可记录多重雷击的雷电流波形在线监测装置研制

线路遭受多重雷击可能导致变电站内断路器损坏。多重雷击雷电流波形测量与监测对深入研究雷电活动和改进防雷技术有重要意义。因此提出了一种可实现连续5次以上多重雷击电流波形记录的雷电流在线监测系统。该系统根据多重雷击单次回击电流时间短、两次回击间隔时间长的特点,高速采样回击电流,低速采集中间电流并等待下次回击电流,实现连续波形记录。选用了最大传输延迟时间仅为3.5ns的可编程逻辑器件触发监测装置,保证雷击后0.5μs内启动监测装置采样;利用高低速采样结合的方式,一次可采集756ms时长的雷电流波形。制作的成套监测系统在实验室得到验证并应用于输电线路等易受雷击地区,给出了一组于2010年8月20日在深圳市采集到的实际雷电流波形。

雷电流全参数及避雷器状态在线监测研究

为给分析判断雷击线路杆塔号、雷击形式及实现快速定位提供充分的依据,研究了一种雷击输电线路和避雷针的雷电流全参数在线监测系统,采用罗氏电流传感器和前置机,配合GPRS公共平台远端传输接收数据,首次得到了雷击杆塔的电流波形、幅值、极性和雷击点位置。此外,还研究了线路用带间隙避雷器的运行寿命和配网避雷器运行状态的在线监测指示器,其中采用大电流通过次数的计数方法以确定带间隙避雷器的剩余寿命,设计的状态指示器的起始动作电流<100A,大电流时能可靠动作,告警和吊牌复位机构满足可靠性要求。配网避雷器采用阻性电流分量作为检测对象,当检测到的阻性电流达到设定阈值时,装置将自动发出双重故障指示。在多个变电站实际运行的结果表明:该装置动作可靠、标识明确、使用方便,减少了检修和停电导致的经济损失,提高了配电网的供电可靠性。

电力系统雷击远程在线监测系统

电力系统雷击远程在线监测系统是一种自然雷击电流波形数据采集装置,它利用Rogowski线圈电流传感器将雷电流转化为电压信号,并实现了雷电流波形数据的高速采集和远程无线传输;系统通过服务器专用软件实现雷电流波形浏览和电力系统雷击类型、故障方式等判定。系统安装于输电线路和塔式避雷针上,经过2年野外运行,已经成功获取4组自然雷击电流波形数据。与实验室常规冲击电流试验波形相比,这4组雷击电流波形数据中存在波头时间小于1μs和波形幅值激烈振荡的特性。

交叉互联高压电缆系统的局部放电在线监测和定位

高压电缆通常采用三相交叉互联(CB)接地方式来减小金属护套的感应电压和护层电流,由于三相电缆的金属护套通过交叉互联箱进行了换位连接,所以很难确定电缆内局部放电(简称局放,PD)信号发生的具体相位和互联段位。为此,首先通过实验研究了局放信号沿电缆传播时的衰减特性和电缆导体层与屏蔽层间的耦合效应,定量得出了衰减系数和耦合系数。然后以1个完整的交叉互联段为例,建立了仿真模型,研究了当局放源位于不同位置时在不同交叉互联接地箱处的高频电流传感器(HFCT)检测到的局放波形,通过对比分析各个传感器检测到的局放波形发现,局放源位于不同相线、不同电缆段或接头时,这些传感器检测到的信号具有不同的幅值和极性。以此为基础,得出了1套交叉互联高压电缆系统的局放定位规则,利用此规则可对6个传感器检测的信号的幅值和极性进行对比,从而可用来确定局放源的具体相别和段位。

基于电缆传递函数和信号上升时间的电力电缆局部放电在线定位方法

为实现电力电缆局部放电(简称局放)在线定位,基于电力电缆局放信号的上升时间和传递函数(RTTF),提出了1种以局放信号的上升时间与传播距离的函数关系为基础的电力电缆局放在线监测定位方法。该方法进行局放定位时只需要在1个测量点监测入射波,不仅可用于在线监测系统,而且可用于长电缆系统的局放定位,其精度取决于电缆、高频电流传感器(HFCT)和高通滤波器的衰减常数和传递函数。通过应用传递函数对局放信号的仿真与实验室数据对比,其相关系数大于0.99,该结果验证了仿真的正确性;另外仿真和在线监测数据表明,RTTF方法是1种有效的局放在线定位方法。

雷电流传感器罗氏线圈的研制及测试

基于罗氏线圈的理论分析,结合线圈安装位置的限制,设计了雷电流传感器罗氏线圈,进行了仿真验证和性能测试。结果为:仿真显示所设计罗氏线圈能够达到自积分线圈的要求;性能测试显示所研发的罗氏线圈测量雷电流的准确度和线性度均比较好,可满足雷电参数测量的要求。

基于雷电流测量的线路雷击类型判断方法

为了在雷害发生后正确区分雷击跳闸的类型,以采取针对性的防雷措施,仿真研究了雷击后避雷线至杆塔支路以及三相绝缘子串上流过的电流,总结出基于电流测量判断线路雷击类型的方法:避雷线至杆塔支路的电流比绝缘子串支路电流大得多时发生了反击闪络;绝缘子串支路电流比避雷线至杆塔支路电流大时发生了绕击闪络。这一判据具有普遍适用性。

雷电流传感器的研制及性能测试

通过对罗氏线圈各项参数的理论分析,设计出线圈的外形和尺寸,并且通过仿真分析和实验室试验,验证了所开发的罗氏线圈在频率特性、准确度以及抗干扰等方面的性能。