氧化锌避雷器的阻性电流在线监测及绝缘状况诊断

GDDJ-MOA 氧化锌避雷器在线监测

一、概述

氧化锌避雷器由于阀片（电阻片）长期承受高压会产生劣化，引起电阻特性的变化，导致流过阀片的泄漏电流增加，另外由于避雷器结构不良、密封不严使内部结构件和阀片受潮，也会导致运行中避雷器泄漏电流的增加。电流中阻性分量的的增加会使阀片温度上升而发生热崩溃，严重时，甚至引起避雷器的爆炸事故。因而对氧化锌避雷器的阻性电流进行在线监测，可用于诊断其绝缘状况，及时准确的发现故障隐患。

二、标准和规范

电容型设备及金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置严格遵循如下国家和行业标准，且部分技术性能优于标准的要求。

●Q/GDW 535 变电设备在线监测装置通用技术规范

●Q/GDW 540.1 变电设备在线监测装置检验规范第1部分通用检

验规范

●Q/GDW 537 电容型设备及金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置技

术规范

●Q/GDW 540.3 变电设备在线监测装置检验规范第3部分电容型

设备及金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置

三、产品介绍

金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置由电压采集单元、电流采集单元组成，两者之间通过通信及同步实现电压电流数据的同步采样。

将避雷器看作电阻与电容并联模型，如下图：

U I

Ir Ic

Ic

Ir U

I

φ

δ

电流采集单元通过单匝穿心电流互感器采集到流过避雷器的全电流

，电压采集单元采集同相的电压，由于电压和电流是同步采集，可获得两者相位差φ，由于阻性电流与电压同相位，因而可分解出容性电

流和阻性电流。

对于避雷器，获得阻性电流即可反映其绝缘状态。

电流监测单元内部组成如下图：

单匝穿心零磁通互感器信

号

调

理

模数

转换

微处理器

隔离CAN

通信接口

单匝穿芯互感器

比较

电路

雷击

检测

整

流

变

换

隔离RS485

通信接口

避雷器的接地引下线穿过单匝穿心零磁通互感器，电流信号经隔离变换、信号调理、模数转换至微处理器进行运算；具有两路通信接口，1路为CAN通信，用于多台监测设备通信及同步，另外保留了一路RS485接口。对于避雷器电流监测单元，有一只独立的穿心互感器，用于捕获雷击动作脉冲，以记录避雷器动作次数。

电压采集单元内部组成原理如下图：

母线电压PT二次信号接入电压监测单元，经微型电压互感器隔离变换、信号调理、模数转换至微处理器进行运算；装置具有两路通信接口，1路CAN通信接口用于多台监测设备之间通信，另外一路RS485作为IED通信接口。

四、系统结构

如上图，主电压采集单元通过RS485接口与上层IED通信，所有电流采集单元和电压采集单元通过CAN通信及同步。

功能特点

金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置主要功能如下：

实时采集系统母线电压和设备的全电流，并通过计算获得谐波、阻性电流、等参数；

具备电源、运行、通信、报警各种状态指示；

具有RS485/CAN多种通信接口可选，实现数据上传；

通过CAN通信实现同步采集，无需同步信号线缆；

装置具有内部非易失存储空间，断电不丢失数据；

装置具备自诊断和自恢复功能，装置异常、通信异常时报警。

金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置性能稳定，功能强大，具有如下技术特点：

监测数据准确可靠

装置采用特制电流互感器、高精度模拟电路及先进的数字信号处理算法，以及特殊的同步处理技术，测量范围宽，精度高，抗干扰性能好。

应用配置灵活

装置具有多种通信接口，可采用不同的通信拓扑结构接入电气设备综合监测系统。

安装维护简单

只需在被测电气设备下方安装测量单元，联接被测信号，并把通信接口和电源接口连接至现场总线上即可；

装置具备完善的自检功能，可及时判断装置的状态并告警。

安全可靠

穿心式电流互感器不破坏接地引下线，对电力设备的安全运行无任何影响；

所有元件均采用工业化标准生产，具有良好的抗电磁冲击及温度突变能力；

装置采用全密封设计，具备防腐、防风、防尘、防电磁干扰等功能，能适应户外恶劣运行环境。

GDDJ-MOA 氧化锌避雷器在线监测

五、技术指标

1.1.监测参量

●金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置技术指标

●电压采集单元技术指标

1.2.通信接口

●RS485通信接口

○波特率：1200bps~19200bps，默认9600bps；

○隔离电压2500VRms；

○总线最大节点数：255个；

●CAN通信接口

○波特率：10kbps~500kbps，默认10kbps

○隔离电压2500VRms；

○总线最大节点数：110个；

1.3.本地显示

●电源、运行、通信、报警4位LED指示

●电流采集单元可定制带数码管显示

1.4.工作电源

●电压：85~264VAC

●频率：47~63Hz

●功率：≤5W

GDDJ-MOA 氧化锌避雷器在线监测1.5.机械特性

电流监测单元本体尺寸：252mmХ164mmХ71mm，重量：2.0kg；

电压监测单元本体尺寸：252mmХ164mmХ71mm，重量：1.8kg；

1.6.防护等级

装置本体：IP65;

穿心电流互感器：IP68

1.7.环境条件

工作温度：-40℃～+65℃

储存温度：-45℃～+80℃

工作湿度：≤95%，无凝结

大气压力：80kPa~110kPa

海拔高度：≤2000m