韩广宇 贾慧

摘要：避雷器的可靠运行对电力系统的安全十分关键，因此利用在线监测系统通过远程采集避雷器的主要运行参数，并且由主控系统的计算机软件进行分析，能够让变电站管理人员实时掌握避雷器的工作状态并评估其可靠性。本文主要阐述了变电站避雷器在线监测参数的采集方法、分析技术以及通信方式等，介绍了在近年来变电站避雷器在线监测系统的主要设计方式，分析了不同系统构成方式和基本运行原理。

关键词：在线监测系统；避雷器；参数测量；数据分析；变电站

引言：

对变电站主要设备的运行状态实现在线监测，可以通过监控系统的管理平台软件系统分析和评价设备的状态，判断主要设备的绝缘性能劣化程度和运行可靠性，合理安排设备的维修检测。并且监控电力系统的开关、继电保护装置以及避雷器的动作，实现对设备故障的预警和隔离，确保电力系统的平稳运行。

一、变电站避雷器的监测方法和技术原理

（一）变电站避雷器的监测方法简介

保障变电站电气设备安全的避雷器工作条件相对恶劣，在频繁的放电动作和自然环境的作用下，避雷器的阀片会出现老化和性能下降的情况，降低其对变电站设备的保护功能。因此，监测避雷器的工作状态一向是电力系统运维工作的重要内容，由变电站值守或运维人员定期检查并记录相关数据，依据安装在避雷器工作回路中的检测装置显示的避雷器泄露电流和动作次数，对避雷器使用性能进行监测和评估，判断其绝缘性能是否可靠，是否需要检修或更换等。但是随着电网的扩容和智能化，一方面因运维人力不足而无法确保精确掌握避雷器的状态，另一方面电力系统对运行安全的要求越来越高。因此，依靠人力定期巡检无法达到精确掌控避雷器运行状态的要求，实现远程在线监测和变电站无人值守已经成为了不可逆转的趋势。

（二）变电站避雷器监测的基本技术原理

实现对变电站避雷器绝缘性能和运行可靠性的精准判断，需要依据几个十分关键的参数的采集和分析。首先，衡量避雷器绝缘性能的最直接参数是其工作状态下的漏电流，在将检测到的数据和正常运行状态避雷器的漏电流历史数据对比后，判断避雷器的绝缘性能下降程度。其次，根据避雷器的结构和工作原理，正常运行状态的避雷器工作电流中基本都是容性，阻性电流所占比例非常有限。而当避雷器的性能出现劣化倾向，其工作电流中阻性电流的比例会明显升高，因此可以通过测量和分析避雷器的阻性电流、容性电流的大小以及比例关系，形成对避雷器运行状态的有效监控和精确评价。最后，放电动作次数和时间在避雷器监测中也是很重要的一项指标，通过动作次数能够直观的了解避雷器的工作状态。

二、避雷器工作状态参数的测量和采集方法

（一）避雷器动作次数的计量和采集

在避雷器的在线监测系统中，通常使用专用的避雷器放电计数器采集相关数据，根据检测系统的设计需要，在计数器与检测系统的智能监测单元或变电站主控室设备之间建立通信联系，将数据信息传送到数据处理模块进行分析。当雷电波或电力系统过电压通过避雷器时，连接在避雷器工作回路中的计数器中的电磁线圈在大电流通过时会使计数器动作一次，完成对避雷器动作次数的记录。在设计变电站避雷器在线监测系统时，需要根据实际情况选择合适的计数器型号。

（二）避雷器泄露电流和阻性电流的测量和分析

在设计和搭建变电站避雷器在線监测系统时，在高压、强磁环境下精确的采集监测参数是非常复杂的技术性问题。系统的数据采集模块需要具备较强的抗干扰性能，同时可以在工作电流剧烈变化的条件下可靠的运行。首先，在进行避雷器泄露电流的采集和监测时，电流互感器需要与非线性电阻进行并联，确保雷电和工频过电压造成的大电流不会损坏互感器，实现避雷器工作回路和互感器的有效隔离。国内的一些监测产品通过将电流互感器安装在小电流支路，可以同时测量避雷器的泄露电流和动作次数[1]。其次，对于避雷器阻性电流的感应测量，要求电流互感器具有极高的灵敏度，而满足这一条件的电流互感器对电磁干扰同样极度敏感，因此使用电流互感器无法可靠的采集避雷器的阻性电流。目前普遍的做法是利用避雷器阻性电流和其三次谐波之间的关系，使用光电式电压互感器直接监测三次谐波的产生状态，进而分析其阻性电流的变化规律。

三、变电站避雷器在线监测系统的常见搭建模式

在变电站避雷器在线监测系统中，最重要的组成部分是设置在避雷器电路中的终端监测装置，随着变电站的智能化和自动化监测技术的成熟，避雷器的终端监测也已经有了很多模块化设计和高度集成的装置，可根据需要选择不同工作原理、具有不同形式通信接口的装置。

（一）独立运行的智能化避雷器在线监测系统

独立的避雷器在线监测系统拥有独立的专用监控软件系统和运行平台，通过无线通信或光纤网络建立终端监测装置与主控站的实时通信。并且智能化的监控系统能够基于对避雷器漏电流、动作次数和时间等数据的分析，根据系统的历史数据和整定参数实现自动预警。

（二）作为智能变电站监测子系统的避雷器在线监测系统

在已经实现了智能化管理和运行的变电站，避雷器的在线监测系统是其中必不可少的子系统之一。在这种系统模式下，避雷器的终端监测装置所采集的数据信息有两种处理模式。首先是数据信息直接通过光纤网络上传到变电站的监控系统管理平台，由系统平台管理软件的避雷器管理模块完成对数据信息的处理，并根据分析结果给变电站管理人员提供决策建议或发出预警[2]。其次是数据信息通过避雷器在线监测系统自身的单片机进行分析处理，将相关结果上报变电站集控中心，由管理人员或系统平台针对分析结果做出决策。

四、结束语

避雷器监测参数的采集精确度会受到电磁干扰和系统回路设计等多种因素的影响，因此在系统设计中，需要选择具有较强抗干扰性能的监测装置，并且在通信方式选择和系统的回路设计中加以注意，确保在线监测参数运行的可靠性和数据参数采集的精确度。

参考文献：

[1]赵小林，彭彦军.基于智能变电站的金属氧化物避雷器在线监测智能电子设备设计与实现[J].电子世界，2017（7）：164-164.

[2]张明鉴.变电站避雷器在线监测系统的研究与设计[D].2017.

作者简介：韩广宇（1992.04.27），男，汉族，吉林省，职称：变电运行高级工，助理工程师，学历：大学本科，研究方向：变电运行，单位信息：云南电网有限责任公司楚雄供电局，所在省市：云南省楚雄市，邮编 ：675000

贾慧（1991年11月）.男.汉族，辽宁朝阳，变电运行高级工、电气助理工程师，本科，从事换流站运行维护工作，单位：楚雄供电局，邮编 ：675000