新型无残压感应雷击计数器

邱灿树，杨凯，林国鑫

（广东电网有限责任公司潮州供电局，广东 潮州 521000）

0 引言

本研究项目正在研制一种国际通用新型无残压间隙型重金属和氮氧化物残压避雷器采用无残压压力监测测量装置及残压测量方法。通用新型无残压感应计数器采用无源CT采集放电电流信号，经过采集、抽样、量化、整流、滤波、稳压、保护、信号放大等一系列电流信号处理后推动三位数码计数器动作，从而完成放电次数的记录。计数温度指示准确，千位数满后自动记数回零，继续一个循环后可累计一个计数一次工作。外形美观大方，安装方便，读数清晰，工作可靠。由于它没有采用氧化锌电阻片分压，就不会有残压，感应计数器由于采用的感应原理，没有常规2mS方波通流容量等指标的限制，这正是无残压感应计数器最突出的特点，也是与老式的JS-8、JCQ-3等计数器最大的区别所在。

通常串联在防雷装置的地线中，用来监测防雷装置放电次数，特别适用于多雷、强雷电地区。通过记录的数据可以分析判断线路落雷情况及防雷装置的性能好坏，在工程应用中可以通过感应计数器积累大量的数据，给防雷工程方案制定、防雷设备性能的选型、检验提供指导性工作。大大降低了电网企业运维成本，并且现场施工安装方便、简捷，容易实现。

1 技术概念

通用新型无残压感应计数器装置采用无源CT采集放电电流信号，经过采集、抽样、量化、整流、滤波、稳压、保护、信号放大等一系列电流信号处理后推动三位数码计数器动作，从而完成放电次数的记录。计数温度指示准确，千位数满后自动记数回零，继续一个循环后可累计一个计数一次工作。外形美观大方，安装方便，读数清晰，工作可靠。

它没有采用氧化锌电阻片分压，就不会有残压，感应计数器由于采用的感应原理，没有常规2mS方波通流容量等指标的限制，这正是无残压感应计数器最突出的特点。

通用新型交流无线电残压间隙感应电流计数器使该装置的每次泄漏高压电流都是经过采用无残压间隙式的金属管和氧化物感应避雷器作为无残压电流监测系统装置的高压穿心一体式电流电压互感器，电流互感信号直接进入高压电流器的电压信号转换控制电路，把高压电流信号变换为形成短路电压计算信号，在经过交流电压转换信号进入调理转换电路后又再变换为形成mcu电路可以正常接受的交流电压信号幅值，最后电流进入mcu电路进行电压计算，在经过m和dft离散傅立叶变换后，采集的高压电流转换信号可以分解为输出全部的电流和带无阻性的全电流的基波值，在液晶显示屏以自动轮询式的方式同时显示轮询数据并同时存在在dflash数据存储器中，存储轮询数据的擦写指针同时存放在mce2prom中，可以多次进行擦写；同时当一个上位机器向请求系统发送数据时，mcu通过轮询数据串口通信命令系统自动接收数据到轮询命令，并通过mcuart两个串口分别发出一个相应大于返回值的数据。所述的就是把脉冲电流信号变换器形成脉冲电压中断信号也就是通过采用高频时钟互感器二次感应大功率电流的方式出现，当其中有大量的电流信号通过高频时钟互感器后，在高频互感器二次侧就会输出一定的频率幅值的脉冲电流，经过一个比较中断电路后就会形成一个脉冲中断信号并直接自动触发它的mcu雷达中断控制功能，此时通过mcu记录雷达的电流或者通过电压只会发生一次，并且把整个实时高频时钟中断系统所需要记录的中断时间一起直接存入它的flash实时存储器中[1-2]。

2 传统避雷器的缺点

2.1 自然方面导致雷击

现阶段的架空避雷器设计布置工作过程中，架空电缆线路发生雷击，是一个比较严重的安全问题，如果在雷击处置的整个过程中，未按照正确的设计理念和布置方法及时来布置完成，势必会严重影响到架空线路的正常运行发展。分析专家认为，自然灾害原因放电是可能造成输电线路发生雷击的主要危险因素之一。首先，自然界的雷电天气状况变化几乎是完全不可能被操纵的，有些偏远地方的电力线路雷电布置，虽然在线路可靠性、可行性两个方面已经大幅度的有了提升，但是由于雷电破坏天气所可能造成的线路能量消耗是非常庞大的，并非一般的发电设备上所可以能够承受。所以，当出现自然灾害天气的导致雷电不断持续增强的情况时候，肯定可能会直接造成传输线路上的雷击破坏现象，而且雷电产生的线路破坏伤害力度非常突出，无法在短期内良好的得到弥补。其次，雷击事故现象的频繁发生，部分铁路区域并没有在之前对铁路天气气候变化有效的高度关注，与铁路相关主管部门的沟通联系较少，此种雷击现象的频繁发生，导致运输线路中对雷击的各项监测数据、信息等的获取，都往往是长期停留在一种表面化的处理工作中，没有按照客观市场需求规律来良好的处理完善，因此在雷击事故的及时预防、处置上，都往往出现了各种拖延、缓慢的处理问题，无法快速的得到解决。

2.2 设备本身原因导致雷击

就各类雷击本身而言，设备损坏原因也是一个不可忽视的组成部分，而且其所造成的恶劣影响力特别高，倘若在风险应对和问题解决上，没有充分选用正确的解决方案设备来进行完成，势必会直接导致日后的各类雷击灾害现象不断急剧加重，届时其所造成的恶劣影响，根本无法在短期内良好的得到弥补。第一，避雷器用于雷击的所有检测设备，有可能超过一半都没有能够达到国家相关行业规范和技术标准。这些典型地方在运输项目的总体建设和运输线路的规划布置上，完全只能是通过采用成本最低的设计原则方式来进行操作，而且没有在相关设备、线路上及时开展良好的技术测试，以至于缺乏雷击灾害问题的有效应对，不具备提供足够的技术基础设施支持，各技术方面的准备工作没有安排，容易使人陷入到较大的成本被动局面，最终由此造成的恶劣影响难以得到弥补。第二，避雷器的很多相关设备、线路，都没有能够做出有效的故障修复或者处理。例如，部分一些地方的隧道雷击安全事故事后处置，完全还只是在表面上初步开展，未来才能够在具体处置工作的技术深入性和内容上，做出适当的技术革新，这就必然导致一些潜在性的安全隐患依然不断存在，而且在很多技术工作的事前布置和事后处理上，都没有在相关技术标准依据上不断的创新增加，造成的一系列技术挑战仍然是非常多的[3]。

2.3 避雷器外表面污秽的影响

moa外壳体表面的油渍污秽，除了对稳压阀片柱的内部电压电流分布的直接影响而使其内部污污泄露出的电流大大增加外，表面污污泄露出的电流对电压测试工作精度的直接影响也不能过分忽视。污秽腐蚀程度不同，其外壳和表面的阻性泄露泄漏电流对于moa阻性泄漏电流的定量测试结果影响也不一样。

2.4 温度和湿度对测试结果的影响

由于分为moa的两个阀片在小型的电流环境区域之间具有正负的内部温度流动系数，加之阀片内部空间较小，散热流动条件相对较差，同时在具有功率大损耗时所产生的额外热量等也会直接使整个阀片的内部温度系数高于电流环境中的温度。这些改变会导致使位于moa的相位阻性驱动电流逐渐增大。通常这种情况下，温度越高，泄露器的电流越大。

3 主要技术难点

（1）采用无源CT采集放电电流信号。（2）采用的感应原理，没有常规2mS方波通流容量等指标的限制。（3）全天候环境下使用，寿命长。

4 创新措施

（1）没有采用氧化锌电阻片分压，就不会有残压，感应计数器由于采用的感应原理，没有常规2mS方波通流容量等指标的限制问题。（2）无残压感应计数器采用无源CT采集放电电流信号，经过采集、抽样、量化、整流、滤波、稳压、保护、信号放大等一系列电流信号处理后推动三位数码计数器动作，从而完成放电次数的记录。解决了记数稳定性能问题。（3）尤其是通用新型无残压感应计数器装置在工艺上面、安装方面都比传统的优化的很多。完全不同于传统的计数器。（4）适用于所有电压等级的安装应用广泛。

5 未来发展前景

通用新型安全无交流残压自动感应在线雷击动作计数器，该装置广泛适用于各交流电压不同等级雷击避雷器的在线动作监测，可以完全直接替代使用传统的全自动电流电压表和在线动作雷击计数器，用来监测防雷装置放电次数，特别适用于多雷、强雷电地区。通过记录的数据可以分析判断线路落雷情况及防雷装置的性能好坏，在工程应用中可以通过感应计数器积累大量的数据，给防雷工程方案制定、防雷设备性能的选型、检验提供指导性工作[4]。

6 结论

我国在对于雷击的及时预防和有效降低危害过程中，正不断的通过各种多元化的预防措施方式来不断完善，很多预防工作以及任务的正确执行，不仅能够及时取得较好的预防效果，而且也没有因此造成严重的社会影响。未来，我们仍将继续对各类雷击深入研究，进行科学的合理应对，坚持在具体雷击工作的实际执行上，进行良好的结构调整，提高雷击工作的社会综合经济效益。