CN104297587A - 一种直流输电换流阀避雷器监测装置和监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直流输电换流阀避雷器监测装置和监测方法。一种直流输电换流阀避雷器监测装置，包括安装在避雷器端部和屏蔽环之间的监测回路，监测回路用于检测避雷器电流，监测回路中串设有至少1对具有空气气隙的平板电极，通过检测平板电极是否发生击穿来监测避雷器动作情况。一种直流输电换流阀避雷器监测方法，通过检测平板电极击穿现象判断避雷器是否动作。由于换流阀避雷器安装于换流阀阀厅内，避雷器上电压很高，其所处的电磁环境非常复杂，电磁干扰严重。本发明中监测回路没有任何电子元器件，且安装在避雷器端部和屏蔽环之间，这些都大大提高了监测装置的抗干扰能力。

Description

一种直流输电换流阀避雷器监测装置和监测方法

技术领域

本发明涉及一种直流输电换流阀避雷器监测装置和监测方法，属于电力设备监测技术领域。

背景技术

近年来，高压直流输电取得了快速发展，换流阀是高压直流输电工程中的核心设备，它对直流输电的安全稳定运行起着至关重要的作用。又由于换流阀非常昂贵，因此，工程中在换流阀的两端需并联避雷器进行保护。为了使换流站的工作人员，能及时了解换流阀避雷器的运行情况，需对避雷器的状态进行监测。

监测的方法有很多种，目前，比较常见的是在避雷器旁边安装由电子元器件构成的装置进行监测。由于换流阀避雷器安装于换流阀阀厅里，所处的电磁环境非常复杂，且电压等级又高，电磁干扰非常严重。因此，这种监测技术的缺点是，阀厅里的电磁环境有时会严重干扰监测装置里的电子元器件正常工作，造成避雷器动作的虚假信息，给换流站运行人员带来不便。

另外，检测避雷器电流的传统方式采用直接连接电流表或者电压表的方式，或者使用尖端放电装置进行监测，但是由于避雷器上的电流很大而且变化比较剧烈迅速，在使用电流表或者电压表时，电流表或者电压表之间会立即流过很大的电流或电压，可能会造成仪表的损坏；而且，尖端放电装置虽然能够准确检测避雷器电流，但是该装置成本较高，普及使用很困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种直流输电换流阀避雷器监测装置和监测方法，用以解决现有监测装置易受电磁干扰的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：一种直流输电换流阀避雷器监测装置，包括用于检测避雷器电流的监测回路，监测回路中串设有至少一对具有空气气隙的平板电极，通过检测所述平板电极发生击穿来监测避雷器动作与否。

监测回路由平板电极与线圈串联构成，线圈非接触穿设于避雷器接线柱上。

平板电极之间的绝缘介质为空气。

监测装置还包括用于检测平板电极被击穿时产生的光学效应的光敏元件。

监测装置还包括光纤，光敏元件安装于远离所述平板电极处，光纤一端设置在靠***板电极处，另一端连接光敏元件。

线圈和避雷器的接线柱之间采用绝缘介质隔离。

本发明还包括一种基于上述直流输电换流阀避雷器监测装置的直流输电换流阀避雷器监测方法，通过检测平板电极被击穿时的现象来监测避雷器是否动作；当避雷器动作时，平板电极被击穿，当避雷器不动作时，平板电极不被击穿。

通过检测平板电极之间的空气间隙产生光信号与否来判断平板电极是否被击穿；光纤将所述光信号传输给设置在远离平板电极处的光敏元件。

本监测装置的主要器件是具有空气间隙的平板电极，在被击穿后能够自动恢复使用，避免了经常更换平板电极，降低了成本。

本监测装置通过击穿产生的光信号来监测避雷器电流，光信号能够直观方便地检测出来，与通过其他信号监测的方式比较，更加容易直观地监测。

本监测装置利用平板电极在突然加载大电压时会击穿的原理，当平板电极击穿时，平板电极之间的空气间隙会有光信号，光敏元件根据光信号能够准确监测避雷器电流，避免了使用电流表或者电压表测量可能带来的仪表烧坏的问题，也避免了尖端放电装置成本较高，难以普及的问题。

本监测装置使用光纤进行光信号的远距离传输，为了避免在靠***板电极处带来安全上的隐患，对人身和器件都有安全保障，也提高了本监测装置的可靠性。

本监测装置只在监测回路上安装平板电极，没有安装其他的电子元器件，避免了阀厅里的电磁环境干扰监测装置而带来的避雷器误动作，所以，本监测装置抗干扰能力强；并且本监测装置结构简单，经济实用。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

一种直流输电换流阀避雷器监测装置，包括用于检测避雷器电流的监测回路，监测回路中串设有至少一对具有空气气隙的平板电极，通过检测平板电极发生击穿来监测避雷器动作与否。

一种基于上述直流输电换流阀避雷器监测装置的直流输电换流阀避雷器监测方法，通过检测平板电极被击穿时的现象来监测避雷器是否动作；当避雷器动作时，平板电极被击穿，当避雷器不动作时，平板电极不被击穿。

基于以上技术方案，结合附图，给出以下一个具体实施方式。

本监测装置里的平板电极必须具有空气间隙，因为被击穿后能够自动恢复。

一种直流输电换流阀避雷器监测装置，主要由两部分组成，即监测回路1、检测击穿时光学效应的光敏元件5。监测回路1安装在避雷器端部和屏蔽环之间，避雷器接线柱穿过监测回路1，监测回路1由平板电极2和线圈3串联构成一个回路。线圈3非接触穿设于避雷器接线柱上，两者采用绝缘介质隔离。

光敏元件5可以设置在靠***板电极处，这样能够直接接收光信号；靠***板电极可能比较危险，光敏元件5也可以设置在远离平板电极的地方，这种情况下使用光纤进行光信号的远距离传输。

如图1所示，光纤4一端设置在靠***板电极2处，另一端安装在光敏元件5处。所用光纤为普通的多模光纤，无其他特殊要求。图中所示光纤两端的凸出部分为普通光纤连接头。

避雷器上的电流流经监测回路1，当避雷器不动作时，避雷器上的漏电流很小，在监测回路1中平板电极2的两端感应出的电压也很小。当避雷器动作时，避雷器上的电流急剧增大，穿过监测回路1的磁通Φ也迅速增多，磁通的变化量也迅速增大。

$U=\frac{\mathrm{d\φ}}{\mathrm{dt}}---\left(1\right)$

公式1中，t为时间。

根据公式(1)，在平板电极2两端感应出的电压U突然变大，将平板电极2之间的空气间隙击穿，通过检测平板电极2之间的空气间隙产生光信号与否来判断平板电极是否被击穿，击穿时产生的光信号通过光纤4传输到远离平板电极处的光敏元件5。光敏元件5通过光电转换，将避雷器的动作信息进行上报，即完成整个监测工作。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种直流输电换流阀避雷器监测装置，其特征在于，所述监测装置包括用于检测避雷器电流的监测回路，监测回路中串设有至少一对具有空气气隙的平板电极，通过检测所述平板电极发生击穿来监测避雷器动作与否。

2.根据权利要求1所述的直流输电换流阀避雷器监测装置，其特征在于，所述监测回路由所述平板电极与线圈串联构成，所述线圈非接触穿设于避雷器接线柱上。

3.根据权利要求1或2所述的直流输电换流阀避雷器监测装置，其特征在于，所述平板电极之间的绝缘介质为空气。

4.根据权利要求3所述的直流输电换流阀避雷器监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括用于检测平板电极被击穿时产生的光学效应的光敏元件。

5.根据权利要求4所述的直流输电换流阀避雷器监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括光纤，光敏元件安装于远离所述平板电极处，所述光纤一端设置在靠***板电极处，另一端连接光敏元件。

6.根据权利要求5所述的直流输电换流阀避雷器监测装置，其特征在于，所述线圈和避雷器的接线柱之间采用绝缘介质隔离。

7.一种基于权利要求1所述直流输电换流阀避雷器监测装置的直流输电换流阀避雷器监测方法，其特征在于，通过检测平板电极被击穿时的现象来监测避雷器是否动作；当避雷器动作时，平板电极被击穿，当避雷器不动作时，平板电极不被击穿。

8.根据权利要求7所述的直流输电换流阀避雷器监测方法，其特征在于，通过检测平板电极之间的空气间隙产生光信号与否来判断平板电极是否被击穿；光纤将所述光信号传输给设置在远离平板电极处的光敏元件。