關(guān)于解決避雷器放電計(jì)數(shù)器若干問題的研制

余興建，張英，周貴發(fā)，趙健，鄧昭輝

（1.凱里供電局，貴州 凱里 556000；2.貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司培訓(xùn)與評(píng)價(jià)中心；貴州電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 貴陽 550002；3.都勻供電局，貴州 都勻 558000；4.貴州電力試驗(yàn)研究院，貴州 貴陽 550001；5.安順供電局，貴州 安順 561000）

1 研制背景

避雷器廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，而避雷器本身的好壞，涉及到整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行安全。系統(tǒng)正常時(shí)，避雷器長期承受運(yùn)行電壓，內(nèi)部主要元件會(huì)逐漸劣化，同時(shí)，大部分裸露在戶外的避雷器也易受潮，會(huì)進(jìn)一步加劇其劣化速度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起爆炸，因此，需對避雷器的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。避雷器的正常、可靠運(yùn)行，需要一種高壓儀器監(jiān)測，這種儀器稱為放電計(jì)數(shù)器，其用來記錄、監(jiān)測避雷器的放電次數(shù)及相關(guān)數(shù)據(jù)。

2 現(xiàn)狀分析

運(yùn)檢工作人員在對避雷器用放電計(jì)數(shù)器進(jìn)行巡檢時(shí)，因計(jì)數(shù)器種類繁多廠家不一，導(dǎo)致計(jì)數(shù)器質(zhì)量良莠不齊。發(fā)現(xiàn)問題主要有以下幾個(gè)方面。

（1）計(jì)數(shù)器外表面破損：現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)較多計(jì)數(shù)器有外殼氧化、漆面脫落現(xiàn)象。經(jīng)分析主要原因?yàn)椋河?jì)數(shù)器外殼采用鋁殼普通油漆工藝，經(jīng)長時(shí)間日曬雨淋后漆面起皮起泡鋁殼氧化導(dǎo)致。

（2）計(jì)數(shù)器表頭指針脫落、測量值不準(zhǔn)確及表面刻度不清晰：現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)少量計(jì)數(shù)器表頭指針脫落及表面刻度不清晰現(xiàn)象。經(jīng)分析主要原因?yàn)椋河?jì)數(shù)器廠家使用了普通表頭所致。巡檢時(shí)還發(fā)現(xiàn)較多測量值異常現(xiàn)象，經(jīng)計(jì)數(shù)器測試儀檢測發(fā)現(xiàn)多為計(jì)數(shù)器本身測量不準(zhǔn)確所致。

（3）計(jì)數(shù)器不動(dòng)作：目前發(fā)現(xiàn)部分計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)不動(dòng)作。經(jīng)分析主要原因?yàn)椋河?jì)數(shù)器下限動(dòng)作電流不可靠，或內(nèi)部計(jì)數(shù)齒輪卡塞。

（4）內(nèi)部滲水：目前發(fā)現(xiàn)部分計(jì)數(shù)器內(nèi)部有水珠現(xiàn)象。經(jīng)分析主要原因?yàn)椋河?jì)數(shù)器密封不可靠。

因此，為提高避雷器及計(jì)數(shù)器的整體運(yùn)行質(zhì)量，針對以上問題的分析，提出避雷器放點(diǎn)計(jì)數(shù)器的研制解決方案。

3 新型避雷器放電計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)

本文根據(jù)避雷器放電的特點(diǎn)，研制了一種避雷器放電計(jì)數(shù)器，確定了如下設(shè)計(jì)原理及技術(shù)特點(diǎn)。

3.1 設(shè)計(jì)原理

本文設(shè)計(jì)的避雷器放電計(jì)數(shù)器，結(jié)構(gòu)如圖1所示。其外殼內(nèi)安裝有電流表和計(jì)數(shù)表，前端安裝有觀察窗口，外殼前端密封固定連接有密封殼，密封殼與殼體采用硅橡膠發(fā)泡密封圈密封，密封殼外部設(shè)置有密封的滾邊，觀察窗口的材料為高透玻璃，外殼為拋光處理后的不銹鋼外殼，表面涂抹油漆層，電流表的指針材料為碳素材料。本設(shè)計(jì)采用外殼結(jié)構(gòu)和密封結(jié)構(gòu)，計(jì)數(shù)器的密封部分受力均勻，確保內(nèi)部不漏水，不受潮，不銹鋼外殼免除長時(shí)間運(yùn)行的生銹和漆面脫落現(xiàn)象，而且該密封結(jié)構(gòu)密封效果更好，該密封結(jié)構(gòu)使得計(jì)數(shù)器全身無一顆螺絲釘，外形結(jié)構(gòu)和組裝更加合理和穩(wěn)定，側(cè)視圖如圖2所示。

圖1 避雷器放電計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 避雷器放電計(jì)數(shù)器側(cè)示圖

計(jì)數(shù)器測量部分將采用全新光電耦合器和變頻模塊結(jié)合使用，獲取電信號(hào)過程中，做到光電隔離和實(shí)時(shí)補(bǔ)償，因此很好得實(shí)現(xiàn)了抗干擾，監(jiān)測更加穩(wěn)定、準(zhǔn)確和安全，增加濾波效果及抗干擾能力，使測量精度達(dá)到2%以上，高于標(biāo)準(zhǔn)中金屬氧化物避雷器用監(jiān)測裝置要求5%。計(jì)數(shù)器下限動(dòng)作電流（波形為8/20us）嚴(yán)格控制在30～50A之間，如下圖3。

3.2 技術(shù)特點(diǎn)

計(jì)數(shù)器采用不銹鋼外殼，表面進(jìn)行拋光處理，防煙霧等級(jí)滿足B級(jí)要求，可在較惡劣環(huán)境下工作。一般可戶外使用10年以上。計(jì)數(shù)器的電流表表頭采用全新工藝進(jìn)行定制，可滿足工作在避雷器回路中的特點(diǎn)，并能耐受較大電流脈沖沖擊，表頭指針將采用碳素材料，可長時(shí)間耐受陽光照射，不氧化。

圖3 新型計(jì)數(shù)器電路結(jié)構(gòu)示意圖

計(jì)數(shù)器觀察窗口采用高透玻璃制成，其透光率高達(dá)98%，其表面進(jìn)行高透光處理可減少反光，增強(qiáng)視覺效果，降低玻璃表面的反射系數(shù)，確保玻璃在陽光下保持良好的透光率,提高玻璃后面表頭的清晰度和能見度，減少玻璃反光。

密封部分采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)硅橡膠密封圈，玻璃面板與殼體采用硅橡膠發(fā)泡密封圈密封技術(shù)，又采用滾邊密封，不可拆卸，全身無一顆螺絲釘，使得外形結(jié)構(gòu)和組裝更加合理和穩(wěn)定，確保長期使用不會(huì)龜裂或變形，在-50～120℃之間都能維持其原有的高密封性能。所有計(jì)數(shù)器均需要進(jìn)行抽氣浸泡法進(jìn)行密封試驗(yàn)，計(jì)數(shù)器本體無一顆螺絲釘，確保密封可靠性。

4 本裝置的優(yōu)勢

經(jīng)現(xiàn)場多次試用，本計(jì)數(shù)器，密封性好、透光度高、讀數(shù)靈敏，整體表現(xiàn)良好。結(jié)合本設(shè)計(jì)原理，并與其他廠家避雷器放電計(jì)數(shù)器相比較，主要有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)。

（1）采用0.8mm厚不銹鋼拉伸為直徑110mm圓柱形外殼，與底座之間進(jìn)行擠壓滾邊的密封結(jié)構(gòu)，該種全新的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，重量輕，整體體積小、便于安裝。

（2）因電流表表頭指針表的精度高，故測量精度等級(jí)高。可針對不同電壓等級(jí)的避雷器，表頭指示采用不同的非線性刻度，35kV及以下有效量程分辨率為0.01mA，110～220kV分辨率為0.02mA，500kV為0.1mA，比一般監(jiān)測器的分辨率提高了近10倍，測量精度也大大提高。

（3）通用性強(qiáng)，根據(jù)相應(yīng)電壓等級(jí)可直接替換目前各種有缺陷的計(jì)數(shù)器。

（4）硅橡膠發(fā)泡密封圈密封技術(shù)采用滾邊密封，該計(jì)數(shù)器全身無一顆螺絲釘，使得外形結(jié)構(gòu)和組裝更加合理和穩(wěn)定，密封性更好。

（5）內(nèi)部采用全新光電耦合器，獲取電信號(hào)的過程中，做到光電隔離和實(shí)時(shí)補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了抗干擾，監(jiān)測更加穩(wěn)定、準(zhǔn)確和安全。

5 結(jié)語

為了保證避雷器安全、可靠運(yùn)行，本文提出的新型避雷器放電計(jì)數(shù)器，可以監(jiān)測避雷器的好壞，提高了電網(wǎng)的供電可靠性，同時(shí)，減少了避雷器的非計(jì)劃檢修次數(shù)。