避雷器在線監(jiān)測裝置在變電站的應(yīng)用與研究

引言

避雷器又稱過電壓保護器,是用于保護電力設(shè)備免受瞬態(tài)過電壓損壞的電器裝置,是保證電力系統(tǒng)安全運行的重要保護設(shè)備之一,被廣泛應(yīng)用于變電站各電力線纜或設(shè)備中。避雷器的主要作用是限制雷電入侵波過電壓或由操作引起的內(nèi)部過電壓。避雷器在正常工作電壓下的電力線纜或設(shè)備中工作時,對于大地來說避雷器呈開路狀態(tài):當(dāng)電力線纜或設(shè)備上出現(xiàn)高電壓,且達(dá)到避雷器動作電壓時,避雷器就會導(dǎo)通,將高電壓沖擊電流流向大地。當(dāng)過電壓消失后,避雷器又重新恢復(fù)正常開路狀態(tài),從而保證電力線路或設(shè)備的正常運行。判斷避雷器好壞的重要參考指標(biāo)是泄漏電流值,因為避雷器正常工作時相當(dāng)于一個絕緣體,此時泄漏電流非常小,其泄漏電流值在很小范圍內(nèi)變化。當(dāng)電流值變化超出范圍時,則說明避雷器芯體內(nèi)閥片的絕緣性能下降。

目前,通過變電站值班員定期對避雷器檢測裝置進行巡視判斷避雷器是否正常,觀察避雷器檢測裝置泄漏電流表的電流值是否在正常范圍內(nèi)。但是,變電站內(nèi)避雷器檢測裝置數(shù)量非常多,通常一個220kV變電站有幾十甚至上百個檢測裝置,單是對這些避雷器檢測裝置巡視就消耗了變電站值班員的大量時間和精力。雖然現(xiàn)在市面上也有一些避雷器在線監(jiān)測裝置,但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜且價格昂貴,所以變電站內(nèi)幾乎沒有安裝避雷器在線監(jiān)測裝置。此外,在對避雷器巡視中發(fā)現(xiàn),故障最多的也是避雷器檢測裝置自身故障,其泄漏電流表損壞導(dǎo)致指針指示為零。當(dāng)遇到無法直接驗電的設(shè)備時,可采用間接驗電方法,但是由于運行值班員的工作疏忽,此時帶電顯示裝置和避雷器檢測裝置的泄漏電流表都故障時,運行值班員誤認(rèn)為此時線路無電而合上接地刀閘或掛接地線,導(dǎo)致嚴(yán)重的誤操作事件,直接危及值班員的生命安全并損壞設(shè)備。

1避雷器在線監(jiān)測裝置的改進方案

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題,本文提出了一種可在線監(jiān)測的避雷器檢測裝置,如圖1所示。該在線監(jiān)測避雷器檢測裝置,包括裝置本體、設(shè)于該裝置本體內(nèi)部的泄漏電流測試表和高壓進線板,高壓進線板與泄漏電流測試表的輸入端電連接,且該改進方案還包括在線監(jiān)控電路。泄漏電流測試表包括指針和刻度表。與常規(guī)的避雷器檢測裝置相比較,該監(jiān)測裝置本體上設(shè)有與刻度表對應(yīng)匹配的零值端子、正常值端子和超值端子,零值端子、正常值端子和超值端子,三者可分別與指針接觸或斷開,并分別形成零值開關(guān)K1、正常值開關(guān)K2和超值開關(guān)K3,零值開關(guān)K1、正常值開關(guān)K2和超值開關(guān)K3均連接于在線監(jiān)控電路中。

1一裝置本體;2一絕緣支撐板;3一計數(shù)器模塊;4一泄漏電流表指針;

5一泄漏電流表指針公共端;6一零值端子;

7一正常值端子;8一超值端子.

圖1在線監(jiān)測的避雷器檢測裝置

0避雷器在線監(jiān)測裝置的工作原理

本文提出的避雷器檢測裝置控制回路如圖2所示,其工作原理如下:

（1）電力線路和避雷器均正常運行時,避雷器泄漏電流在正常范圍內(nèi),此時泄漏電流測試表的指針指向正常值端子,即正常值開關(guān)K2閉合,正常指示回路中低壓中間繼電器KA2的線圈勵磁,低壓中間繼電器KA2常開開關(guān)閉合,自檢回路導(dǎo)通,繼電器KM2線圈勵磁,此時,繼電器KM2的常開開關(guān)閉合形成自保持回路。同時,該繼電器KM2的常閉開關(guān)打開,正常指示回路中的低壓中間繼電器KA2的線圈失磁,使正常指示回路一直處于斷開狀態(tài)。（2）當(dāng)避雷器絕緣性能下降后,使得泄漏電流值過大或泄漏電流測試表出現(xiàn)故障時,泄漏電流測試表的指針則會指向超值端子或零值端子,即超值開關(guān)K3或零值開關(guān)K1閉合,超值告警或零值告警回路中的告警值低壓中間繼電器KA1的線圈勵磁,低壓中間繼電器KA1的常閉開關(guān)打開,斷開自檢回路,使繼電器KM2線圈失磁,在正常指示回路中繼電器KM2的常閉開關(guān)閉合,同時正常指示信號消失:而手動復(fù)位回路中的低壓中間繼電器KA1的常開開關(guān)閉合,導(dǎo)通手動復(fù)歸回路,該回路中繼電器KM1的線圈勵磁,繼電器KM1常開開關(guān)閉合形成自保持回路,同時,零值告警回路和超值告警回路中的繼電器KM1常閉開關(guān)打開,低壓中間繼電器KA1線圈失磁,并使超值告警或零值告警回路一直處于斷開狀態(tài)。

該設(shè)計方案保證了泄漏電流測試表的指針與超值端子或零值端子接觸時一直處于無電狀態(tài),有助于延長泄漏電流測試表的使用壽命。同時,將繼電器KM1、KM2的常開開關(guān)接入信號燈或蜂鳴器回路中,從而可以控制信號燈或蜂鳴器,或者將常開開關(guān)的接通或斷開信號接入至監(jiān)控后臺機,以實現(xiàn)在線監(jiān)控功能。當(dāng)電力線路正常運行時,在線監(jiān)控電路發(fā)出告警信號時,說明泄漏電流測試表指針指向零值并與零值端子接觸(或泄漏電流測試表的指針超出正常范圍并與超值端子接觸）,從而可以判斷是避雷器檢測裝置自身出現(xiàn)故障,實現(xiàn)了自檢功能。

3改進方案在變電站中的應(yīng)用

變電站中安裝在線監(jiān)測的避雷器檢測裝置,不僅可以監(jiān)測避雷器是否處于良好狀態(tài),還可以作為運行值班員檢查避雷器泄漏電流表讀數(shù)并結(jié)合其他電氣設(shè)備或儀表儀器來判斷線路是否有電。本文改進方案可以跟帶電顯示裝置或線路壓變配合同時接入電氣閉鎖電路,與線路接地刀閘實現(xiàn)閉鎖關(guān)系,通過帶電顯示裝置或線路壓變和避雷器檢測裝置,對人身和設(shè)備安全進行雙重保護。

該避雷器在線檢測裝置甚至可以完全取代帶電顯示裝置,將信號燈安裝在避雷器檢測裝置旁邊,以觀察電力線路是否帶電,控制信號接入電氣閉鎖電路,并與接地刀閘實現(xiàn)電氣閉鎖,不僅可以節(jié)約購買及安裝帶電顯示裝置的費用,還可以節(jié)約日后帶電顯示裝置的維修費用。同時,本文提出的避雷器檢測裝置具有在線監(jiān)測功能,可減少人員對避雷器檢測裝置的巡視工作,從而節(jié)約運行值班員的大量時間和精力。

4結(jié)語

本文提出的可在線監(jiān)測的避雷器檢測裝置有以下效用:

(1）該改進方案可通過在線監(jiān)控電路監(jiān)測避雷器是否良好,并能實現(xiàn)避雷器檢測裝置的自檢功能。

(2）該改進方案通過加裝一個零值端子、正常值端子和超值端子,具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、易于改裝等優(yōu)點,通過簡單的控制電路即可實現(xiàn)在線監(jiān)控功能。