一种避雷器组测试系统的制作方法

1.本发明涉及电气设备测试领域，具体涉及一种避雷器组测试系统。


背景技术：

2.氧化锌避雷器被广泛应用于电网中，在运行过程中，阀片受潮和老化会使其绝缘水平下降。随着我国社会经济的发展和特高压系统的建设运行，直流系统对避雷器吸收能量的能力提出了越来越高的要求。由于单柱避雷器无法承受直流系统过电压时带来的冲击能量，因此，在高压直流系统中往往将多柱避雷器并联从而分散单柱避雷器的能量吸收压力。
3.避雷器组由多柱并联起来的避雷器组成，各柱避雷器应该做到规格一致。然而在实际生产中，各柱避雷器的伏安特性难以做到完全一致，导致各柱间能量吸收不均。吸收能量最多的那柱避雷器一旦被击穿，则导致整个避雷器组失去保护作用，对整个电力系统造成较大风险。
4.针对这个问题，研究者们的主要思路是通过更合适的均能配组方法，力求使避雷器组中各柱避雷器伏安特性一致。然而，通过均能配组方法只能尽量减小各柱避雷器伏安特性之间的差异，各柱避雷器的伏安特性难以做到完全一致，总会有一柱避雷器承受较大能量，随着避雷器组的工作和运行，这一柱避雷器在更大电流的作用下发热更多，阀片老化更快，各柱避雷器之间初始的差别会被放大。
5.另一方面，常常通过对泄漏电流的测量对氧化锌避雷器进行测试和故障诊断，然而泄漏电流非常微弱，其测量方法易受电网中谐波的影响。尤其是工作在换流站中的氧化锌避雷器，其泄漏电流信号中存在多次谐波，导致测量结果产生较大误差，甚至造成对氧化锌避雷器故障的误判或漏判。而常用的对避雷器组进行测试的方法是对避雷器组施加冲击电压，测试流过各柱避雷器的冲击电流，这种方法存在测试环境和避雷器组实际运行环境不一致的缺陷，所测结果与避雷器组实际运行情况可能存在较大出入。
6.因此，当前亟需一种对避雷器组中薄弱避雷器柱进行鉴别和测试的装置。


技术实现要素：

7.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种避雷器组测试系统，能够进行避雷器是否薄弱以及是否存在击穿风险的判断，进行避雷器组保护。
8.为达到以上目的，本发明采取的技术方案是，包括：数据采集单元，其包括直流高压测量装置和多个之间相互连接的泄漏电流采集装置，每个泄漏电流采集装置对应一待测避雷器柱以用于对待测避雷器柱的电流进行测量，各待测避雷器柱的上端之间电气连通并接入直流高压，所述直流高压测量装置用于对待测避雷器柱上端输入的电压进行测量；数据处理单元，其用于基于直流高压测量装置和泄漏电流采集装置采集的各待测避雷器柱的电压和电流，进行待测避雷器柱的伏安特性曲线绘制，进行待测避雷器柱是否
薄弱以及是否存在击穿风险的判断。
9.在上述技术方案的基础上，所述避雷器组测试系统还包括上挡板；所述上挡板上开设有多个呈间隔设置的开孔；所述开孔用于在对待测避雷器柱进行测试时对待测避雷器柱的上端进行固定，且每个开孔对应一待测避雷器柱；所述上挡板上设有多个绝缘勾，且多个绝缘勾均匀分布于上挡板的四周；每个绝缘勾上挂设有绝缘重物。
10.在上述技术方案的基础上，所述避雷器组测试系统还包括测试集成箱；所述数据采集单元和数据处理单元均位于所述测试集成箱内部。
11.在上述技术方案的基础上，所述测试集成箱的上部用于在进行待测避雷器柱测试时通过螺纹对待测避雷器柱的下端固定；所述泄漏电流采集装置与待测避雷器柱之间通过泄漏电流引出线相连，所述泄漏电流引出线相连的一端连接待测避雷器柱，另一端与该待测避雷器柱对应的泄漏电流采集装置相连。
12.在上述技术方案的基础上，所述直流高压测量装置和泄漏电流采集装置均接地；所述测试集成箱的外壳接地；所述测试集成箱的外壳上设有高压套筒，且高压套筒与测试集成箱间绝缘；所述高压套筒穿设在测试集成箱的外壳上并向外伸出上以使测试集成箱的内部与外部连通；所述直流高压测量装置通过高压套筒与待测避雷器柱的上端相连。
13.在上述技术方案的基础上，所述直流高压测量装置和泄漏电流采集装置通过光纤与数据处理单元相连。
14.在上述技术方案的基础上，所述数据处理单元包括判断单元和多个模数转换器；所述模数转换器用于将直流高压测量装置测得到电压的模拟信号转换为模拟信号转换为数字信号，并通过光纤传输给判断单元，以及将泄漏电流采集装置测得到电流的模拟信号转换为模拟信号转换为数字信号，并通过光纤传输给判断单元；所述直流高压测量装置对应一模数转换器，且每个泄漏电流采集装置对应一模数转换器；所述判断单元用于基于测得的待测避雷器柱的电压和电流，进行待测避雷器柱的伏安特性曲线绘制，进行待测避雷器柱是否薄弱以及是否存在击穿风险的判断。
15.在上述技术方案的基础上，所述判断单元按照设定的时间间隔，等时间间隔地接收待测避雷器柱的电压和电流数据，并基于接收的电压和电流数据，进行待测避雷器柱的伏安特性曲线绘制，且在待测避雷器柱对进行伏安特性曲线绘制时，待测避雷器柱的上端输入预设次数的不同电压；
基于绘制的待测避雷器柱的伏安特性曲线，若在第一预设持续时间内，当前待测避雷器柱所通过的电流至少为其它待测避雷器柱的第一预设倍数，或者，若在第二预设持续时间内，当前待测避雷器柱所通过的电流至少为其它待测避雷器柱的第二预设倍数，则判定当前待测避雷器柱为薄弱避雷器柱。
16.在上述技术方案的基础上，基于绘制的待测避雷器柱的伏安特性曲线，若当前待测避雷器柱最新绘制的伏安特性曲线与其初始伏安特性曲线相比，若相同电压下两伏安特性曲线上的电流差值，为该电压下初始伏安特性曲线上电流值的至少预设倍数，则判定当前待测避雷器柱存在击穿风险。
17.在上述技术方案的基础上，所述避雷器组测试系统还包括无线通讯单元和终端；所述判断单元与无线通讯单元间通过光纤进行数据传输，所述无线通讯单元和终端间以及无线通讯方式进行数据传输；当判断单元判断得到待测避雷器柱为薄弱或存在击穿风险时，通过无线通讯单元向终端报警。
18.与现有技术相比，本发明的优点在于：利用避雷器老化或受潮后伏安特性曲线发生漂移的特性，通过直流高压测量装置和泄漏电流采集装置进行对避雷器组中各避雷器柱的测试，针对常规避雷器组使用均能配组方案无法避免避雷器组长时间使用后各柱避雷器间出现差异的缺陷，进行避雷器是否薄弱以及是否存在击穿风险的判断，进行避雷器组保护。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明实施例中一种避雷器组测试系统的结构示意图；图2为本发明实施例中相关数据采集处理单元的示意图；图3为氧化锌避雷器老化或受潮后伏安特性曲线发生漂移的示意图。
21.图中：1-光纤，2-绝缘重物，3-上挡板，4-测试集成箱，5-泄漏电流引出线，6-泄漏电流采集装置，7-判断单元，8-无线通讯单元，9-直流高压测量装置，10-高压套筒，11-待测避雷器柱，12-直流高压发生器。
具体实施方式
22.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。
23.参见图1所示，本发明实施例提供的一种避雷器组测试系统，包括数据采集单元、数据处理单元、上挡板3、测试集成箱4、无线通讯单元8和终端。
24.数据采集单元包括直流高压测量装置9和多个之间相互连接的泄漏电流采集装置6，每个泄漏电流采集装置6对应一待测避雷器柱11以用于对待测避雷器柱11的电流进行测量，各待测避雷器柱11的上端之间电气连通并接入直流高压，直流高压测量装置9用于对待测避雷器柱11上端输入的电压进行测量。数据处理单元用于基于直流高压测量装置9和泄漏电流采集装置6采集的各待测避雷器柱11的电压和电流，进行待测避雷器柱11的伏安特性曲线绘制，进行待测避雷器柱11是否薄弱以及是否存在击穿风险的判断。
25.本发明实施例中，避雷器组测试系统还包括上挡板3；上挡板3上开设有多个呈间隔设置的开孔；开孔用于在对待测避雷器柱11进行测试时对待测避雷器柱11的上端进行固定，且每个开孔对应一待测避雷器柱11。
26.即通过在上挡板3与待测避雷器柱11间接触的地方开设多个开孔，当将待测避雷器柱11固定在测试集成箱4上之后，待测避雷器柱11上端与上挡板3上开设的开孔自动对位，从而将待测避雷器柱11上端光滑地嵌入上挡板3，并使各待测避雷器柱11间分开。上挡板3内部通过金属使得避雷器组中各待测避雷器柱11上端之间电气连通。在对待测避雷器柱11进行测试时，直流高压从上挡板3接入。
27.上挡板3上设有多个绝缘勾，且多个绝缘勾均匀分布于上挡板3的四周；每个绝缘勾上挂设有绝缘重物2。即通过在上挡板3的四周设置绝缘勾，将上挡板3安装在待测避雷器柱11上端后，可以将绝缘重物2挂在绝缘勾上，增加上挡板3的稳定性。绝缘勾的数量可以是四个、八个或多个，其位置根据实际需要和力学稳定性共同确定。
28.本发明实施例中，数据采集单元和数据处理单元均位于测试集成箱4内部。测试集成箱4的上部用于在进行待测避雷器柱11测试时通过螺纹对待测避雷器柱11的下端固定；泄漏电流采集装置6与待测避雷器柱11之间通过泄漏电流引出线5相连，泄漏电流引出线5相连的一端连接待测避雷器柱11，另一端与该待测避雷器柱11对应的泄漏电流采集装置6相连。直流高压测量装置9和泄漏电流采集装置6均接地；测试集成箱4的外壳接地。泄漏电流采集装置6的上端与待测避雷器柱11的下端相连，各泄漏电流采集装置6的下端相连并接地。
29.即待测避雷器柱11下端与测试集成箱4上部通过螺纹固定，测试集成箱4内部设有泄漏电流引出线5，泄漏电流引出线5的一端与待测避雷器柱11下端和测试集成箱4固定处相连接，另一端接泄漏电流采集装置6，从而泄漏电流采集装置6对待测避雷器柱11的泄漏电流进行测量，泄漏电流采集装置6之间通过金属相连使得各待测避雷器柱11下端电气连通。
30.测试集成箱4的外壳上设有高压套筒10，且高压套筒10与测试集成箱4间绝缘；高压套筒10穿设在测试集成箱4的外壳上并向外伸出上以使测试集成箱4的内部与外部连通；直流高压测量装置9通过高压套筒10与待测避雷器柱11的上端相连，从而实现对待测避雷器柱11的电压测量。直流高压测量装置9和泄漏电流采集装置6通过光纤1与数据处理单元相连。
31.本发明实施例中，通过直流高压发生器12产生所需的测试电压，待测避雷器柱11的上端和直流高压测量装置9与直流高压发生器12的高压端相连。直流高压测量装置9的一端与待测避雷器柱11的上端相连，另一端与泄漏电流采集装置6的下端相连，从而实现对待测避雷器柱11电压的测量。其中，直流高压发生器12可以使用串级直流高压发生器。
32.参见如2所示，数据处理单元包括判断单元7和多个模数转换器；模数转换器用于将直流高压测量装置9测得到电压的模拟信号转换为模拟信号转换为数字信号，并通过光纤1传输给判断单元7，以及将泄漏电流采集装置6测得到电流的模拟信号转换为模拟信号转换为数字信号，并通过光纤1传输给判断单元7；直流高压测量装置9对应一模数转换器，且每个泄漏电流采集装置6对应一模数转换器；判断单元7用于基于测得的待测避雷器柱11的电压和电流，进行待测避雷器柱11的伏安特性曲线绘制，进行待测避雷器柱11是否薄弱以及是否存在击穿风险的判断。图2中，实线箭头表示数字信号，虚线箭头表示模拟信号。
33.本发明实施例中，判断单元7按照设定的时间间隔，等时间间隔地接收待测避雷器柱11的电压和电流数据，并基于接收的电压和电流数据，进行待测避雷器柱11的伏安特性曲线绘制，且在待测避雷器柱11对进行伏安特性曲线绘制时，待测避雷器柱11的上端输入预设次数的不同电压。例如，在对待测避雷器柱11的一次伏安特性曲线绘制中，对待测避雷器柱11的上端输入直流高压，且伏安特性曲线绘制过程中，输入的直流高压按照固定间隔至少变化8次，同时每间隔2ms进行一次待测避雷器柱11的电压和电流采集，从而进行待测避雷器柱11的一次伏安特性曲线绘制。
34.本发明实施例中，基于绘制的待测避雷器柱11的伏安特性曲线，若在第一预设持续时间内，当前待测避雷器柱11所通过的电流至少为其它待测避雷器柱11的第一预设倍数，或者，若在第二预设持续时间内，当前待测避雷器柱11所通过的电流至少为其它待测避雷器柱11的第二预设倍数，则判定当前待测避雷器柱11为薄弱避雷器柱。
35.例如，基于对待测避雷器柱11绘制的伏安特性曲线，若在连续的30分钟内，当前待测避雷器柱11所通过的电流至少为其它待测避雷器柱11的1.25倍，或者，若在连续的1分钟内，当前待测避雷器柱11所通过的电流至少为其它待测避雷器柱11的3.5倍，则判定当前待测避雷器柱11为薄弱避雷器柱。
36.本发明实施例中，基于绘制的待测避雷器柱11的伏安特性曲线，若当前待测避雷器柱11最新绘制的伏安特性曲线与其初始伏安特性曲线相比，若相同电压下两伏安特性曲线上的电流差值，为该电压下初始伏安特性曲线上电流值的至少预设倍数，则判定当前待测避雷器柱11存在击穿风险。初始伏安特性曲线为对待测避雷器柱11第一次进行测试，绘制得到的伏安特性曲线。
37.例如，基于绘制的待测避雷器柱11的伏安特性曲线，若当前待测避雷器柱11最新绘制的伏安特性曲线与其初始伏安特性曲线相比，若相同电压下两伏安特性曲线上电流漂移最大值，为该电压下初始伏安特性曲线上电流值的至少2倍，则判定当前待测避雷器柱11存在击穿风险。参见图3所示，氧化锌避雷器老化或受潮后伏安特性曲线发生漂移的示意图，可以看出：氧化锌避雷器老化或受潮后，其伏安特性曲线向右漂移。图3中，moa表示氧化锌避雷器，i表示电流，u表示电压。
38.本发明实施例中，判断单元7与无线通讯单元8间通过光纤1进行数据传输，所述无线通讯单元8和终端间以及无线通讯方式进行数据传输；当判断单元7判断得到待测避雷器柱11为薄弱或存在击穿风险时，通过无线通讯单元8向终端报警。
39.具体的，无线通讯单元8会向终端发送判断单元7传输的待测避雷器柱11的电压、电流、伏安特性曲线及判断单元7所作出的判断。当终端侧的工作人员认为数据或避雷器柱运行状况存在异常需要重新进行实验时，可以通过无线通讯模块向判断单元7发送命令，从
而使判断单元7保存或清空原有数据，重新接收数据进行新的伏安特性曲线绘制及判断。
40.本发明实施例的避雷器组测试系统，利用避雷器老化或受潮后伏安特性曲线发生漂移的特性，通过直流高压测量装置9和泄漏电流采集装置6进行对避雷器组中各避雷器柱的测试，针对常规避雷器组使用均能配组方案无法避免避雷器组长时间使用后各柱避雷器间出现差异的缺陷，进行避雷器是否薄弱以及是否存在击穿风险的判断，进行避雷器组保护。本发明在判断单元7中处理数据并绘制伏安特性曲线，通过无线通讯模块与终端进行交互。本发明具有安装简便、操作便捷和判断准确的特点，能够协助对避雷器组中各避雷器柱的出厂质量测试以及运维检修。
41.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
42.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
43.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。