摘要：众所周知，避雷器(linearrester)通常是适用于电力线路以降低瞬态雷电冲击时绝缘子闪络危险的一种避雷器。必要时，也可以用于保护线路绝缘子之外的任何其它电器设备。线路避雷器运行时它与线路绝缘子并联，当线路遭受雷击时，能有效地防止雷电直击输电线路所引起的故障和雷电绕击输电线路所引起的故障。架空输电线路是电力系统的重要组成部分，由于其分布范围广，极易遭受雷击。从目前运行情况看，在国内外雷击仍然是输电线路的主要危害。线路避雷器是降低线路雷击跳闸率的有效手段，从而提高系统的可靠性。
关键词：避雷器；在线监测；控制回路；泄漏电流
引言
随着计算机技术和电力设备二次系统测量、保护装置的数字化发展，电力系统对测量、保护、控制和数据传输智能化、自动化及电网安全、可靠和高质量运行的要求越来越高，具有测量、保护、监控、传输等组合功能的智能化、小型化、模块化、机电一体化电力设备，对电网安全、可靠和高质量运行具有重要意义。以电力设备的状态监测为基础的状态检修已经成为实现智能化变电站并最终建立智能电网的核心技术之一。电力设备的状态监测是指通过传感器、计算机及通讯网络等技术，获取设备运行的实时状态参数，并进行综合分析处理，对设备的运行状态进行判定。避雷器是电网中的重要保护设备，对避雷器的在线监测技术的研究和应用是实现避雷器状态检修的发展方向。
1避雷器在线监测装置的改进方案
为了解决现有技术存在的上述问题，本文提出了一种可在线监测的避雷器检测装置，如图1所示。该在线监测避雷器检测装置，包括装置本体、设于该装置本体内部的泄漏电流测试表和高压进线板，高压进线板与泄漏电流测试表的输入端电连接，且该改进方案还包括在线监控电路。泄漏电流测试表包括指针和刻度表。与常规的避雷器检测装置相比较，该监测装置本体上设有与刻度表对应匹配的零值端子、正常值端子和超值端子，零值端子、正常值端子和超值端子，三者可分别与指针接触或断开，并分别形成零值开关K1、正常值开关K2和超值开关K3，零值开关K1、正常值开关K2和超值开关K3均连接于在线监控电路中。
2基本原理
2.1交流信号传感器原理分析
交流信号传感器可采用单点接触式感应原理，无需有较大的泄漏电流即可感应到交流信号，并且不受套装工艺限制。待测交流信号Vin单点取自于避雷器末端，与传感器信号处理电路屏蔽ShieldGND之间形成感应交流回路。通过整流桥和滤波电容C6，将交流电压信号转换为直流感应电压Vo，利用分压电阻Ｒh和Ｒl在A1点取出采样电压。
2.2避雷器状态监测原理
避雷器故障后，可能有两种状态:一种是直接被击穿，内阻接近0，此时避雷器两端呈短路状态;另一种是刚刚开始被侵蚀老化，但是尚未被击穿，内阻相对于高压绝缘已经大大减小，运行时泄漏电流会逐渐增大，严重时会产生较高温度。因此，监测避雷器的健康状态可依据以上两种故障现象进行监测:一种方法是通过检测避雷器末端电压，来检测避雷器两端是否呈短路状态;另一种是通过监测避雷器本体温度，来检测避雷器绝缘电阻变化。
3在变电站中的应用
变电站中安装在线监测的避雷器检测装置，不仅可以监测避雷器是否处于良好状态，还可以作为运行值班员检查避雷器泄漏电流表读数并结合其他电气设备或仪表仪器来判断线路是否有电。本文改进方案可以跟带电显示装置或线路压变配合同时接入电气闭锁电路，与线路接地刀闸实现闭锁关系，通过带电显示装置或线路压变和避雷器检测装置，对人身和设备安全进行双重保护。
该避雷器在线检测装置甚至可以完全取代带电显示装置，将信号灯安装在避雷器检测装置旁边，以观察电力线路是否带电，控制信号接入电气闭锁电路，并与接地刀闸实现电气闭锁，不仅可以节约购买及安装带电显示装置的费用，还可以节约日后带电显示装置的维修费用。
4避雷器的发展趋势
4.1避雷器的高压化
操作过电压的幅值随着电网电压等级的提高而增大。在超、特高压电网中，由于避雷器性能和雷电过电压防护的不断完善，操作过电压对某些设备的绝缘选择起着决定性的作用，因此，线路避雷器在超、特高压电网中的应用主要是深度限制操作过电压水平。安装线路避雷器可以有效地控制超高压与特高压输电线路的操作和雷电过电压，提出了计算与雷电有关的失效的一种统计方法和一种计算雷电及操作闪络率的人工神经网络，可确定超高压与特高压输电线路避雷器的最少安装数量；通过开发基于遗传算法的多指标优化方法还可确定线路避雷器的最佳安装位置。
美国电力公司（AEP）在其Marysville-Kammer输电线路上开发、安装及测试了800kV复合外套金属氧化物输电线路避雷器，这种线路避雷器为无间隙结构，连同均压环单只重300kg，为悬挂式垂直安装并带有脱离器。这种线路避雷器可以取代800kVSF6罐式断路器的合闸电阻来控制瞬态操作过电压，可把操作断路器引起的操作过电压限制在线路操作过电压耐受能力之内。
4.2避雷器的小型化
高电位梯度(400V/mm)电阻片在线路避雷器中的应用使单位高度的电阻片数量减少，从而使线路避雷器的体积减小和重量减轻，有利于其在线路中的安装。如日本某公司新开发的使用高电位梯度电阻片的77kV合成外套EGLA的重量仅为传统的四分之一。由于EGLA不持续承受系统电压、污染影响仅在间隙动作时起作用而且不施加操作浪涌负载，因此其优点之一是体积可以减小。使用高电位梯度电阻片可以有效地优化避雷器本体的尺寸。
4.3线路避雷器的标准化
比起长远的技术发展，线路避雷器目前更加需要标准化的测试程序和应用导则。由于一些难以理解的原因，世界上很多地方，线路避雷器的应用始终处于试验性研究阶段，而在其他一些国家，线路避雷器几年前就已经成为标准化的解决方案。对于无间隙线路避雷器来说，可以参照现有的无间隙避雷器标准；对于外串间隙线路避雷器来说，我国已经有两个关于外串间隙线路避雷器的标准，即将发布的国际标准和导则包括：将要包含EGLA的新标准IEC60099-8；IEC和IEEE将要在下个修订版中添加线路避雷器的使用导则内容；国际大电网会议（CIGRE）即将出版线路避雷器的使用导则。从标准化的角度来看，市场已经为更多地使用线路避雷器做好了很好的准备。随着线路避雷器的IEC标准和CIGRE导则的即将发布，线路避雷器的应用将更加广泛。
结语
安装线路避雷器可以减少或消除线路雷击跳闸率，改善系统的稳定性，同时它可为紧凑型输电线路的建设和电压等级的升级等项目提供有力的保障。全线安装线路避雷器虽可以使线路跳闸率趋于零，但其经济效益不一定最佳，因此要进一步开发计算模式、程序及计算机程序来确定线路避雷器的最佳数量、安装位置及电压等级。线路避雷器的设计将会多样化，其应用将会更加广泛。线路避雷器的外套材料主要是合成材料。绝缘配合或使用效果均证明有间隙、无间隙线路避雷器均能有效防止绝缘子串闪络事故。
参考文献
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