一種電壓診斷功能的避雷器計數器補充檢測裝置

吳培坤 甄志明 何錫忠

摘要：隨著電力電纜線路的增多，電纜終端避雷器的數量也隨之增多，定期對避雷器進行絕緣電阻測試時，也需對避雷器放電計數器進行測試來確認其是否動作。本文針對目前市場對計數器檢測裝置的成本高、增加作業難度等缺點，提出了一種帶電壓診斷功能的避雷器計數器補充檢測裝置。該裝置可作為高壓發生器的補充裝置，無需額外配置電源即可進行相關的測試。

關鍵詞：補充裝置;電壓診斷;避雷器計數器

引言

隨著城市化進程的推進，電力電纜線路愈來愈多，電纜終端塔配備的避雷器數量也隨之增多。當操作過電壓或雷電過電壓侵襲線路時，避雷器隨之動作接地，將過電壓導入大地，計數器數字跳轉。輸電運維檢修需要定期對避雷器進行絕緣電阻測試的同時，也需對避雷器放電計數器進行測試來確認其是否能正確動作。由于電子兆歐表只能產生高電壓來測試避雷器的絕緣電阻，不具備測試放電計數器是否動作的功能，需要另外配備一個專用的計數器測試儀進行測試。

現有計數器檢測裝置需要額外配備專用電源，檢修作業時面臨攜帶電源數量多、儀器重量大、繁雜等實際困難，同時需要配置專用測試儀來作業。在此背景下，本文提出一種電壓診斷功能的避雷器計數器補充檢測裝置，可無需額外配置電源即可測試，作為高壓發生器一種功能補充的檢測裝置。將該裝置配備于高壓發生器例如絕緣兆歐表等，可對避雷器進行絕緣測試與計數器測試，提高了檢修作業效率。

1.補充裝置設計目標

在主網供電設備中，避雷器是通過并聯放電間隙或非線性電阻的作用，對入侵流動波進行削幅，降低被保護設備所受過電壓值，從而起到保護通信線路和設備的作用。避雷器不僅可用來防護雷電產生的高電壓，也可用來防護操作高電壓。

如今有計數器檢測裝置，但是需要采購新的儀器，而且儀器較大，自己額外需帶上電源，但市面缺少補充功能的裝置。這項發明的出發點源于此，最終研制出一款絕緣測試功能與計數器檢測的集成化裝置。對于只配備了電子兆歐表沒有避雷器放電數器測試儀的輸電線路運行部門而言，需進行測試避雷器讀數器時，往往缺少設備。因此亟需研制一種功能補充的檢測裝置，可實現輕量化、成本低的同時，實現檢測避雷器讀數器是否完

好，具備較大的市場推廣前景。

2.補充裝置設計

2.1設計原理

正常情況下，避雷器處于截止狀態，當作用在避雷器上的電壓超過其保護值時，避雷器導通，電阻下降，將電流泄入大地，避免了高幅值的過電壓對設備絕緣的損害，保護了與之并聯的電氣設備。當避雷器在沖擊電壓作用下放電，造成對地短路后，避雷器計數器就會發生動作，進行數字跳動。

為了模仿瞬間電壓發生，檢測計數器是否能正常跳動，本裝置基于雷擊瞬間電壓的模型，模擬出瞬間電壓放電，裝置波形圖如下圖2.1所示。波

形后半段為裝置監測到高電壓后，進行瞬間的放電，電壓水平瞬間降低。

2.2電路邏輯圖

當避雷器進行放電時，計數器將會更新表讀數，當計數器受到損壞，計數功能不能使用，將無法對避雷器的運行狀態進行監測。而對計數器進行功能測試也基于其工作原理，模擬瞬間放電的發生。我們提出一種新型的附帶電壓診斷功能的避雷器計數器補充裝置，其電路邏輯圖如下圖2.2所示，包括放電裝置、充電裝置、電壓診斷裝置、狀態切換開關、電子兆歐表輸出端子。

3.裝置的實現

3.1裝置模型與功能實現

該檢測計數器的附加裝置由（1）PVC絕緣套筒;（2）雙聯開關;合適容量的電容器、壓敏器件、指示燈等器件;（3）電路外接孔位組成。

（1）PVC絕緣套筒：用于高壓測試裝置的絕緣保護與防外力保護。將內部電氣器件，如電容器、壓敏器件、指示燈等集成安裝于PVC絕緣套筒內。絕緣套筒上下兩端可以旋轉打開，便于對內部元件進行更換或檢查。

（2）雙聯開關：用于變換設備運行狀態。運行狀態包括：充電狀態、試驗狀態、放電狀態。狀態為充電時，可通過外部高壓電源獲取能量;狀態為試驗時，可將內部儲存的電能瞬間釋放，模擬瞬間放電的釋放;狀態

為放電狀態時，該裝置斷開輸入端與輸出端，進行可靠的接地放電。

（3）電路外接孔位：作為裝置的輸入輸出端口。根據裝置運行狀態不同，該外接孔位分別連接輸入端或輸出端。

裝置外觀模型圖如圖3.1所示：

該設備從安全性與設備普及性出發，為了保證設備安全和輸入電壓的有效篩選，配置了電壓診斷模塊，由內部的壓敏器件和指示燈作為功能核心部件，安裝于PVC絕緣套筒內。當外接設備輸入電壓過高時，警示燈亮起，內部壓敏器件接地放電，防止電壓過高對設備造成損壞;輸入電壓過低時，滿足不了充電電壓，此時測試燈不亮。

使用時，將頂部的引出口通過引線與絕緣兆歐表的輸出端相連，將底部的引出口與被測試設備的受端與接地端相連。將按鈕移到充電模塊，電容器從絕緣兆歐表中得到高電壓能量，進行電量的儲存。當電壓過低或者過高時，不滿足測試要求，指示燈將亮起，同時進行放電，避免對完好器件的損壞或者由于電壓太低造成誤判斷。停留數秒后，儲存電壓滿足瞬間放電的能量后，將開關打到試驗模塊，即可釋放瞬間放電的能量，模擬避雷器動作。如果此時計數器是能正常使用的情況下，計數器的次數將會發生跳動。當整個測試過程結束后，將進行防觸電的安全放電步驟，確保該裝置為0電壓，確保使用過程的安全、高效。

3.2裝置實現與測試

通過CAD模型圖設計、電路設計、加工后，補充裝置實體圖如下圖3.2所示。該裝置此時為檢查時的圖片，可明顯分別出上述的外觀部分，套筒外貼有使用標簽，使用人員僅經過簡單的培訓即可進行避雷器計數器的試驗。

由于該裝置重量輕，攜帶方便，可以直接與高壓發生器，例如常見的絕緣電阻表進行組合使用，可作為絕緣電阻表的一種附加功能的裝置。絕緣電阻表可對該裝置進行充電，充電完成后，電容器將儲存相應的電量，當對被測試設備試驗后，達到瞬間放電的效果。

為了測試該設備的可靠性，小組將檢測裝置對一組損壞的計數器和完好的計數器進行測試。將完好與損壞的避雷器進行編號，并進行測試。經過多次測試，該補充裝置測試對完好的計數器觸發成功率100%，完好的計數器受到設備的瞬間放電后，可正確觸發;而損壞的計數器將會拒動，不能正確觸發。測試結果如下表所示。

4.結語

該避雷器計數器補充裝置可實現作為高壓發生器的補充裝置，無需額外配置電源即可進行計數器相關的測試。同時該裝置配備了電壓診斷功能，使用簡單，集成化程度高，成本低、重量輕，可解決設備檢測需求和設備繁多的矛盾，滿足線路上塔檢測對簡單、高效率作業的迫切要求，大大提高對避雷器檢修的效率與準確性。

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