（1.3.4.5贵州电网有限责任公司铜仁供电局 贵州铜仁 554300；
2.贵州电网有限责任公司 贵州贵阳 550000）
摘要：避雷器智能带电接入保护装置通过测量避雷器监测表计的泄漏电流及其两端电压，根据测量的电流值与电压值进行判断避雷器对地的临时接地线是否已可靠连接，并通过各种信号指示灯及蜂鸣器报警等功能提示设备接入人员是否已将临时接地线可靠接地，消除了隐患，提高了现场作业的安全系数。
关键词：氧化锌避雷器；临时接地线；可靠接入；电流测量；电压测量
1引言
1.1 项目背景
现代电力系统中已广泛应用金属氧化物避雷器，但避雷器老化及受潮等因素皆有可能引起避雷器爆炸，从而影响居民及工业用电，因此对金属氧化物避雷器的故障监测显得尤为重要。避雷器在线监测装置将电流互感器串接在避雷器接地线上，从避雷器接地线中提取总电流。通过计算分析得出容性电流、阻性电流，根据电流的变化判断避雷器运行状况。但是在串接电流互感器之前需要搭建可靠的临时接地线，待临时接地线搭建成功后方能将避雷器的接地线断开，然后将电流互感器串入，待电流互感器接入后再还原接地线。
1.2 研究现状
传统的电流互感器接入方式是直接采用一根临时接地线将避雷器对地短接，但是由于没有任何的提示，接入人员只能根据现场经验判断临时接地线是否已经可靠连接。若在临时接地线尚未可靠连接的情况下解开避雷器接地线进行相关操作，将存在一定的安全隐患。
2 设计思想
本设计从简易的临时接地线出发，将临时接地线集成到一个检测系统中，该检测系统具有电流测量与电压测量功能。测量电流的引出线相当于是临时接地线，在装置内部将临时接地线穿过一个零磁通传感器，通过零磁通传感器对电流进行采集。除此之外，装置还设置了一系列的告警提示，如LED指示灯提示、蜂鸣器提示等，以方便现场接入人员判断临时接地线是否可靠连接。为实现带电接入保护装置的便携性，装置采用可充电式锂电池进行供电，充电电池容量为5500mAH，一次充电可以长时间使用。
为实现上述目的，本项目的设计技术方案是：在一手提箱内部嵌设一检测电路；所述检测电路包括MCU控制单元、电能计量单元、数码管显示单元、电源单元、信号指示灯单元等。
3 原理分析
3.1 工作原理
避雷器智能带电接入保护装置在现场使用时的接线示意如图1所示。首先测量避雷器监测表计两端的电压，此电压是避雷器的泄漏电流流经监测表计产生的，该电压范围在3~8V。然后将电流测量端子接至监测表计两端，由于电流测量端子引出线采用纯铜导线，总线长为5m，截面积为8mm2，铜的电阻率为1.75x10-8Ω•m，按照公式1可计算出测量引线的电阻RL为0.0109Ω。
图2现场接线图
RL=（ρ*L）/S 公式1
其中：
ρ为电阻率
L为导线的长度
S为导线的横截面积
避雷器监测表计内部是由氧化锌阀片、整流器、电流测量回路等组成。根据氧化锌阀片的伏安特性，当流过氧化锌阀片的电流小于1mA时，阀片呈现高阻状态[1]。根据现场的测量经验，正常情况下110kV、220kV线路避雷器的泄漏电流为300~500μA，因此避雷器监测表计在正常情况下的电阻远大于避雷器智能带电接入保护装置的电流测量线的电阻。故按照图1接线法，测量电流时相当于将避雷器监测表计旁路，此时泄漏电流流经避雷器智能带电接入保护装置，而避雷器监测表计电流显示值归零，电压测量值显示为零。当避雷器智能带电接入保护装置首先检测到电压，然后检测到电流，并且电压检测值变为零，说明电流测量端子已经可靠接入，即临时接地线已可靠接地，此时避雷器智能带电接入保护装置指示灯会有相应指示，蜂鸣器会等间隔鸣叫。
3.2 小电流测量原理
根据现场避雷器在线监测的经验，110kV、220kV线路的避雷器泄漏电流通常在300μA~600μA，500kV避雷器的泄漏电流在1.6mA~3mA，因此避雷器智能带电接入保护装置在设计电流测量范围时将该范围扩大至100μA~10mA。为保证小电流测量的准确性，电流测量采用高精度、高稳定性的穿芯式零磁通传感器，为减小电磁场等环境因素的影响，零磁通传感器将采集到的小电流进行10倍放大，并且通过假负载转换成电压信号，即输入100μA电流，零磁通传感器可输出1mV电压，以此加强小信号电流的抗干扰能力。后级测量电路对零磁通传感器转换后的电压信号进行再次放大，然后通过计量芯片进行采集。
4 测试结果
实际电流测量结果如表1所示，实际电压测量结果如表2所示，电流测量精度保证在±5%的范围内，电压测量精度保证在±3%的范围内。
5.结论
本文对避雷器在线监测装置的带电接入保护进行研究，研发出一套具备测量功能与告警功能的带电接入保护设备，经过现场试用证明该设备可提供安全可靠的临时接地系统，通过报警指示灯与蜂鸣器的提示，接入人员可以很容易的判断出避雷器是否已经可靠接地，大大提高了现场作业人员的安全系数，同时也大大提高了避雷器在线监测装置的接入效率.
论文作者:王帅1,吴湘黔2,李琼3,詹乐贵4,彭鼎5
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/30
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