基于無線傳輸的避雷器帶電檢測技術

何智杰 傅煒婷

摘要：由于電網的不斷發展，以及用戶對安全、可靠的供電需求的不斷提出，因此，目前迫切需要通過對安全、環境以及效益等電網因素的充分考慮，來對設備檢修管理的新方式進行研究和探索，以此來使其的運行能夠更加可靠，檢修能夠更具針對性，檢修工作通過狀態檢修能夠實現對目前面臨問題的有效解決，有著十分重要的作用。而電網中的氧化鋅避雷器有著十分關鍵的作用，用其進行帶電測試，只需采用簡單的方法就能夠獲取到準確的數據，因此其對狀態檢修來說，有著十分重要的作用。本文提出一種基于無線傳輸的避雷器帶電檢測方法，可以在不拆線的情況下，快速、準確的對工頻電壓下的氧化鋅避雷器的全電流和阻性電流進行測量，采用無線傳輸通信技術，一人便可完成測量，降低了操作人員的勞動強度，為電氣試驗人員實時跟蹤劣化容性設備提供了可能。

關鍵詞：避雷器;帶電檢測;無線傳輸

對“一強三優”電力企業的現代化建設，為電網公司提供了發展戰略指導。近幾年，由于電網公司的不斷發展，隨著電網中對各種科學技術的應用，使得電網結構變得越來越合理，通過對各種全新的技術和設備的不斷投入，使電網得到了更加可靠的運行。而投運中的氧化鋅避雷器常常因進水受潮、內部閥片老化等原因使得設備的絕緣水平降低，缺陷故障可引起本體爆炸，危及整座變電站甚至電網的安全運行。因此定期對投運中的氧化鋅避雷器進行帶電檢測，以及對投運中劣化了的氧化鋅避雷器進行跟蹤，監督其劣化的發展趨勢，是保證氧化鋅避雷器正常運行的必要措施。

一、傳統氧化鋅避雷器帶電檢測裝置測試的缺點

1、操作繁瑣、人力消耗大

目前常見的氧化鋅避雷器測試裝置，一般需要三組四名人員相互配合，操作步驟較為繁瑣：首先，需要一組人接取相應避雷器母線下計量PT端電壓，另一組人操作氧化鋅避雷器測試裝置，最后一組人使用電流鉗表接取避雷器計數器端電流，并記錄試驗數據。

2、工作效率低，勞動強度大

為了保證測試的重復性和有效性，要求參考設備和被試設備以同一母線下同一廠家為最佳。而現場設備繁多、布置各異、且常常距離較遠，測試線移動過程中常常發生相互纏繞，并勾掛現場場地中設備，電氣試驗人員重復走動、搬運儀器十分不便。

3、管轄設備多、無法跟蹤劣化設備

進行全站避雷器測試帶電測試時，行程用時占據整個測試過程的40%左右，耗費時間長。變電站地點分布廣，多處縣城邊緣地帶，110kV變電站的地理位置更加偏僻，山路崎嶇，道路不暢，行程用時將大大增加。針對劣化容性設備的復測將極大的耗費人力、物力，并且現有試驗班的人員配置無法滿足需求，劣化設備跟蹤率僅為10%。

因此數字式避雷器帶電測試裝置在氧化鋅泄漏電流測量分析工作中得到了有效應用，但是以前避雷器已經不能滿足電力設備發展的要求了。這就要求技術人員要在新技術特點出發，完善數字式避雷器帶電測試裝置開發的方案，加強各種先進技術在其中的有效應用。

二、無線傳輸的避雷器帶電檢測方法

如圖1所示，通過將泄露電流取樣單元（1）接入氧化鋅避雷器底座接地引下線處，將與氧化鋅避雷器配套使用的放電計數器短接，使得氧化鋅避雷器底座接地引下線上流過的泄露電流能有效的被泄露電流取樣單元（1）實時采集，可以獲得氧化鋅避雷器泄露電流相量IX，并將采集的泄露電流由無線通信單元（3）發送給信號同步裝置（4）和智能信號處理裝置（5），信號同步裝置（4）根據接收泄露電流相量信號，同步發送同一時刻電壓隔離模塊（3）獲得的母線電壓相量U，兩信號經濾波、放大、采樣等數字處理，運用諧波分析法對兩者分別提取其基波分量，通過智能信號處理裝置（5）計算出其阻性電流IP。根據參考設備出產型式試驗或現場交接試驗、例行例行試驗結果進行縱向對比，和試驗規程運行參考值比對后，判斷其絕緣狀況;

三、微處理器程序設計

其通信流程框圖如圖2所示。無線傳輸避雷器帶電測試儀系統一旦上電，Intel 386EX嵌入式微處理器開始初始化系統，讀取系統設置參數，等待系統自檢正常就可以進入工作模式。操作人員根據觸摸界面提示，選擇禁用補償模式或自動邊補模式，選定后觸摸屏提示操作圖，并讀取參考電流和被試電流值，經過微處理器運算后在觸摸屏上輸出測試數據，并存儲相關測試結果，根據設定時鐘信號，進行實時刷新。

結束語

該無線傳輸避雷器帶電測試儀能夠在氧化鋅避雷器不拆線的情況下，快速、準確的對工頻電壓下的氧化鋅避雷器的全電流和阻性電流進行測量，測量穩定且可重復性高;并且采用無線傳輸通信技術，利用無線網絡實時進行數據傳輸和儲存，可有效提高工作效率、降低人工成本和勞動強度，實現實時離線式跟蹤、減少隱患的發生，具有較高的經濟效益和社會效益。當然，本產品仍然存在一些有待改進的空間。例如，還可以增加與主網報告導入系統，實現試驗結果的直接保存主網PMS試驗報告系統的功能，在后期的改進工作中，應從這方面出發，進一步完善無線傳輸避雷器帶電測試儀的功能。

參考文獻：

[1]周利軍，何智杰，陳 穎，劉 源，何 健，仇祺沛. 接地導體腐蝕對地網接地電阻的影響和改善方法[J]. 鐵道學報，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. 雷擊輸電線路桿塔地中散流特性的仿真與研究[D]. 成都：西南交通大學. 2017：31-54.

基金項目：國網福建省電力有限公司科技項目資助（基于物聯網模塊的避雷器帶電檢測裝置的研制，編號：B3135021000G）