CN111965566B - 一种内置式通过霍尔传感器进行避雷器在线监测的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种内置式通过霍尔传感器进行避雷器在线监测的方法，包括：获取避雷器内阀片的散热数据和流经所述阀片的电流数据；基于所述散热数据和所述电流数据，得到所述阀片的热平衡特性；基于散热数据、所述电流数据或热平衡特性，确定避雷器寿命，并判断避雷器运行的健康状态。本发明的内置式避雷器在线监测方法，采集并处理避雷器的温度数据和漏电流数据，将温度数据和漏电流数据发送给单片机控制电路进行计算处理。最后将温度数据和漏电流数据以及避雷器寿命的分析结果传输给BC26无线传输模块或有线传输模块，通过移动终端或远程服务器查看数据，这些数据可以实时监测到避雷器运行数据，并判断避雷器运行健康状态，及早预测避雷器故障。

Description

一种内置式通过霍尔传感器进行避雷器在线监测的方法

技术领域

本发明涉及避雷器监测领域，尤其涉及一种内置式通过霍尔传感器进行避雷器在线监测的方法。

背景技术

避雷器是用来保护电力***中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一个电器。避雷器的类型主要有保护间隙、阀型避雷器和金属氧化物(MOA)避雷器。通过并联放电间隙或非线性电阻的作用,对入侵流动波进行削幅,降低被保护设备所受过电压幅值。避雷器既可用来防护大气过电压,也可用来防护操作过电压。

近年来，MOA避雷器具有优越的保护特性，通流容量大，内部结构简单，自身重量轻，维护少等优点，因此在电力***中获得了广泛的运用。氧化锌避雷器是一种保护性能优越、质量轻、耐污秽、性能稳定的避雷设备。它主要利用氧化锌良好的非线性伏安特性，使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小(微安或毫安级)；当过电压作用时，电阻急剧下降，泄放过电压的能量，达到保护的效果。这种避雷器和传统避雷器的差异是它没有放电间隙，利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用。但MOA避雷器在投入电力***工作后，也会出现很多问题：

(1)由于MOA避雷器的MOA阀片在电网电压作用下，一定有泄漏电流流过MOA阀片，电流中的有功分量将使阀片发热从而引起MOA阀片伏安特性的变化，这是一个正反馈的过程，长期作用的结果将导致MOA阀片老化，直至出现热击穿。

(2)MOA避雷器受到冲击电压的作用，MOA阀片也会在冲击电压能量的作用下发生老化。

(3)MOA避雷器内部受潮或内部绝缘支架的绝缘性能不良，会使工频电流增加，功耗加剧，严重时可导致内部放电。

(4)MOA避雷器时常受到雨、雪、凝露及灰尘的污染，由于MOA避雷器内外电位不同而使内部MOA阀片与外部瓷套之间产生较大的电位差，导致径向放电现象的发生，严重时可能损坏避雷器。

根据统计，我国电力***八十年代中期，应用MOA避雷器以来，其主要故障是由于老化、直流1mA参考电压过低，MOA阀片温度系数过大和电位分布不均匀等原因造成的。一旦MOA阀片发生故障，本身将造成损坏甚至***，同时其它电气设备将失去过电压保护，影响电力***的安全运行，所以实现有效实时的对MOA避雷器进行状态检测进而判断其健康状况势在必行。

MOA避雷器性能的好坏直接影响电力***安全运行，MOA避雷器在实际运行中，内部老化和受潮后，阻性电流会大幅度的增加，使其MOA阀片温度升高，一旦***中有过电压产生，将会使MOA避雷器产生热崩溃，甚至是避雷器***，从而使避雷器失去保护作用。

MOA避雷器仅靠一年一次预试来发现其老化是不够的，即使在预试中合格的MOA避雷器，在运行中可能发生击穿损坏，保护特性下降，则将会产生极其严重的后果，为保障MOA避雷器安全运行，需要在线监测避雷器的运行状态。

有鉴于此，有必要研究出一种避雷器在线监测方法，以实时监控避雷器的运行状态。

发明内容

本发明提供了一种内置式通过霍尔传感器进行避雷器在线监测的方法，可在线监测避雷器的温度、电流及电压数据。通过温度、电流的变化可以有效的检测出避雷器内部老化，受潮等异常，避免避雷器带故障运行。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种内置式通过霍尔传感器进行避雷器在线监测的方法，包括：

获取避雷器内阀片的散热数据和流经所述阀片的电流数据；

基于所述散热数据和所述电流数据，得到所述阀片的热平衡特性；

基于散热数据、所述电流数据或热平衡特性，确定避雷器寿命，并判断避雷器运行的健康状态。

作为本发明的进一步改进，获取避雷器内阀片的散热数据，包括：

靠近所述阀片安装有温度传感器，该温度传感器获取所述阀片的散热数据。

作为本发明的进一步改进，获取流经所述阀片的电流数据，包括：

靠近所述阀片安装有霍尔传感器，该霍尔传感器获取流经所述阀片的电流数据。

作为本发明的进一步改进，所述基于所述散热数据和所述电流数据，得到所述阀片的热平衡特性，包括：

基于所述散热数据，得到所述阀片的有功损耗；

基于所述电流数据，得到所述阀片的实时电压数据；

根据所述实时电压数据得到长期加压比，所述长期加压比为持续运行电压峰值与参考电压的比值；

结合所述有功损耗和所述长期加压比，得到所述阀片的热平衡特性。

作为本发明的进一步改进，所述电流数据增大，所述有功损耗增加，所述避雷器寿命缩短；

所述实时电压数据的最大电压峰值高，所述有损功耗减小，所述阀片老化缓慢，所述避雷器寿命延长。

作为本发明的进一步改进，所述散热数据的表达式为：

式(1)中，T为阀片工况下自身的发热温度，Q为散热数据，T_S为环境温度。

作为本发明的进一步改进，环境温度高于散热数据时，环境温度补偿实际散热温度，致使散热数据比实际散热温度高，所述阀片工况下自身的发热数据近似地认为等同所述散热数据；

环境温度低于散热数据时，实际散热温度补偿环境温度，致使散热数据比实际散热温度低，所述阀片工况下自身的发热数据近似地认为等同所述散热数据与温差之和，所述温差为散热数据与环境温度的差值。

作为本发明的进一步改进，所述热平衡特性由热平衡曲线决定，所述阀片的散热数据升温≤ΔT，判断避雷器运行状态良好。

作为本发明的进一步改进，所述热平衡曲线包括：随环境温度变化的散热曲线、随环境温度变化的有功损耗曲线；

所述散热曲线与所述有功损耗曲线相交后存在平衡点A和平衡点B，平衡点A的环境温度和平衡点B的环境温度之差为ΔT；

在所述平衡点A和所述平衡点B处，所述阀片的所述发热温度等于所述散热数据；

在所述散热曲线、所述有功损耗曲线、所述平衡点A、所述平衡点B、之间的包围区域，所述避雷器的阀片不会因过热而损坏。

作为本发明的进一步改进，基于散热数据，确定避雷器寿命，包括：

构建本避雷器的温度寿命曲线；

通过实时的散热数据得到所述阀片工况下自身的实时发热温度；

基于所述温度寿命曲线，采用所述实时发热温度匹配本避雷器的实时使用寿命。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的内置式避雷器在线监测方法，采集并处理避雷器的温度数据和漏电流数据，将温度数据和漏电流数据发送给单片机控制电路进行计算处理。最后将温度数据和漏电流数据以及避雷器寿命的分析结果传输给BC26无线传输模块或有线传输模块，通过移动终端或远程服务器查看数据，这些数据可以实时监测到避雷器运行数据，并判断避雷器运行健康状态，及早预测避雷器故障。

附图说明

图1为本发明实施例内置式通过霍尔传感器进行避雷器在线监测的方法流程图；

图2为本发明实施例得到阀片热平衡特性的流程图；

图3为本发明实施例基于散热数据确定避雷器寿命的流程图；

图4为本发明实施例的温度寿命曲线图；

图5为本发明实施例的热平衡曲线图；

图6为本发明实施例的避雷器在线监测仪的结构示意图；

图7为本发明实施例避雷器的剖面结构示意图；

图8为本发明实施例避雷器在线监测仪内部结构示意图；

图9为本发明实施例避雷器在线监测仪的原理框图；

图10为本发明实施例避雷器在线监测仪的各模块引脚连接示意图；

其中，1、监测装置；101、第一固定板；102、电池；103、连接柱；104、第二固定板；105、电路板；2、固定座；3、底座；4、导电组件；401、阀片；402、弹性件；403、护套；404、密封外壳；5、伞裙；6、连接件；7、测温元件；8、航插弯头；9、连接线；10、安装支座。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

本发明实施例的一种内置式直流避雷器在线监测仪，如图6所示，包括：监测装置1，监测装置1用于监测避雷器。避雷器包括底座3、导电组件4以及伞裙5，伞裙5安装于底座3上方，导电组件4设置于伞裙5与底座3之间，伞裙5的顶部还安装有连接件6，底座3上设置有固定座2；监测装置1包括监测本体和测温元件7，测温元件7设置于避雷器内，监测本体固定于固定座2上，且测温元件7与监测本体至间通过连接线9连接。

相比于现有技术，本方案的内置式直流避雷器在线监测仪，通过监测装置1的监测本体和测温元件7共同配合，实现对避雷器内部氧化锌阀片进行检测，将测温元件7设置在靠近阀片401处，通过观测阀片401温度的变化来有效检测避雷器内部老化、受潮等异常情况，保证内置式直流避雷器的正常工作；此外，将监测装置1的监测本体安装于内置式直流避雷器外部，当监测设备出现安全隐患或者设备损坏时可以随时拆卸或安装，且其结构简单，安装灵活，便于使用和推广。

实际使用时，通过测温元件7，具体为温度探头或温度传感器等能够灵敏感应出阀片401温度变化的元器件，其监测避雷器使用寿命的工作原理是：氧化锌避雷器(MOA)在实际运行中，当内部老化和受潮后，阻性电流会大幅度的增加，使其阀片温度升高，通过测温元件7对阀片401温度进行监控，并将信息传递给电路板，给电路板上设定阈值，当测得的温度超过设定的阈值范围时，则判定避雷器内部元件受到损坏，则需要及时检修或更换。

如图6所示，导电组件4包括阀片401、弹性件402和护套403；弹性件402设置于护套403内，阀片401设置于护套403下方，并且阀片401上端面与弹性件402相接，阀片401下端面与底座3相接。当有过电压经过时，通过导流条将过电压经弹性件传递至阀片401，再将过电流接地处理，释放过电压，保证配电设备的安全使用，其中，弹性件402不仅具有导电的作用，还起到缓冲的作用。其中，弹性件402优选为弹簧。

此外，在弹性件402与阀片401之间还设置有金属垫片，以减小弹性件 402与阀片401之间的磨损，延长阀片401的使用寿命，同时，金属垫片还具有导电的性能。

如图7所示，内置式直流避雷器还包括密封外壳404，密封外壳404包围于导电组件4外侧，对导电组件4进行密封，测温元件7穿过密封外壳404，并设置于阀片401处。将测温元件7设置在靠近阀片401的位置，能够更加准确的检测到阀片401的温度变化，提高监测装置的检测确准度。

如图8所示，监测本体包括壳体、电池102以及电路板105，电池102 和电路板105设置于壳体内，电池102向电路板105供电，电路板105通过连接线11与电极连接，壳体内还设置有第一固定板101、连接柱103以及第二固定板104；电池102固定于第一固定板101上，电路板105固定于第二固定板104上，第一固定板101与第二固定板104之间通过连接柱103固定连接。

其中，将第一固定板101固定于壳体上，然后将电池102固定于第一固定板101上，再通过连接柱103将第一固定板101和第二固定板104固定连接，连接柱103设置于第一固定板101和第二固定板104的四个角上，最后，再将电路板105固定于第二固定板104上，为了不影响电路板105的正常工作，在电路板105边缘上也设置有连接柱103，通过连接柱103与第二固定板104进行固定。如此固定，可以保证当振动或外物撞击时，监测本体内部的各元器件都不受影响，减少故障的发生几率，增长使用寿命。

更优化的，壳体和密封外壳404上分别安装有航插弯头8，连接线9的两端分别穿过壳体和密封外壳404上的航插弯头8，与电路板105和测温元件7连接。通过设置航插弯头8，保证了位于监测本体和导电组件4处的连接线9不易发生弯折，增长使用寿命。

本方案还包括安装支架10，监测本体通过安装支架10固定于固定座2 上。具体的，安装支架10的横截面为“L”形结构，其中，监测本体为立方体结构，将监测本体固定于“L”形结构的一条边上，将固定座2固定于“L”形结构的另一垂直边上。

本发明可在线监测避雷器的阀片温度数据和流过阀片的电流数据，通过监测氧化锌阀片的温度变化和电流变化，有效检测避雷器内部老化、受潮等异常，避免避雷器带故障运行。

本发明实施例提供了一种避雷器在线监测仪，如图9所示，包括：温度数据采集模块、电流数据采集模块、处理模块、传输模块、电源模块、服务器和显示屏，每个模块的功能和连接关系如下：

温度数据采集模块用于采集直流避雷器内阀片的温度数据；电流数据采集模块用于采集流过直流避雷器内阀片的电流数据；处理模块与温度数据采集模块和电流数据采集模块连接，用于接收电流数据采集模块发送的温度数据和电流数据并对其处理，得到处理数据；传输模块与处理模块连接，用于接收处理模块发送的处理数据；电源模块与温度数据采集模块、电流数据采集模块、处理模块和传输模块连接，向温度数据采集模块、电流数据采集模块、处理模块和传输模块供电。服务器与传输模块通讯，用于接收传输模块发送的处理数据。显示屏与处理模块电连接，用于显示处理模块发送的处理数据，显示屏固设在监测仪本体上。

本发明实施例的传输模块为可更换的无线模块或有线模块。传输模块为 BC26无线模块和/或RS485有线模块；BC26无线模块、RS485有线模块均与处理模块电连接；处理模块处理后的雷击信号和电流信号通过BC26无线模块传输给服务器；处理模块处理后的雷击信号和电流信号通过RS485有线模块传输给操作控制室。以太网模块与处理模块的另一插座插接，实现处理模块与以太网模块电连接，以太网模块通过以太网把处理模块处理后的数据传输给服务器或操作控制室。

本发明实施例的处理模块为图10所示的控制电路，本发明实施例的电源模块为图10所示的电源模块，本发明实施例的传输模块为图10所示的 BC26无线模块，本发明实施例的温度数据采集模块和电流数据采集模块连接图10所示的外部信号检测电路，图10所示的外部信号检测电路连接图10 所示的控制电路。

本发明实施例的处理模块可以选用型号为S3C2440的处理芯片或型号为ISD9160的处理芯片，3C2440是三星公司推出的16/32位精简指令集(RISC) 微型处理器，它基于ARMv9系列的ARM920T核心，主要提供了低功耗的高性能的小型芯片微型处理器。ISD9160是一款适用于低功耗的处理芯片。ISD9160包含一个CortexM-M核,最高工作频率达50MHz,并且具有145K字节非挥发性闪存存储器,以及12K字节的嵌入式SRAM。

本发明实施例还公开了一种内置式通过霍尔传感器进行避雷器在线监测的方法，如图1所示，包括：

步骤S110、温度数据采集模块获取避雷器内阀片的散热数据，电流数据采集模块获取流经阀片的电流数据；

步骤S120、处理模块接收散热数据和电流数据，并基于散热数据和电流数据，得到阀片的热平衡特性；

步骤S130、处理模块基于散热数据、电流数据或热平衡特性，确定避雷器寿命，并判断避雷器运行的健康状态。

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，霍尔传感器是基于磁平衡式霍尔原理，根据霍尔效应原理，从霍尔元件的控制电流端通入电流 Ic，并在霍尔元件平面的法线方向上施加磁感应强度为B的磁场，那么在垂直于电流和磁场方向(即霍尔输出端之间)，将产生一个电势VH，称其为霍尔电势，其大小正比于控制电流I。

上述的散热数据，是指避雷器内MOA阀片散发的热量数据。本发明实施例的散热数据表达式为：

式(1)中，T为阀片工况下自身的发热温度，Q为散热数据，T_S为环境温度。

针对式(1)，环境温度高于散热数据时，环境温度补偿实际散热温度，致使散热数据比实际散热温度高，阀片工况下自身的发热数据近似地认为等同散热数据；

针对式(1)，环境温度低于散热数据时，实际散热温度补偿环境温度，致使散热数据比实际散热温度低，阀片工况下自身的发热数据近似地认为等同散热数据与温差之和，温差为散热数据与环境温度的差值。

步骤S110中，获取避雷器内阀片的散热数据，包括：

靠近阀片安装有温度传感器，该温度传感器获取阀片的散热数据。

步骤S110中，获取流经阀片的电流数据，包括：

靠近阀片安装有霍尔传感器，该霍尔传感器获取流经阀片的电流数据。

上述的电流数据，是指霍尔传感器采集的阀片电流数据。在工作电压作用下，流经ZnO阀片的电流远小于1mA(主要成分为电容电流)，相当于绝缘体，不会使ZnO阀片烧坏。当作用在ZnO阀片上的电压超过某一值时，将发生“导通”，“导通”后ZnO阀片的电阻很小。当作用电压降到动作电压以下时，ZnO阀片“导通”终止，又相当于绝缘体。

如图2所示，步骤S120中，基于散热数据和电流数据，得到阀片的热平衡特性，包括：

步骤S121、基于散热数据，得到阀片的有功损耗；

步骤S122、基于电流数据，得到阀片的实时电压数据；

步骤S123、根据实时电压数据得到长期加压比，长期加压比为持续运行电压峰值与参考电压的比值；

步骤S124、结合有功损耗和长期加压比，得到阀片的热平衡特性。

ZnO阀片在标称放电电流下的残压与基准电压的比值称为电压比，电压比是衡量ZnO阀片使用寿命的一个参数。电压比的值越低，表明避雷器的运行状态越好。避雷器的标称放电电流，指避雷器能够持续承受通过而不损坏的雷电流幅值，最大放电电流指避雷器能够短暂时间承受的雷电流幅值，雷电流幅值是表示雷电强度的指标，也是产生雷电过电压的根源。

当流经避雷器的ZnO阀片电流为一定的数值时，测量避雷器两端的电压降，也可反映避雷器的运行状态。通常选取ZnO阀片的阻性分量电流峰值在1～10mA时进行测量。选取的阻性分量电流峰值较大，电压降反应避雷器运行状态的准确性越高。

对于避雷器的ZnO阀片，其持续运行电压U₁的峰值与基准电压U₀之比称为长期加压比，长期加压比用γ表示。长期加压比的计算式如下：

式2中，长期加压比是避雷器运行状态评估的重要参数。对同一电压等级的避雷器而言，ZnO阀片的阻值一定时，长期加压比越高，残压降低，避雷器运行寿命延长；但ZnO阀片的电流增大，有功损耗增加，避雷器的使用寿命缩短。反之，长期加压比低，避雷器的残压高，ZnO阀片损耗小、寿命长。在GB11032-2010中已经规定了各类避雷器的基准电压U0，长期加压比超过75％～80％时避雷器寿命仅剩1～2年。

由于ZnO阀片的有功损耗是避雷器发热的原因，本发明实施例以有功损耗为考量参数，评价本避雷器的使用寿命和运行状态。

步骤S130中，电流数据增大，有功损耗增加，避雷器寿命缩短。

步骤S130中，实时电压数据的最大电压峰值高，有损功耗减小，阀片老化缓慢，避雷器寿命延长。

步骤S130中，基于散热数据，确定避雷器寿命，如图3所示，包括：

步骤S131、构建本避雷器的温度寿命曲线。

步骤S132、通过实时的散热数据得到阀片工况下自身的实时发热温度。

步骤S133、基于温度寿命曲线，采用实时发热温度匹配本避雷器的实时使用寿命。

在本发明实施例中，温度寿命曲线如图3所示，阀片工况下自身的发热温度为10℃时，寿命为90～95年，阀片工况下自身的发热温度为20℃时，避雷器的寿命为160～170年，阀片工况下自身的发热温度为30℃时，避雷器的寿命为150～155年，阀片工况下自身的发热温度为25℃左右时，避雷器的寿命超过180年，阀片工况下自身的发热温度为40℃时，避雷器的寿命为 90～95年，阀片工况下自身的发热温度为50℃时，避雷器的寿命为60～65年，阀片工况下自身的发热温度为60℃时，避雷器的寿命为30～45年，阀片工况下自身的发热温度为70℃时，避雷器的寿命为15～25年，阀片工况下自身的发热温度为90℃时，避雷器的寿命为0-5年。

流过ZnO阀片的电流数据i是一个非正弦波，在每个非正弦波的半波中，左、右两半对称于经波形尖顶垂直于时间轴的直线。流过ZnO阀片的电流数据i由基波和奇数高次谐波组成，经傅立叶级数展开，它可用式(3)来表示：

式(3)，I为高次谐波的电流幅值，K为高次谐波的个数，t为时间，θ为波的角速度。

流经ZnO阀片的电流数据i中，电流数据的基波分量电流相位与外施电压相同，由此在ZnO阀片中产生有功损耗，流过ZnO阀片的电流数据i的大小随温度变化而发生着变化，它的变化规律可用逐渐升高的ZnO阀片温度来测定。对于端面积和厚度确定的ZnO阀片，有功损耗随温度变化的计算公式为：

式(4)中，P为有功损耗，S为ZnO阀片的端面面积，h为ZnO阀片的厚度，U为ZnO阀片两端的电压，I为流经ZnO阀片的电流。

根据传热学原理，避雷器对外界热交换的散热数据Q与避雷器的内表面积A、ZnO阀片工况下自身的发热温度T和环境温度TS之差成正比。

本发明步骤S120中的热平衡特性由热平衡曲线决定，阀片的散热数据升温≤ΔT，判断避雷器运行状态良好。

如图5所示，热平衡曲线包括：随环境温度变化的散热曲线、随环境温度变化的有功损耗曲线；散热曲线与有功损耗曲线相交后存在平衡点A和平衡点B，平衡点A的环境温度和平衡点B的环境温度之差为ΔT；在平衡点 A和平衡点B处，阀片的发热温度等于散热数据；在散热曲线、有功损耗曲线、平衡点A、平衡点B、之间的包围区域，避雷器的阀片不会因过热而损坏。

图5所示的氧化锌避雷器的热平衡曲线，位于A,它与点B包围了较大的面积，即具有足够的容量吸收过电压放电能量，电阻片在过电压释能后温升不超过△T1,避雷器不会因过热而损坏，这种长期加压比的设计取值被认为是合理的。如果避雷器选取了较高的长期加压比n,即减少ZnO阀片的数量，这相当每一片电阻的外施电压升高，有功损耗增大。另外，在外施电压长期作用下，热效应使ZnO阀片的微观结构发生了化学反应，ZnO阀片的电阻值缓慢降低、在运行中泄漏电流逐渐变大、损耗增加、散热曲线也会随之上移。

综上所述，确保避雷器具有足够的吸收过电压能量的能力，因而可长期稳定工作。当环境温度升高时，避雷器散热能力降低，散热电线相应下移， A、B两点包围的面积略为缩小。如若长期加压比增大，散热曲线将对应升高到更高的位置，这时ZnO阀片在过电压释能后始终处于发热大于散热的热不平衡状态，避雷器会发生“热崩溃”而因此损坏。

由于没有火花间隙，氧化锌避雷器不可避免地承受安装处线路出现的雷电过电压和所有的操作过电压。避雷器动作后还继续承受着线路电压的作用。如果随之又出现了暂时的电压数据升高，这时避雷器正处于在吸收了上述过电压巨大能量后温度升高、热量尚未散逸的状态，暂时的电压数据升高又使它发热量增加。这种工况在实际中是可能发生的，因而本发明实施例还需监控避雷器持续一定时间的暂时升高电压数据作用下不出现热崩溃。电压数据与耐受时间的特性就是避雷器这种能力的表征。本发明实施例也可借助电压数据与耐受时间的特性曲线，获得避雷器的寿命和运行状态。

电压数据一耐受时间特性曲线是通过以下步骤制作的：预先将避雷器的 ZnO阀片加温到60℃、通过大电流或线路放电能量、吸收这些模拟的过电压能量后再施加比持续运行电压高的电压数据来模拟暂时的电压数据升高，取自对应持续的时间内试品不发生损坏和热崩溃的几组数据绘制曲线。标准规定持续时间在0.1s～30min,对于本发明实施例的氧化锌避雷器绘制电压数据一耐受时间特性曲线，时间延长到24h。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种内置式通过霍尔传感器进行避雷器在线监测的方法，其特征在于，包括：

获取避雷器内阀片的散热数据和流经所述阀片的电流数据；

基于所述散热数据和所述电流数据，得到所述阀片的热平衡特性；

基于散热数据、所述电流数据或热平衡特性，确定避雷器寿命，并判断避雷器运行的健康状态；

所述基于所述散热数据和所述电流数据，得到所述阀片的热平衡特性，包括：

基于所述散热数据，得到所述阀片的有功损耗；

基于所述电流数据，得到所述阀片的实时电压数据；

根据所述实时电压数据得到长期加压比，所述长期加压比为持续运行电压峰值与参考电压的比值；

结合所述有功损耗和所述长期加压比，得到所述阀片的热平衡特性；

所述电流数据增大，所述有功损耗增加，所述避雷器寿命缩短；

所述实时电压数据的最大电压峰值高，所述有功损耗减小，所述阀片老化缓慢，所述避雷器寿命延长。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取避雷器内阀片的散热数据，包括：

靠近所述阀片安装有温度传感器，该温度传感器获取所述阀片的散热数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取流经所述阀片的电流数据，包括：

靠近所述阀片安装有霍尔传感器，该霍尔传感器获取流经所述阀片的电流数据。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述散热数据的表达式为：

式（1）中，T为阀片工况下自身的发热温度，Q为散热数据，T_S为环境温度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，环境温度高于散热数据时，环境温度补偿实际散热温度，致使散热数据比实际散热温度高，所述阀片工况下自身的发热数据近似地认为等同所述散热数据；

环境温度低于散热数据时，实际散热温度补偿环境温度，致使散热数据比实际散热温度低，所述阀片工况下自身的发热数据近似地认为等同所述散热数据与温差之和，所述温差为散热数据与环境温度的差值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热平衡特性由热平衡曲线决定，所述阀片的散热数据升温≤，判断避雷器运行状态良好。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述热平衡曲线包括：随环境温度变化的散热曲线、随环境温度变化的有功损耗曲线；

所述散热曲线与所述有功损耗曲线相交后存在平衡点A和平衡点B，平衡点A的环境温度和平衡点B的环境温度之差为；

在所述平衡点A和所述平衡点B处，所述阀片的发热温度等于所述散热数据；

在所述散热曲线、所述有功损耗曲线、所述平衡点A、所述平衡点B、之间的包围区域，所述避雷器的阀片不会因过热而损坏。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于散热数据，确定避雷器寿命，包括：

构建本避雷器的温度寿命曲线；

通过实时的散热数据得到所述阀片工况下自身的实时发热温度；

基于所述温度寿命曲线，采用所述实时发热温度匹配本避雷器的实时使用寿命。

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