一种电压诊断功能的避雷器计数器补充检测装置

吴培坤 甄志明 何锡忠

摘要：随着电力电缆线路的增多，电缆终端避雷器的数量也随之增多，定期对避雷器进行绝缘电阻测试时，也需对避雷器放电计数器进行测试来确认其是否动作。本文针对目前市场对计数器检测装置的成本高、增加作业难度等缺点，提出了一种带电压诊断功能的避雷器计数器补充检测装置。该装置可作为高压发生器的补充装置，无需额外配置电源即可进行相关的测试。

关键词：补充装置;电压诊断;避雷器计数器

引言

随着城市化进程的推进，电力电缆线路愈来愈多，电缆终端塔配备的避雷器数量也随之增多。当操作过电压或雷电过电压侵袭线路时，避雷器随之动作接地，将过电压导入大地，计数器数字跳转。输电运维检修需要定期对避雷器进行绝缘电阻测试的同时，也需对避雷器放电计数器进行测试来确认其是否能正确动作。由于电子兆欧表只能产生高电压来测试避雷器的绝缘电阻，不具备测试放电计数器是否动作的功能，需要另外配备一个专用的计数器测试仪进行测试。

现有计数器检测装置需要额外配备专用电源，检修作业时面临携带电源数量多、仪器重量大、繁杂等实际困难，同时需要配置专用测试仪来作业。在此背景下，本文提出一种电压诊断功能的避雷器计数器补充检测装置，可无需额外配置电源即可测试，作为高压发生器一种功能补充的检测装置。将该装置配备于高压发生器例如绝缘兆欧表等，可对避雷器进行绝缘测试与计数器测试，提高了检修作业效率。

1.补充装置设计目标

在主网供电设备中，避雷器是通过并联放电间隙或非线性电阻的作用，对入侵流动波进行削幅，降低被保护设备所受过电压值，从而起到保护通信线路和设备的作用。避雷器不仅可用来防护雷电产生的高电压，也可用来防护操作高电压。

如今有计数器检测装置，但是需要采购新的仪器，而且仪器较大，自己额外需带上电源，但市面缺少补充功能的装置。这项发明的出发点源于此，最终研制出一款绝缘测试功能与计数器检测的集成化装置。对于只配备了电子兆欧表没有避雷器放电数器测试仪的输电线路运行部门而言，需进行测试避雷器读数器时，往往缺少设备。因此亟需研制一种功能补充的检测装置，可实现轻量化、成本低的同时，实现检测避雷器读数器是否完

好，具备较大的市场推广前景。

2.补充装置设计

2.1设计原理

正常情况下，避雷器处于截止状态，当作用在避雷器上的电压超过其保护值时，避雷器导通，电阻下降，将电流泄入大地，避免了高幅值的过电压对设备绝缘的损害，保护了与之并联的电气设备。当避雷器在冲击电压作用下放电，造成对地短路后，避雷器计数器就会发生动作，进行数字跳动。

为了模仿瞬间电压发生，检测计数器是否能正常跳动，本装置基于雷击瞬间电压的模型，模拟出瞬间电压放电，装置波形图如下图2.1所示。波

形后半段为装置监测到高电压后，进行瞬间的放电，电压水平瞬间降低。

2.2电路逻辑图

当避雷器进行放电时，计数器将会更新表读数，当计数器受到损坏，计数功能不能使用，将无法对避雷器的运行状态进行监测。而对计数器进行功能测试也基于其工作原理，模拟瞬间放电的发生。我们提出一种新型的附带电压诊断功能的避雷器计数器补充装置，其电路逻辑图如下图2.2所示，包括放电装置、充电装置、电压诊断装置、状态切换开关、电子兆欧表输出端子。

3.装置的实现

3.1装置模型与功能实现

该检测计数器的附加装置由（1）PVC绝缘套筒;（2）双联开关;合适容量的电容器、压敏器件、指示灯等器件;（3）电路外接孔位组成。

（1）PVC绝缘套筒：用于高压测试装置的绝缘保护与防外力保护。将内部电气器件，如电容器、压敏器件、指示灯等集成安装于PVC绝缘套筒内。绝缘套筒上下两端可以旋转打开，便于对内部元件进行更换或检查。

（2）双联开关：用于变换设备运行状态。运行状态包括：充电状态、试验状态、放电状态。状态为充电时，可通过外部高压电源获取能量;状态为试验时，可将内部储存的电能瞬间释放，模拟瞬间放电的释放;状态

为放电状态时，该装置断开输入端与输出端，进行可靠的接地放电。

（3）电路外接孔位：作为装置的输入输出端口。根据装置运行状态不同，该外接孔位分别连接输入端或输出端。

装置外观模型图如图3.1所示：

该设备从安全性与设备普及性出发，为了保证设备安全和输入电压的有效筛选，配置了电压诊断模块，由内部的压敏器件和指示灯作为功能核心部件，安装于PVC绝缘套筒内。当外接设备输入电压过高时，警示灯亮起，内部压敏器件接地放电，防止电压过高对设备造成损坏;输入电压过低时，满足不了充电电压，此时测试灯不亮。

使用时，将顶部的引出口通过引線与绝缘兆欧表的输出端相连，将底部的引出口与被测试设备的受端与接地端相连。将按钮移到充电模块，电容器从绝缘兆欧表中得到高电压能量，进行电量的储存。当电压过低或者过高时，不满足测试要求，指示灯将亮起，同时进行放电，避免对完好器件的损坏或者由于电压太低造成误判断。停留数秒后，储存电压满足瞬间放电的能量后，将开关打到试验模块，即可释放瞬间放电的能量，模拟避雷器动作。如果此时计数器是能正常使用的情况下，计数器的次数将会发生跳动。当整个测试过程结束后，将进行防触电的安全放电步骤，确保该装置为0电压，确保使用过程的安全、高效。

3.2装置实现与测试

通过CAD模型图设计、电路设计、加工后，补充装置实体图如下图3.2所示。该装置此时为检查时的图片，可明显分别出上述的外观部分，套筒外贴有使用标签，使用人员仅经过简单的培训即可进行避雷器计数器的试验。

由于该装置重量轻，携带方便，可以直接与高压发生器，例如常见的绝缘电阻表进行组合使用，可作为绝缘电阻表的一种附加功能的装置。绝缘电阻表可对该装置进行充电，充电完成后，电容器将储存相应的电量，当对被测试设备试验后，达到瞬间放电的效果。

为了测试该设备的可靠性，小组将检测装置对一组损坏的计数器和完好的计数器进行测试。将完好与损坏的避雷器进行编号，并进行测试。经过多次测试，该补充装置测试对完好的计数器触发成功率100%，完好的计数器受到设备的瞬间放电后，可正确触发;而损坏的计数器将会拒动，不能正确触发。测试结果如下表所示。

4.结语

该避雷器计数器补充装置可实现作为高压发生器的补充装置，无需额外配置电源即可进行计数器相关的测试。同时该装置配备了电压诊断功能，使用简单，集成化程度高，成本低、重量轻，可解决设备检测需求和设备繁多的矛盾，满足线路上塔检测对简单、高效率作业的迫切要求，大大提高对避雷器检修的效率与准确性。

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