避雷器在线监测装置在变电站的应用与研究

引言

避雷器又称过电压保护器,是用于保护电力设备免受瞬态过电压损坏的电器装置,是保证电力系统安全运行的重要保护设备之一,被广泛应用于变电站各电力线缆或设备中。避雷器的主要作用是限制雷电入侵波过电压或由操作引起的内部过电压。避雷器在正常工作电压下的电力线缆或设备中工作时,对于大地来说避雷器呈开路状态:当电力线缆或设备上出现高电压,且达到避雷器动作电压时,避雷器就会导通,将高电压冲击电流流向大地。当过电压消失后,避雷器又重新恢复正常开路状态,从而保证电力线路或设备的正常运行。判断避雷器好坏的重要参考指标是泄漏电流值,因为避雷器正常工作时相当于一个绝缘体,此时泄漏电流非常小,其泄漏电流值在很小范围内变化。当电流值变化超出范围时,则说明避雷器芯体内阀片的绝缘性能下降。

目前,通过变电站值班员定期对避雷器检测装置进行巡视判断避雷器是否正常,观察避雷器检测装置泄漏电流表的电流值是否在正常范围内。但是,变电站内避雷器检测装置数量非常多,通常一个220kV变电站有几十甚至上百个检测装置,单是对这些避雷器检测装置巡视就消耗了变电站值班员的大量时间和精力。虽然现在市面上也有一些避雷器在线监测装置,但是其结构复杂且价格昂贵,所以变电站内几乎没有安装避雷器在线监测装置。此外,在对避雷器巡视中发现,故障最多的也是避雷器检测装置自身故障,其泄漏电流表损坏导致指针指示为零。当遇到无法直接验电的设备时,可采用间接验电方法,但是由于运行值班员的工作疏忽,此时带电显示装置和避雷器检测装置的泄漏电流表都故障时,运行值班员误认为此时线路无电而合上接地刀闸或挂接地线,导致严重的误操作事件,直接危及值班员的生命安全并损坏设备。

1避雷器在线监测装置的改进方案

为了解决现有技术存在的上述问题,本文提出了一种可在线监测的避雷器检测装置,如图1所示。该在线监测避雷器检测装置,包括装置本体、设于该装置本体内部的泄漏电流测试表和高压进线板,高压进线板与泄漏电流测试表的输入端电连接,且该改进方案还包括在线监控电路。泄漏电流测试表包括指针和刻度表。与常规的避雷器检测装置相比较,该监测装置本体上设有与刻度表对应匹配的零值端子、正常值端子和超值端子,零值端子、正常值端子和超值端子,三者可分别与指针接触或断开,并分别形成零值开关K1、正常值开关K2和超值开关K3,零值开关K1、正常值开关K2和超值开关K3均连接于在线监控电路中。

1一装置本体;2一绝缘支撑板;3一计数器模块;4一泄漏电流表指针;

5一泄漏电流表指针公共端;6一零值端子;

7一正常值端子;8一超值端子.

图1在线监测的避雷器检测装置

0避雷器在线监测装置的工作原理

本文提出的避雷器检测装置控制回路如图2所示,其工作原理如下:

（1）电力线路和避雷器均正常运行时,避雷器泄漏电流在正常范围内,此时泄漏电流测试表的指针指向正常值端子,即正常值开关K2闭合,正常指示回路中低压中间继电器KA2的线圈励磁,低压中间继电器KA2常开开关闭合,自检回路导通,继电器KM2线圈励磁,此时,继电器KM2的常开开关闭合形成自保持回路。同时,该继电器KM2的常闭开关打开,正常指示回路中的低压中间继电器KA2的线圈失磁,使正常指示回路一直处于断开状态。（2）当避雷器绝缘性能下降后,使得泄漏电流值过大或泄漏电流测试表出现故障时,泄漏电流测试表的指针则会指向超值端子或零值端子,即超值开关K3或零值开关K1闭合,超值告警或零值告警回路中的告警值低压中间继电器KA1的线圈励磁,低压中间继电器KA1的常闭开关打开,断开自检回路,使继电器KM2线圈失磁,在正常指示回路中继电器KM2的常闭开关闭合,同时正常指示信号消失:而手动复位回路中的低压中间继电器KA1的常开开关闭合,导通手动复归回路,该回路中继电器KM1的线圈励磁,继电器KM1常开开关闭合形成自保持回路,同时,零值告警回路和超值告警回路中的继电器KM1常闭开关打开,低压中间继电器KA1线圈失磁,并使超值告警或零值告警回路一直处于断开状态。

该设计方案保证了泄漏电流测试表的指针与超值端子或零值端子接触时一直处于无电状态,有助于延长泄漏电流测试表的使用寿命。同时,将继电器KM1、KM2的常开开关接入信号灯或蜂鸣器回路中,从而可以控制信号灯或蜂鸣器,或者将常开开关的接通或断开信号接入至监控后台机,以实现在线监控功能。当电力线路正常运行时,在线监控电路发出告警信号时,说明泄漏电流测试表指针指向零值并与零值端子接触(或泄漏电流测试表的指针超出正常范围并与超值端子接触）,从而可以判断是避雷器检测装置自身出现故障,实现了自检功能。

3改进方案在变电站中的应用

变电站中安装在线监测的避雷器检测装置,不仅可以监测避雷器是否处于良好状态,还可以作为运行值班员检查避雷器泄漏电流表读数并结合其他电气设备或仪表仪器来判断线路是否有电。本文改进方案可以跟带电显示装置或线路压变配合同时接入电气闭锁电路,与线路接地刀闸实现闭锁关系,通过带电显示装置或线路压变和避雷器检测装置,对人身和设备安全进行双重保护。

该避雷器在线检测装置甚至可以完全取代带电显示装置,将信号灯安装在避雷器检测装置旁边,以观察电力线路是否带电,控制信号接入电气闭锁电路,并与接地刀闸实现电气闭锁,不仅可以节约购买及安装带电显示装置的费用,还可以节约日后带电显示装置的维修费用。同时,本文提出的避雷器检测装置具有在线监测功能,可减少人员对避雷器检测装置的巡视工作,从而节约运行值班员的大量时间和精力。

4结语

本文提出的可在线监测的避雷器检测装置有以下效用:

(1）该改进方案可通过在线监控电路监测避雷器是否良好,并能实现避雷器检测装置的自检功能。

(2）该改进方案通过加装一个零值端子、正常值端子和超值端子,具有结构简单、价格低廉、易于改装等优点,通过简单的控制电路即可实现在线监控功能。