本。

本申请一实施例提供的计算机设备。该实施例的计算机设备包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序。所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各个方法实施例中的步骤。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。

所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本申请。

所述计算机设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述计算机设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。

所述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述计算机设备的各种功能。

所述计算机设备集成的模块/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，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种避雷器阻性电流测试方法，其特征在于，包括：

采集至少一个避雷器所在间隔的运行母线的电压信号作为对应避雷器的参考电压信号；

采集至少一个避雷器的泄漏电流全电流信号；

依据每个避雷器的参考电压信号分离该避雷器的泄漏电流全电流信号中的阻性电流分量。

2.根据权利要求1所述的避雷器阻性电流测试方法，其特征在于，还包括：

将采集到的运行母线的电压信号发送至用于进行数据汇集、选择和输出的汇聚节点，汇聚节点输出当前测试中的避雷器所在间隔的母线的参考电压。

3.根据权利要求1所述的避雷器阻性电流测试方法，其特征在于，所述参考电压信号、泄漏电流全电流信号在传输时采用无线传输。

4.根据权利要求1所述的避雷器阻性电流测试方法，其特征在于，所述参考电压信号和漏电流全电流信号均通过卫星对时。

5.一种避雷器阻性电流测试系统，其特征在于，包括：

电压采集模块，用于采集至少一个避雷器所在间隔的运行母线的电压信号作为对应避雷器的参考电压信号；

电流采集模块，用于采集至少一个避雷器的泄漏电流全电流信号；

避雷器带电检测模块，用于依据每个避雷器的参考电压信号分离该避雷器的泄漏电流全电流信号中的阻性电流分量。

6.根据权利要求5所述的避雷器阻性电流测试系统，其特征在于，还包括：

数据汇聚模块，用于将采集到的运行母线的电压信号发送至用于进行数据汇集、选择和输出的汇聚节点，汇聚节点输出当前测试中的避雷器所在间隔的母线的参考电压。

7.根据权利要求5所述的避雷器阻性电流测试系统，其特征在于，还包括：

信号传输模块，用于无线方式传输参考电压信号、泄漏电流全电流信号。

8.根据权利要求5所述的避雷器阻性电流测试系统，其特征在于，还包括：

对时模块，用于参考电压信号和漏电流全电流信号与卫星对时。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-4任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述方法的步骤。