金屬氧化物避雷器溫濕度在線監(jiān)測(cè)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在線監(jiān)測(cè)裝置，特別涉及一種在高壓輸變電電路中針對(duì)金屬氧化物避雷器進(jìn)行的溫濕度在線監(jiān)測(cè)方法及裝置，屬于高壓輸變電設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬氧化物避雷器是最先進(jìn)的一種過電壓保護(hù)器，是電力設(shè)備絕緣配合的基礎(chǔ)，它具有響應(yīng)速度快、伏安特性平坦、殘壓低、通流容量大、性能穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于發(fā)電、輸電、變電、配電系統(tǒng)中，保證了電氣設(shè)備的絕緣免受過電壓的損害。
[0003]電阻片過熱和內(nèi)部受潮是導(dǎo)致金屬氧化物避雷器事故的兩大主要原因。裝配于金屬氧化物避雷器的電阻片總是存在電氣參數(shù)上的不均一性，再加上無法避免的避雷器電位分布不均勻性，運(yùn)行一段時(shí)間后，部分電阻片首先劣化，造成避雷器參考電壓下降，阻性電流和功率損耗增加。由于電網(wǎng)電壓不變，則金屬氧化物避雷器內(nèi)其余正常的電阻片因荷電率增高，負(fù)擔(dān)加重，導(dǎo)致老化速度加快，并形成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致該金屬氧化物避雷器發(fā)熱崩潰。而當(dāng)金屬氧化物避雷器運(yùn)行到產(chǎn)品壽命的后期，由于電阻片劣化造成泄漏電流上升，甚至?xí)斐蓛?nèi)部放電，放電嚴(yán)重時(shí)避雷器內(nèi)部氣體壓力和溫度急劇增高，引起氧化物避雷器本體擊穿，內(nèi)部放電不太嚴(yán)重時(shí)，可引起系統(tǒng)單相接地。
[0004]由于密封系統(tǒng)存在缺陷或者長(zhǎng)期運(yùn)行后密封件質(zhì)量劣化會(huì)導(dǎo)致避雷器內(nèi)部受潮。金屬氧化物避雷器受潮會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部泄漏電流明顯增大，內(nèi)部絕緣下降，直至避雷器擊穿。對(duì)于多元件串聯(lián)結(jié)構(gòu)的金屬氧化物避雷器，當(dāng)輕度受潮時(shí)，因金屬氧化物電阻片電容較大而通常導(dǎo)致受潮元件本身阻性電流增加并發(fā)熱；當(dāng)受潮嚴(yán)重時(shí)，阻性電流可能接近或超過容性電流，在受潮元件溫升增加的同時(shí)，非受潮元件的功率損耗和發(fā)熱開始明顯，甚至超過受潮元件的相應(yīng)值，使得避雷器整體老化速度加快，從而產(chǎn)生惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致該避雷器發(fā)熱崩潰；其次，避雷器內(nèi)部受潮還容易產(chǎn)生沿瓷套內(nèi)壁或電阻片側(cè)面的沿面爬電，引起局部輕度發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生閃絡(luò)擊穿；最后，受潮過程還會(huì)引起避雷器內(nèi)部金屬零件銹蝕，進(jìn)一步破壞密封，加劇受潮反應(yīng)。
[0005]嚴(yán)格控制金屬氧化物避雷器的受熱、受潮過程，對(duì)避雷器的正常使用至關(guān)重要。傳統(tǒng)避雷器運(yùn)行狀況的檢測(cè)、判斷方法主要為:
[0006]1、停電測(cè)試
[0007]這種方法只能預(yù)防性測(cè)試、不能實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，設(shè)備投入大，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，效率低下，影響正常供電過程。
[0008]2、帶電測(cè)試方法
[0009]此方法是監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀態(tài)下的泄漏電流，但因避雷器表面污穢等原因，其在線監(jiān)測(cè)的電流值并不一定與避雷器的真實(shí)泄漏電流值一致，導(dǎo)致敏感性和可靠性較低，不能直觀反映避雷器健康狀況，準(zhǔn)確性較差。
[0010]3、紅外測(cè)溫
[0011]此方式只能進(jìn)行外部溫度測(cè)量，不能測(cè)量避雷器內(nèi)部濕度，無法監(jiān)測(cè)避雷器內(nèi)部受潮情況，進(jìn)而對(duì)避雷器內(nèi)部性能無法進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，同時(shí)，紅外測(cè)溫不能實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，使用過程和及時(shí)性受到限制。
[0012]如何改變這一情況，改進(jìn)避雷器的溫濕度在線監(jiān)測(cè)方法和過程，保證監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性、及時(shí)性和有效性，就成為本發(fā)明想要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種可針對(duì)金屬氧化物避雷器內(nèi)部進(jìn)行溫濕度在線監(jiān)測(cè)的方法及裝置，以提高避雷器監(jiān)測(cè)過程的可靠性和準(zhǔn)確性，保證監(jiān)測(cè)質(zhì)量，為及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決金屬氧化物避雷器長(zhǎng)期使用中的安全問題提供可靠幫助。
[0014]在現(xiàn)有金屬氧化物避雷器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在疊加的、等直徑的圓柱體金屬氧化物電阻片之間會(huì)采用金屬調(diào)整塊進(jìn)行高度調(diào)整，以配出同一個(gè)電壓等級(jí)的避雷器。由于電阻片的電壓值處于一個(gè)浮動(dòng)范圍內(nèi)，所以配出同一電壓等級(jí)的避雷器所用的電阻片的片數(shù)不同，疊起的高度也就不同，或者疊起來的高度與絕緣外套內(nèi)部腔體空間的高度不匹配，使得電阻片不易安裝和固定。于是，需要采用金屬調(diào)整塊來進(jìn)行高度調(diào)整，以保證腔體空間的使用需要。通常，使用的金屬調(diào)整塊為空心圓柱體，一個(gè)避雷器腔體內(nèi)通常會(huì)有若干個(gè)金屬調(diào)整塊來進(jìn)行高度調(diào)整，于是，利用金屬調(diào)整塊空間進(jìn)行在線溫濕度監(jiān)測(cè)就成為本發(fā)明的基礎(chǔ)和出發(fā)點(diǎn)。
[0015]具體思路包括:在避雷器的金屬氧化物電阻片之間嵌入溫濕度采集模塊，利用避雷器運(yùn)行狀態(tài)的泄漏電流作為溫濕度采集模塊的工作電源，采集運(yùn)行過程中的避雷器內(nèi)部相對(duì)濕度和溫度，同時(shí)，溫濕度采集模塊的幾何尺寸應(yīng)兼容金屬氧化物電阻片之間的金屬調(diào)整塊，從而可以實(shí)現(xiàn)快速、直接地置換，最后，在電氣隔離的狀態(tài)下，經(jīng)過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，將采集的數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)端控制中心，完成在線溫濕度數(shù)據(jù)的采集、匯總。
[0016]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0017]金屬氧化物避雷器溫濕度在線監(jiān)測(cè)方法，具體步驟包括:
[0018]步驟一、用溫濕度采集模塊替換尺寸兼容的疊加在避雷器中金屬氧化物電阻片之間的金屬調(diào)整塊。
[0019]步驟二、溫濕度采集模塊中的上、下金屬端形成電源的兩極，上、下金屬端與疊加的金屬氧化物電阻片充分接觸。
[0020]步驟三、上、下金屬端間設(shè)置過電壓保護(hù)電路。
[0021]步驟四、將數(shù)據(jù)接收器固定在避雷器外部桿塔或其它處于接收范圍內(nèi)的適當(dāng)位置上。
[0022]步驟五、在保護(hù)電路的保護(hù)下，利用流過金屬氧化物電阻片的漏電電流對(duì)溫濕度采集模塊中的電能存儲(chǔ)器進(jìn)行供電，通過溫濕度采集模塊中取樣單元進(jìn)行相應(yīng)的溫濕度數(shù)據(jù)采集，然后經(jīng)發(fā)射單元無線發(fā)送到外界數(shù)據(jù)接收器中。
[0023]步驟六、數(shù)據(jù)接收器將接收的數(shù)據(jù)隨時(shí)傳送到遠(yuǎn)端監(jiān)控中心。
[0024]步驟七、重復(fù)上述步驟五、六，在線監(jiān)測(cè)過程不斷重復(fù)進(jìn)行。
[0025]所述取樣單元包括溫度和/或濕度傳感器。
[0026]所述取樣單元按一定的時(shí)間間隔進(jìn)行相應(yīng)地溫濕度數(shù)據(jù)采集；或，通過人工干預(yù)進(jìn)行任意時(shí)間點(diǎn)的溫濕度數(shù)據(jù)采集；采得的數(shù)據(jù)經(jīng)發(fā)射單元發(fā)送到數(shù)據(jù)接收器中。
[0027]所述發(fā)射單元發(fā)送的數(shù)據(jù)中還包括ID地址。
[0028]所述溫濕度采集模塊的數(shù)量為一個(gè)以上，一個(gè)以上的溫濕度采集模塊用于替換相應(yīng)位置上的金屬調(diào)整塊。
[0029]所述過電壓保護(hù)電路是在上、下金屬端之間設(shè)置放電間隙或在上、下金屬端之間填充并聯(lián)的低殘壓金屬氧化物電阻片。
[0030]一種金屬氧化物避雷器溫濕度在線監(jiān)測(cè)裝置，包括數(shù)據(jù)接收器、遠(yuǎn)端監(jiān)控中心和一個(gè)以上的溫濕度采集模塊；溫濕度采集模塊包括電連接的保護(hù)電路、電能存儲(chǔ)器、取樣單元、發(fā)射單元、單片機(jī)以及位于溫濕度采集模塊兩端的作為電源兩極的上、下金屬端；所述上、下金屬端間設(shè)有過電壓保護(hù)電路；保護(hù)電路、電能存儲(chǔ)器、取樣單元、發(fā)射單元和單片機(jī)設(shè)置在上、下金屬端之間，取樣單元、發(fā)射單元和單片機(jī)通過電能存儲(chǔ)器與保護(hù)電路電連接；所述保護(hù)電路的輸入端和輸出端分別與上、下金屬端導(dǎo)通；所述電能存儲(chǔ)器為鋰電池或超級(jí)電容；數(shù)據(jù)接收器固定在溫濕度采