避雷器泄露電流在線監(jiān)測設(shè)備
通過實(shí)時(shí)監(jiān)測避雷器的全電流、阻性電流、容性電流以及雷擊次數(shù)、雷擊時(shí)刻，通過對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、擬合處理，并結(jié)合現(xiàn)場工況，可及時(shí)地發(fā)現(xiàn)避雷器由污穢或內(nèi)部受潮引起的瓷套泄漏電流或絕緣桿泄漏電流增大等問題，以避免事故的發(fā)生。
避雷器泄露電流在線監(jiān)測設(shè)備
(感應(yīng)供電或電池供電，LoRa無線通訊)
一 、輸變電站物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議避雷器泄漏電流監(jiān)測器的應(yīng)用背景
1.1 政策導(dǎo)向
在國網(wǎng)電力公司《高壓電氣設(shè)備的狀態(tài)診斷及在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用、發(fā)展》 中明確提出“智能”：未來的智能電網(wǎng)、智能電站中需要設(shè)備智能化， 設(shè)備應(yīng)該 具有自診斷的能力，提高對于設(shè)備的狀態(tài)診斷能力， 建立智能化的狀態(tài)診斷系統(tǒng)是大勢所趨。
1.2 痛點(diǎn)分析
避雷器的全電流、阻性電流、容性電流、雷擊次數(shù)及雷擊時(shí)刻無法進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。
金屬氧化鋅避雷器潛在的故障和運(yùn)行檢修無法提供重要的數(shù)據(jù)依據(jù)； 電力系統(tǒng)運(yùn)行提供不了一個(gè)強(qiáng)力、可靠的保證。
運(yùn)行檢修人員目前具有可靠的設(shè)備絕緣信息和科學(xué)的檢修依據(jù)不完整，從
而可能會增加事故發(fā)生的概率。
檢修周期長，停電檢修次數(shù)和時(shí)間較高，設(shè)備利用率和整體經(jīng)濟(jì)效益較低。
綜合以上分析，有必要部署避雷器狀態(tài)感知設(shè)備提高工作效率，提升整體經(jīng) 濟(jì)效益，減少工作事故。為潛在的故障和運(yùn)檢工作提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)依托，成為避雷器的在線監(jiān)控小管家，解決系統(tǒng)整體的運(yùn)行保障問題。
1.3 引用標(biāo)準(zhǔn)
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GB/T 191-2008 | 包裝儲運(yùn)圖示標(biāo)志 |
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GB/T 7676.9-1998 | 直接作用模擬指示電測量儀表及其附件 第 9 部分 |
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GB 11032-2010 | 交流無間隙金屬氧化物避雷器 |
GB/T16927.1 | 高電壓試驗(yàn)技術(shù) 第一部分： 一般試驗(yàn)要求 |
GB/T16927.2-1997 | 高電壓試驗(yàn)技術(shù) 第二部分：測量系統(tǒng) |
JB／T7618 | 避雷器密封試驗(yàn) |
JJG 124-2005 | 電流表、電壓表、功率表及電阻表檢定規(guī)程 |
Q∕GDW 12185-2021 | 輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算應(yīng)用軟件接口技術(shù)規(guī)范 |
QGDW 12020—2019 | 輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)微功率無線網(wǎng)通信協(xié)議 |
QGDW 12021—2019 | 輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備無線組網(wǎng)協(xié)議 |
二、輸變電站物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議避雷器泄漏哦電流監(jiān)測器的產(chǎn)品概述
2.1 產(chǎn)品定義
LE-MOA-601LZ系列避雷器數(shù)字化泄漏電流表由西安立歐測控技術(shù)有限責(zé)任公 司計(jì)開發(fā)，采用電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)規(guī)范的微功耗無線通訊協(xié)議，數(shù)據(jù)上傳距離廣, 功耗低，測量精度高，是一款wan_quan符合電力物聯(lián)網(wǎng)傳感器規(guī)范的新型避雷器狀態(tài)無源無線感知裝置。該產(chǎn)系列產(chǎn)品技術(shù)性能滿足相關(guān)國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求, 具有符合國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的低功耗無線通訊模塊以及 RTU 通訊接口，可將避雷器運(yùn)行參數(shù)（泄漏電流、阻性電流、動(dòng)作次數(shù)、動(dòng)作時(shí)間等）實(shí)時(shí)上傳到各類平臺 , 從而實(shí)現(xiàn)避雷器運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)應(yīng)用，為避雷器的運(yùn)行狀態(tài)提供及時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)保障。
圖 1 避雷器泄漏電流表正視、側(cè)視圖
2.2 技術(shù)背景
避雷器是一種過電壓保護(hù)裝置，避雷器在正常工作電壓下，流過避雷器的 電流僅有微安級，當(dāng)遭受過電壓的時(shí)候，避雷器阻值急劇減小，使流過避雷器 的電流可瞬間增大到數(shù)千安培，避雷器處于導(dǎo)通狀態(tài)，釋放過電壓能量，從而 有效地限制了過電壓對輸變電設(shè)備的侵害。當(dāng)過電壓侵入時(shí)，流過電阻片的電 流迅速增大，同時(shí)限制了過電壓的幅值，通過接地線釋放過電壓能量。此后氧 化鋅電阻片又恢復(fù)高阻狀態(tài)，使電力系統(tǒng)正常工作，對于氧化鋅避雷器流經(jīng)避雷器上的阻性電流是衡量避雷器絕緣程度的一項(xiàng)重要指標(biāo)。
三、功能特點(diǎn)
LE-MOA-601LZ系列避雷器數(shù)字化泄漏電流表廣泛適用于輸電、變電、配電金屬氧化鋅避雷器的在線監(jiān)測。避雷器數(shù)字化泄漏電流表是串聯(lián)工作在避雷器下面用來記錄避雷器動(dòng)作次數(shù)和監(jiān)測避雷器有功電流、容性電流的一種裝置。我公司 LE-MOA-601LZ系列避雷器數(shù)字化泄漏電流表采用壓鑄鋁一體成型外殼，具有良好的防腐、防潮、防污、防震等環(huán)境破壞能力。泄漏電流表具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、密封性能、電磁屏蔽性能，外形及尺寸設(shè)計(jì)符合避雷器通用安裝規(guī)范要求。
3.1 取能原理
泄漏電流取能： 低于100uA間歇工作；首_次啟動(dòng)充電時(shí)間和充電電流關(guān)系大約為：0.5/I（S）。
太陽能供電：太陽能板在照度大于1500lx時(shí)開始充電。
3.2 特色功能
無源模式， 取能更便捷；
采用指針表展示全電流，保障數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，提高了測量精度；
不需要電壓信號：高速采樣，利用諧波分析法計(jì)算避雷器阻性電流；
無源工作模式：利用避雷器本身的泄露電流獲取能量，不需要敷設(shè)電纜；
安全快速接入，傳輸更快更規(guī)范
無線傳輸：通信采用國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)低功耗通訊模塊或者 lora/2.4G模塊，符 合電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)規(guī)范；
符合國網(wǎng)信息安全要求，可迅速接入各類數(shù)據(jù)管理平臺；
采用CSS物理層芯片，支持國網(wǎng)的《輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備無線 組網(wǎng)協(xié)議》、《輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)微功率無線網(wǎng)通信協(xié)議》、《輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)傳感器數(shù)據(jù)規(guī)范》協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)；
采用業(yè)界高精技術(shù)，為避雷器監(jiān)測場景提供更多解決方案。
采用高精度互感器， 根據(jù)被測電流大小自動(dòng)選擇放大倍數(shù)， 實(shí)現(xiàn)高精 度測量；
采用動(dòng)態(tài)相量補(bǔ)償算法，實(shí)現(xiàn)高精度測量信號分析；
配置簡單， 配套完善， 24H 在線工作。
采用數(shù)字濾波算法，摒除模擬濾波器帶來的“零漂問題”； 安裝方便，配 置靈活，主設(shè)備可不停電實(shí)施；
整機(jī)微功率設(shè)計(jì)，產(chǎn)品能達(dá)到 24小時(shí)在線工作；
四、技術(shù)參數(shù)
4.1 產(chǎn)品參數(shù)
為了更準(zhǔn)確掌握避雷器的運(yùn)行狀況，我公司自主研制的系列避雷器泄漏電流表， 提高了避雷器的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測，同時(shí)方便運(yùn)行管理以及避雷器工況數(shù)據(jù) 的應(yīng)用，客戶選擇產(chǎn)品時(shí)，需詳細(xì)了解參數(shù)內(nèi)容， 有針對性的選擇性能需求及產(chǎn)品型號。
產(chǎn)品參數(shù)表：
參數(shù)名稱 | 參數(shù)值 |
標(biāo)稱放電電流 | 10 kA |
標(biāo)稱放電殘壓 | ≤3 kV |
方波耐受能力 2ms | 1000 A |
大電流耐受能力 4/10uS | 100 kA |
最小動(dòng)作電流 8/20uS | 50 A |
數(shù)據(jù)傳輸 | lora/2.4G 20min/次 |
計(jì)數(shù)范圍 | 0～99（可循環(huán)計(jì)數(shù)） |
電源模式 | 泄漏電流/光伏 |
整機(jī)功率 | ≤0.05W |
通訊協(xié)議 | Lora/國網(wǎng)微功耗無線傳輸協(xié)議 |
通訊模塊功耗 | ≤0.03W |
通訊距離 | ≥500m （空曠地帶） |
泄漏全電流測量范圍 | 100μA～ 5mA/100μA～10mA |
泄漏全電流測量精度 | ±（標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)×2%+5μA） |
阻性電流測量范圍 | 10μA～ 5mA/10μA～10mA (計(jì)算值) |
泄漏阻性電流測量精度 | ±（標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)×5%+5μA） |
工作環(huán)境溫度 | -40℃~+85℃ |
工作環(huán)境濕度 | <95% |
防護(hù)等級 | IP67 |
重量 | 小于 3 kg |
海拔高度 | ≤4000m |
4.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
LE-MOA-601LZ系列避雷器泄漏電流表采用圓形，不銹鋼，外型美觀，具有良好的耐腐蝕性和電磁屏蔽作用。高壓出線端從上面通過小瓷套引出，正視 面有較大觀察窗便于觀察。結(jié)構(gòu)輕便、緊湊，適用于戶內(nèi)外安裝，安裝附件采用高強(qiáng)度熱鍍鋅 M10×30 套裝螺栓，將泄漏電流表安裝在避雷器底座下端，便于觀測的位置上，并作為接地端。
LE-MOA-601LZ系列避雷器泄漏電流表能滿足各類復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行安裝, 可以滿足避雷器支柱、GIS 充氣罐體外部安裝，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸圖如下：
圖 2 泄漏電流表正視尺寸圖
圖 3 泄漏電流表側(cè)視尺寸圖
五、應(yīng)用場景
5.1 產(chǎn)品選型
產(chǎn)品選型參數(shù)表:
型號 功能 | LE-MOA-601LZ-1 | LE-MOA-601LZ-2 |
全電流 | √ | √ |
泄漏電流 | √ | √ |
阻性電流 | √ | √ |
雷擊次數(shù) | √ | √ |
電流供能 | √ | √ |
太陽能供電 | 選配 | 選配 |
2.4G | 選配 | 選配 |
433MHz | 選配 | 選配 |
溫濕度 | 選配 | 選配 |
電流測量范圍 | 5mA | 10mA |
電壓能級 | 10~220kV | 330~500kV |
選型說明： LE-MOA-601LZ系列泄漏電流表分為GL\CL 兩種型號，分別針 對10～500kV不同變電站場景，支持 2.4G/433MHz無線通訊模式。太陽能供電型避雷器泄漏電流表主要為泄漏電流較小的避雷器使用，如變壓器中性點(diǎn)、電容器等。
5.2 配置原則
LE-MOA-601LZ系列避雷器泄漏電流表建議根據(jù)避雷器數(shù)量 1 比 1 配置，設(shè)備配置方案如下表：
110kV 母線避雷器數(shù)量 | 110kV 母線段數(shù) x3 |
110kV 進(jìn)出線避雷器數(shù)量 | 110kV 進(jìn)出線數(shù)量 x3 |
220kV 母線避雷器數(shù)量 | 220kV 母線段數(shù) x3 |
220kV 進(jìn)出線避雷器數(shù)量 | 220kV 進(jìn)出線數(shù)量 x3 |
變壓器中性點(diǎn)避雷器數(shù)量 | 變壓器數(shù)量 x110kV 以上繞組數(shù)量 |
若是在智慧物聯(lián)景配置該產(chǎn)品，建議根據(jù)避雷器數(shù)量 1 比 1 配置無源無線避雷器， 建議配置與泄漏電流表相匹配的匯聚節(jié)點(diǎn)及一臺輸電設(shè)備邊緣物聯(lián)代理裝置。
產(chǎn)品出庫包裝標(biāo)準(zhǔn)：
1) 產(chǎn)品的外形尺寸及零部件尺寸符合設(shè)計(jì)圖紙要求。
2) 產(chǎn)品整機(jī)表面應(yīng)清潔無凹痕、劃傷、變形。零部件整體和元器件裝配位置要牢固，不應(yīng)有虛焊、折裂和機(jī)械損傷。
3) 產(chǎn)品面板字跡應(yīng)清晰，絲印無劃痕。
4) 產(chǎn)品標(biāo)志：制造商；產(chǎn)品的名稱；型號；制造日期；出廠編號；
5) 產(chǎn)品說明書
6) 產(chǎn)品合格證
7) 配套的安裝附件： 2.4G 天線、鍍鋅螺栓集、傾角支架等
5.3 安裝方式
LE-MOA-601LZ系列避雷器泄漏電流表既能滿足新建安裝要求，也可 以滿足后期改造安裝要求。改造情況下的安裝需根據(jù)現(xiàn)場電避雷器情況，結(jié)合停電計(jì)劃開展安裝工作。
圖 4 泄漏電流表安裝示意圖
圖 5 泄漏電流表安裝效果示意圖
避雷器泄露電流在線監(jiān)測設(shè)備
