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電場(chǎng)能輸電線路避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)背景 

氧化鋅避雷器是電力系統(tǒng)限制雷電過(guò)電壓和操作過(guò)屯壓，保護(hù)電力設(shè)備免受過(guò)電壓侵害的主要裝置，廣泛地應(yīng)用于電力系統(tǒng)的過(guò)電壓保護(hù)裝置中，其技術(shù)水平的高低對(duì)電網(wǎng)的安全可靠性有重要的影響。雖然氧化鋅避雷器的制作工藝和檢測(cè)技術(shù)己經(jīng)得到了較大的改進(jìn)與提高，但是在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中還是出現(xiàn)了許多故障與事故。

一旦氧化鋅避雷器出現(xiàn)故障隱患后并未及時(shí)退出運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致爆炸事故的發(fā)生，引起電力系統(tǒng)事故，給電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重威脅。

電力系統(tǒng)對(duì)氧化鋅避畨器的傳統(tǒng)檢測(cè)方法通常采取預(yù)防性試驗(yàn)的方式，一般以年為周期，將避雷器退出運(yùn)行并進(jìn)行停電檢測(cè)。從經(jīng)濟(jì)角度分析，由于避雷器的數(shù)量眾多，每次檢測(cè)都需要投入大量人力物力，而且還需要停電，會(huì)造成很大的直接或間接的經(jīng)濟(jì)損失。從技術(shù)角度分析，因?yàn)轭A(yù)防性試驗(yàn)與設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的條件、環(huán)境以及影響因素有很大差異，并且預(yù)防性試驗(yàn)需要定期地按計(jì)劃進(jìn)行，所以很難及吋準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)并判斷避雷器的缺陷或故障。

而作為保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要組成部分，氧化鋅避雷器更為迫切地需要一種能夠及時(shí)準(zhǔn)確地反映其工作狀況的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)與裝置。

基于電場(chǎng)能工作的輸電線路無(wú)源無(wú)線避雷器在線監(jiān)測(cè)器采用電場(chǎng)能給電子電路提供電源，在監(jiān)測(cè)器內(nèi)安裝了避雷器全電流、諧波電流的模擬測(cè)試電路、單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換電路、無(wú)線通信模塊，將避雷器的泄漏電流、諧波電流、放電次數(shù)，無(wú)線遠(yuǎn)傳給數(shù)據(jù)接收器。

電場(chǎng)能輸電線路避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2.1 供電原理 

不同于變電站內(nèi)的避雷器，輸電線路避雷器工作在高壓輸電線路上，沒(méi)有供電條件，監(jiān)測(cè)設(shè)備不能工作，即使安裝內(nèi)置電池也只能短暫工作，無(wú)法長(zhǎng)期運(yùn)行。本產(chǎn)品客服了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)器的缺點(diǎn)，利用電場(chǎng)能轉(zhuǎn)換成電能，實(shí)現(xiàn)供電目的，其供電原理如圖 1 所示。

2.2 數(shù)據(jù)采集與運(yùn)算 

采用 16 位 AD 采集避雷器泄漏電流，用 FFT 算法計(jì)算出總泄露電流、各次諧波電流，并設(shè)計(jì)了雷擊次數(shù)電路和程序，用以記錄雷擊次數(shù)。

2.3 數(shù)據(jù)傳輸 

監(jiān)測(cè)裝置采用射頻 2.4G 無(wú)線方式將數(shù)據(jù)傳給數(shù)據(jù)接收裝置，數(shù)據(jù)接收裝置通過(guò) GPRS 將數(shù)據(jù)傳到數(shù)據(jù)中心。

2.4 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

3.1 測(cè)量參數(shù) 

? 總泄露電流；

? 諧波電流（3 次、5 次、7 次、9 次）；

? 雷擊放電次數(shù)；

? 溫度；

3.2 技術(shù)特點(diǎn) 

? 無(wú)需電源、無(wú)需內(nèi)置電池，將電場(chǎng)能轉(zhuǎn)換成電能；

? 無(wú)線傳輸；

? 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便；

3.3 主要監(jiān)測(cè)參數(shù)