邱燦樹，楊凱，林國鑫

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司潮州供電局，廣東 潮州 521000）

0 引言

本研究項目正在研制一種國際通用新型無殘壓間隙型重金屬和氮氧化物殘壓避雷器采用無殘壓壓力監(jiān)測測量裝置及殘壓測量方法。通用新型無殘壓感應(yīng)計數(shù)器采用無源CT采集放電電流信號，經(jīng)過采集、抽樣、量化、整流、濾波、穩(wěn)壓、保護(hù)、信號放大等一系列電流信號處理后推動三位數(shù)碼計數(shù)器動作，從而完成放電次數(shù)的記錄。計數(shù)溫度指示準(zhǔn)確，千位數(shù)滿后自動記數(shù)回零，繼續(xù)一個循環(huán)后可累計一個計數(shù)一次工作。外形美觀大方，安裝方便，讀數(shù)清晰，工作可靠。由于它沒有采用氧化鋅電阻片分壓，就不會有殘壓，感應(yīng)計數(shù)器由于采用的感應(yīng)原理，沒有常規(guī)2mS方波通流容量等指標(biāo)的限制，這正是無殘壓感應(yīng)計數(shù)器最突出的特點(diǎn)，也是與老式的JS-8、JCQ-3等計數(shù)器最大的區(qū)別所在。

通常串聯(lián)在防雷裝置的地線中，用來監(jiān)測防雷裝置放電次數(shù)，特別適用于多雷、強(qiáng)雷電地區(qū)。通過記錄的數(shù)據(jù)可以分析判斷線路落雷情況及防雷裝置的性能好壞，在工程應(yīng)用中可以通過感應(yīng)計數(shù)器積累大量的數(shù)據(jù)，給防雷工程方案制定、防雷設(shè)備性能的選型、檢驗提供指導(dǎo)性工作。大大降低了電網(wǎng)企業(yè)運(yùn)維成本，并且現(xiàn)場施工安裝方便、簡捷，容易實現(xiàn)。

1 技術(shù)概念

通用新型無殘壓感應(yīng)計數(shù)器裝置采用無源CT采集放電電流信號，經(jīng)過采集、抽樣、量化、整流、濾波、穩(wěn)壓、保護(hù)、信號放大等一系列電流信號處理后推動三位數(shù)碼計數(shù)器動作，從而完成放電次數(shù)的記錄。計數(shù)溫度指示準(zhǔn)確，千位數(shù)滿后自動記數(shù)回零，繼續(xù)一個循環(huán)后可累計一個計數(shù)一次工作。外形美觀大方，安裝方便，讀數(shù)清晰，工作可靠。

它沒有采用氧化鋅電阻片分壓，就不會有殘壓，感應(yīng)計數(shù)器由于采用的感應(yīng)原理，沒有常規(guī)2mS方波通流容量等指標(biāo)的限制，這正是無殘壓感應(yīng)計數(shù)器最突出的特點(diǎn)。

通用新型交流無線電殘壓間隙感應(yīng)電流計數(shù)器使該裝置的每次泄漏高壓電流都是經(jīng)過采用無殘壓間隙式的金屬管和氧化物感應(yīng)避雷器作為無殘壓電流監(jiān)測系統(tǒng)裝置的高壓穿心一體式電流電壓互感器，電流互感信號直接進(jìn)入高壓電流器的電壓信號轉(zhuǎn)換控制電路，把高壓電流信號變換為形成短路電壓計算信號，在經(jīng)過交流電壓轉(zhuǎn)換信號進(jìn)入調(diào)理轉(zhuǎn)換電路后又再變換為形成mcu電路可以正常接受的交流電壓信號幅值，最后電流進(jìn)入mcu電路進(jìn)行電壓計算，在經(jīng)過m和dft離散傅立葉變換后，采集的高壓電流轉(zhuǎn)換信號可以分解為輸出全部的電流和帶無阻性的全電流的基波值，在液晶顯示屏以自動輪詢式的方式同時顯示輪詢數(shù)據(jù)并同時存在在dflash數(shù)據(jù)存儲器中，存儲輪詢數(shù)據(jù)的擦寫指針同時存放在mce2prom中，可以多次進(jìn)行擦寫；同時當(dāng)一個上位機(jī)器向請求系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)時，mcu通過輪詢數(shù)據(jù)串口通信命令系統(tǒng)自動接收數(shù)據(jù)到輪詢命令，并通過mcuart兩個串口分別發(fā)出一個相應(yīng)大于返回值的數(shù)據(jù)。所述的就是把脈沖電流信號變換器形成脈沖電壓中斷信號也就是通過采用高頻時鐘互感器二次感應(yīng)大功率電流的方式出現(xiàn)，當(dāng)其中有大量的電流信號通過高頻時鐘互感器后，在高頻互感器二次側(cè)就會輸出一定的頻率幅值的脈沖電流，經(jīng)過一個比較中斷電路后就會形成一個脈沖中斷信號并直接自動觸發(fā)它的mcu雷達(dá)中斷控制功能，此時通過mcu記錄雷達(dá)的電流或者通過電壓只會發(fā)生一次，并且把整個實時高頻時鐘中斷系統(tǒng)所需要記錄的中斷時間一起直接存入它的flash實時存儲器中[1-2]。

2 傳統(tǒng)避雷器的缺點(diǎn)

2.1 自然方面導(dǎo)致雷擊

現(xiàn)階段的架空避雷器設(shè)計布置工作過程中，架空電纜線路發(fā)生雷擊，是一個比較嚴(yán)重的安全問題，如果在雷擊處置的整個過程中，未按照正確的設(shè)計理念和布置方法及時來布置完成，勢必會嚴(yán)重影響到架空線路的正常運(yùn)行發(fā)展。分析專家認(rèn)為，自然災(zāi)害原因放電是可能造成輸電線路發(fā)生雷擊的主要危險因素之一。首先，自然界的雷電天氣狀況變化幾乎是完全不可能被操縱的，有些偏遠(yuǎn)地方的電力線路雷電布置，雖然在線路可靠性、可行性兩個方面已經(jīng)大幅度的有了提升，但是由于雷電破壞天氣所可能造成的線路能量消耗是非常龐大的，并非一般的發(fā)電設(shè)備上所可以能夠承受。所以，當(dāng)出現(xiàn)自然災(zāi)害天氣的導(dǎo)致雷電不斷持續(xù)增強(qiáng)的情況時候，肯定可能會直接造成傳輸線路上的雷擊破壞現(xiàn)象，而且雷電產(chǎn)生的線路破壞傷害力度非常突出，無法在短期內(nèi)良好的得到彌補(bǔ)。其次，雷擊事故現(xiàn)象的頻繁發(fā)生，部分鐵路區(qū)域并沒有在之前對鐵路天氣氣候變化有效的高度關(guān)注，與鐵路相關(guān)主管部門的溝通聯(lián)系較少，此種雷擊現(xiàn)象的頻繁發(fā)生，導(dǎo)致運(yùn)輸線路中對雷擊的各項監(jiān)測數(shù)據(jù)、信息等的獲取，都往往是長期停留在一種表面化的處理工作中，沒有按照客觀市場需求規(guī)律來良好的處理完善，因此在雷擊事故的及時預(yù)防、處置上，都往往出現(xiàn)了各種拖延、緩慢的處理問題，無法快速的得到解決。

2.2 設(shè)備本身原因?qū)е吕讚?/h3>

就各類雷擊本身而言，設(shè)備損壞原因也是一個不可忽視的組成部分，而且其所造成的惡劣影響力特別高，倘若在風(fēng)險應(yīng)對和問題解決上，沒有充分選用正確的解決方案設(shè)備來進(jìn)行完成，勢必會直接導(dǎo)致日后的各類雷擊災(zāi)害現(xiàn)象不斷急劇加重，屆時其所造成的惡劣影響，根本無法在短期內(nèi)良好的得到彌補(bǔ)。第一，避雷器用于雷擊的所有檢測設(shè)備，有可能超過一半都沒有能夠達(dá)到國家相關(guān)行業(yè)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這些典型地方在運(yùn)輸項目的總體建設(shè)和運(yùn)輸線路的規(guī)劃布置上，完全只能是通過采用成本最低的設(shè)計原則方式來進(jìn)行操作，而且沒有在相關(guān)設(shè)備、線路上及時開展良好的技術(shù)測試，以至于缺乏雷擊災(zāi)害問題的有效應(yīng)對，不具備提供足夠的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施支持，各技術(shù)方面的準(zhǔn)備工作沒有安排，容易使人陷入到較大的成本被動局面，最終由此造成的惡劣影響難以得到彌補(bǔ)。第二，避雷器的很多相關(guān)設(shè)備、線路，都沒有能夠做出有效的故障修復(fù)或者處理。例如，部分一些地方的隧道雷擊安全事故事后處置，完全還只是在表面上初步開展，未來才能夠在具體處置工作的技術(shù)深入性和內(nèi)容上，做出適當(dāng)?shù)募夹g(shù)革新，這就必然導(dǎo)致一些潛在性的安全隱患依然不斷存在，而且在很多技術(shù)工作的事前布置和事后處理上，都沒有在相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)上不斷的創(chuàng)新增加，造成的一系列技術(shù)挑戰(zhàn)仍然是非常多的[3]。

2.3 避雷器外表面污穢的影響

moa外殼體表面的油漬污穢，除了對穩(wěn)壓閥片柱的內(nèi)部電壓電流分布的直接影響而使其內(nèi)部污污泄露出的電流大大增加外，表面污污泄露出的電流對電壓測試工作精度的直接影響也不能過分忽視。污穢腐蝕程度不同，其外殼和表面的阻性泄露泄漏電流對于moa阻性泄漏電流的定量測試結(jié)果影響也不一樣。

2.4 溫度和濕度對測試結(jié)果的影響

由于分為moa的兩個閥片在小型的電流環(huán)境區(qū)域之間具有正負(fù)的內(nèi)部溫度流動系數(shù)，加之閥片內(nèi)部空間較小，散熱流動條件相對較差，同時在具有功率大損耗時所產(chǎn)生的額外熱量等也會直接使整個閥片的內(nèi)部溫度系數(shù)高于電流環(huán)境中的溫度。這些改變會導(dǎo)致使位于moa的相位阻性驅(qū)動電流逐漸增大。通常這種情況下，溫度越高，泄露器的電流越大。

3 主要技術(shù)難點(diǎn)

（1）采用無源CT采集放電電流信號。（2）采用的感應(yīng)原理，沒有常規(guī)2mS方波通流容量等指標(biāo)的限制。（3）全天候環(huán)境下使用，壽命長。

4 創(chuàng)新措施

（1）沒有采用氧化鋅電阻片分壓，就不會有殘壓，感應(yīng)計數(shù)器由于采用的感應(yīng)原理，沒有常規(guī)2mS方波通流容量等指標(biāo)的限制問題。（2）無殘壓感應(yīng)計數(shù)器采用無源CT采集放電電流信號，經(jīng)過采集、抽樣、量化、整流、濾波、穩(wěn)壓、保護(hù)、信號放大等一系列電流信號處理后推動三位數(shù)碼計數(shù)器動作，從而完成放電次數(shù)的記錄。解決了記數(shù)穩(wěn)定性能問題。（3）尤其是通用新型無殘壓感應(yīng)計數(shù)器裝置在工藝上面、安裝方面都比傳統(tǒng)的優(yōu)化的很多。完全不同于傳統(tǒng)的計數(shù)器。（4）適用于所有電壓等級的安裝應(yīng)用廣泛。

5 未來發(fā)展前景

通用新型安全無交流殘壓自動感應(yīng)在線雷擊動作計數(shù)器，該裝置廣泛適用于各交流電壓不同等級雷擊避雷器的在線動作監(jiān)測，可以完全直接替代使用傳統(tǒng)的全自動電流電壓表和在線動作雷擊計數(shù)器，用來監(jiān)測防雷裝置放電次數(shù)，特別適用于多雷、強(qiáng)雷電地區(qū)。通過記錄的數(shù)據(jù)可以分析判斷線路落雷情況及防雷裝置的性能好壞，在工程應(yīng)用中可以通過感應(yīng)計數(shù)器積累大量的數(shù)據(jù)，給防雷工程方案制定、防雷設(shè)備性能的選型、檢驗提供指導(dǎo)性工作[4]。

6 結(jié)論

我國在對于雷擊的及時預(yù)防和有效降低危害過程中，正不斷的通過各種多元化的預(yù)防措施方式來不斷完善，很多預(yù)防工作以及任務(wù)的正確執(zhí)行，不僅能夠及時取得較好的預(yù)防效果，而且也沒有因此造成嚴(yán)重的社會影響。未來，我們?nèi)詫⒗^續(xù)對各類雷擊深入研究，進(jìn)行科學(xué)的合理應(yīng)對，堅持在具體雷擊工作的實際執(zhí)行上，進(jìn)行良好的結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高雷擊工作的社會綜合經(jīng)濟(jì)效益。