一種組合式避雷器性能檢測裝置的制作方法

本發明涉及一種避雷器性能檢測裝置，特別是一種組合式避雷器性能檢測裝置。

背景技術：

變電站和輸電線路是雷擊災害的高發區，而無論是直擊雷還是感應雷，都可能給區內設施造成損壞。因此，電力系統的高壓線路送至用戶自備變壓器前，應該裝設一套完善的防雷保護裝置。在實際運行中，無間隙的氧化物避雷器在運行電壓下會有阻性泄漏電流流過，其電阻閥片上會產生熱量，從而使電阻閥片溫度升高，正常情況下，由于發熱量較小，在一個較低的溫度下避雷器的散熱與發熱能保持平衡而不影響避雷器的正常工作，但隨著工作時間的延長，溫度的升高會使避雷器的電阻閥片老化，同時，由于環境條件的影響，避雷器的閥片會受潮及劣化，從而使正常工作條件下通過電阻片的阻性泄漏電流增加或瓷套閃絡電壓降低，一旦系統中有過電壓產生，通過其無間隙的氧化物避雷器內的閥片電流迅速增大，而損壞的閥片熱容量承受能力有限，將會使避雷器產生熱崩潰，甚至使避雷器爆炸，從而使避雷器失去保護作用。因而，為確保避雷器正常發揮作用，需要定期檢測避雷器性能狀態。

目前國內氧化物避雷器的監測方法主要有：總泄漏電流法、阻性電流三次諧波法、基波法和常規補償法等。國際上，采用雙AT法和基于溫度的測量法實現無間隙的氧化物避雷器的總泄漏電流監測技術已問世。氧化物避雷器在運行電壓下，通過的泄漏電流的大小可以反映其性能的優劣，研究發現氧化物避雷器的總泄漏電流值的大小不能完全反映氧化物避雷器的絕緣狀況（例如，當阻性電流峰值由增大到時，全電流的增大可能只有百分之幾），而其阻性泄漏電流峰值的大小是表征絕緣特性優劣的重要指標。《電力設備預防性試驗規程》（DL/T569-1996）要求：無間隙的氧化物避雷器應在運行電壓下測量全電流和阻性電流，因為無間隙的氧化物避雷器內部進水受潮，在運行電壓下通過的全電流會增大；如果無間隙的氧化物避雷器閥片的非線性性能惡化，拐點電壓降低，運行電壓下阻性電流分量增大幅度會更大。由于受運行方式的限制，往往無間隙的氧化物避雷器很難及時停電進行試驗，且定期試驗的時間間隔也較長，因此，通過帶電測試來監視無間隙的氧化物避雷器的性能尤為重要。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，而提供一種利用穿心式微電流檢測傳感器，利用電場耦合原理非接觸獲得避雷器工作的輸電線路的電壓相位信號，實現避雷器阻性電流分量的測量，并結合避雷器表面溫度值綜合判斷避雷器性能，保障電力系統安全運行的一種組合式避雷器性能檢測裝置。

一種組合式避雷器性能檢測裝置，包括有穿心式微電流檢測傳感器、圓形板式電壓檢測傳感器組件、紅外測溫傳感器組件、電源電路、微處理器電路、環境溫度傳感器、顯示電路、按鍵電路、存儲電路、通信接口電路；穿心式微電流檢測傳感器的輸出端與微處理器電路的A/D端連接；圓形板式電壓檢測傳感器組件的輸出端與微處理器電路的I/O口連接；電源電路的輸出端與微處理器電路對應的電源端口連接；紅外測溫傳感器組件的輸出端與微處理器電路的I/O口連接；環境溫度傳感器的輸出端與微處理器電路的A/D端連接；顯示電路的輸入端與微處理器電路的A/D端連接；按鍵電路的輸出端與微處理器電路的I/O口連接；存儲電路的輸入端與微處理器電路的I/O口連接；通信接口電路的輸入端與微處理器電路的通信接口連接。

組合式避雷器性能檢測裝置通過紅外測溫傳感器組件非接觸測量避雷器表面溫度，結合環境溫度傳感器測量的環境溫度進行比較，若避雷器表面溫度高于環境溫度25-30℃，且避雷器阻性電流值大于正常值的1.5倍以上，即可斷定避雷器整體性能出現劣化。

圓形板式電壓檢測傳感器組件包括帶絕緣層圓形金屬板、絕緣固定支架、電壓相位信號采樣電路；帶絕緣層圓形金屬板靠近避雷器上端導線，帶絕緣層圓形金屬板與導線之間存在電容效應，通過電場耦合獲得避雷器工作的電壓相位信號，且帶絕緣層圓形金屬板固定在絕緣固定支架上，電壓相位信號采樣電路串聯在帶絕緣層圓形金屬板與地之間。

電壓相位信號采樣電路包括過壓保護器、電感、采樣電容、信號調理整形電路；電感和采樣電容串聯后再與過壓保護器并聯；信號調理整形電路并聯在采樣電容兩端。

紅外測溫傳感器組件包括紅外測溫傳感器、紅外測溫傳感器固定座、調焦機構、鍍膜聚焦透鏡、鍍膜聚焦透鏡擋蓋；紅外測溫傳感器固定在紅外測溫傳感器固定座上；紅外測溫傳感器固定座和調焦機構之間采用旋轉式細牙螺紋調整焦距；鍍膜聚焦透鏡用鍍膜聚焦透鏡擋蓋固定在調焦機構的前端;鍍膜聚焦透鏡擋蓋采用螺紋結構固定在調焦機構的前端。

穿心式微電流檢測傳感器包括坡莫合金鐵芯、1000圈漆包線繞制的線圈、固定盒和純鐵材料屏蔽殼；1000圈漆包線繞制的線圈繞制在莫合金鐵芯上，然后放置在固定盒內部，純鐵材料屏蔽殼套在固定盒外部；純鐵材料屏蔽殼采用非閉合式結構；穿心式微電流檢測傳感器最小電流測量值可達20微安。

鍍膜聚焦透鏡采用表面鍍膜鍺材料，內園曲率半徑為95mm，可以實現10米內避雷器表面溫度非接觸測量。

紅外測溫傳感器固定座和調焦機構均為鋁制材料，發黑處理。

環境溫度傳感器采用負溫度系數的熱敏電阻。

信號調理整形電路由限壓保護電路和電壓跟隨器組成，將正弦波信號轉化成方波信號,并結合穿心式微電流檢測傳感器，利用微處理器電路可以計算獲得避雷器阻性電流分量。

綜上所述的，本發明相比現有技術如下優點：

本發明具有積極的效果：（1）利用避雷器阻性電流和避雷器表面溫度綜合判斷法，判斷避雷器劣化程度。（2）穿心式微電流檢測傳感器由坡莫合金鐵芯、1000圈漆包線繞制的線圈、固定盒和純鐵材料屏蔽殼組成；1000圈漆包線繞制的線圈繞制在莫合金鐵芯上，然后放置在固定盒內部，純鐵材料屏蔽殼套在固定盒外部；純鐵材料屏蔽殼采用非閉合式結構；穿心式微電流檢測傳感器最小電流測量值可達20微安，測量電流精度高，且利用純鐵材料屏蔽殼有效克服了避雷器周圍電磁場對電流測量精度的影響。（3）利用電場耦合原理非接觸獲得避雷器工作的輸電線路的電壓相位信號，利用穿心式微電流檢測傳感器獲得避雷器總泄露電流和電流相位信號，從而實現避雷器阻性電流分量的測量。

附圖說明

圖1為實施例1的一種組合式避雷器性能檢測裝置原理組成圖。

圖2為實施例1的圓形板式電壓檢測傳感器組件原理結構圖。

圖3為實施例1的電壓相位信號采樣電路原理結構圖。

圖4為實施例1的 紅外測溫傳感器組件原理結構圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進行更詳細的描述。

實施例1

見圖1所示，本實施例的一種組合式避雷器性能檢測裝置，包括穿心式微電流檢測傳感器、圓形板式電壓檢測傳感器組件、時鐘電路、紅外測溫傳感器組件3、電源電路、微處理器電路、環境溫度傳感器、顯示電路、按鍵電路、存儲電路、通信接口電路；穿心式微電流檢測傳感器的輸出端與微處理器電路的A/D端連接；圓形板式電壓檢測傳感器組件的輸出端與微處理器電路的I/O口連接；時鐘電路的輸出端與微處理器電路的I/O口連接；電源電路的輸出端與微處理器電路對應的電源端口連接；紅外測溫傳感器組件的輸出端與微處理器電路的I/O口連接；環境溫度傳感器的輸出端與微處理器電路的A/D端連接；顯示電路的輸入端與微處理器電路的A/D端連接；按鍵電路的輸出端與微處理器電路的I/O口連接；存儲電路的輸入端與微處理器電路的I/O口連接；通信接口電路的輸入端與微處理器電路的通信接口連接。

見圖2所示，圓形板式電壓檢測傳感器組件包括帶絕緣層圓形金屬板1、絕緣固定支架、電壓相位信號采樣電路2；帶絕緣層圓形金屬板靠近避雷器上端導線，帶絕緣層圓形金屬板與導線之間存在電容效應，通過電場耦合獲得避雷器工作的電壓相位信號，且帶絕緣層圓形金屬板固定在絕緣固定支架上，電壓相位信號采樣電路串聯在帶絕緣層圓形金屬板與地之間。

見圖3所示，電壓相位信號采樣電路包括過壓保護器、電感、采樣電容、信號調理整形電路；電感和采樣電容串聯后再與過壓保護器并聯；信號調理整形電路并聯在采樣電容兩端。

見圖4所示，紅外測溫傳感器組件包括紅外測溫傳感器3、紅外測溫傳感器固定座4、調焦機構5鐵材料屏蔽殼；1000圈漆包線繞制的線圈繞制在莫合金鐵芯上，然后放置在固定盒內部，純鐵材料屏蔽殼套在固定盒外部；純鐵材料屏蔽殼采用非閉合式結構；穿心式微電流檢測傳感器最小電流測量值可達20微安。

鍍膜聚焦透鏡6采用表面鍍膜鍺材料，內園曲率半徑為95mm，可以實現10米內避雷器表面溫度非接觸測量。鍍膜聚焦透鏡擋蓋7。

紅外測溫傳感器固定座和調焦機構均為鋁制材料，發黑處理。

環境溫度傳感器采用負溫度系數的熱敏電阻。

信號調理整形電路由限壓保護電路和電壓跟隨器組成，將正弦波信號轉化成方波信號,并結合穿心式微電流檢測傳感器，利用微處理器電路可以計算獲得避雷器阻性電流分量。

組合式避雷器性能檢測裝置是通過紅外測溫傳感器組件非接觸測量避雷器表面溫度，結合環境溫度傳感器測量的環境溫度進行比較，若避雷器表面溫度高于環境溫度25-30℃，且避雷器阻性電流值大于正常值的1.5倍以上，即可斷定避雷器整體性能出現劣化。

、鍍膜聚焦透鏡、鍍膜聚焦透鏡擋蓋；紅外測溫傳感器固定在紅外測溫傳感器固定座上；紅外測溫傳感器固定座和調焦機構之間采用旋轉式細牙螺紋調整焦距；鍍膜聚焦透鏡用鍍膜聚焦透鏡擋蓋固定在調焦機構的前端;鍍膜聚焦透鏡擋蓋采用螺紋結構固定在調焦機構的前端。

穿心式微電流檢測傳感器包括坡莫合金鐵芯、1000圈漆包線繞制的線圈、固定盒和純鐵材料屏蔽殼；1000圈漆包線繞制的線圈繞制在莫合金鐵芯上，然后放置在固定盒內部，純鐵材料屏蔽殼套在固定盒外部；純鐵材料屏蔽殼采用非閉合式結構；穿心式微電流檢測傳感器最小電流測量值可達20微安。

使用方法是通過紅外測溫傳感器組件非接觸測量避雷器表面溫度，結合環境溫度傳感器測量避雷器工作的環境溫度進行比較，通過實驗標定出不同電壓等級下避雷器表面溫度、避雷器工作的環境溫度及避雷器內部溫度之間的關系和規律，通過表面溫度推算出避雷器內部溫度，同時監測避雷器阻性電流值，且通過實驗建立避雷器內部溫度值、阻性電流值與避雷器劣化之間的關系和規律，可更準確地通過測避雷器內部溫度和測阻性電流值組合方法判定避雷器整體劣化程度。

本實施例未述部分與現有技術相同。