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第4章 金属氧化物避雷器的在线监测氧化锌电阻片有极为优越的非线性特性：在正常工作电压下电阻很高，相当于一绝缘体，可以不用串联火花间隙来隔离工作电压。在正常工作电压下流过氧化锌电阻片的电流仅达微安级。在过电压作用下电阻很小，残压很低。 ZnO阀片的伏安特性 第一节补偿法测量阻性电流第一节补偿法测量阻性电流一、全硬件补偿法一、全硬件补偿法1、基本原理UsIrUs0Ic=GUs0I0第一节补偿法测量阻性电流第一节补偿法测量阻性电流一、全硬件补偿法一、全硬件补偿法2、实例：LCD4型泄漏电流测量仪PAMOACTPTPVDM2M1IGCADFDFAXIRISEG0SESERISEXICISE第一节补偿法测量阻性电流第一节补偿法测量阻性电流一、全硬件补偿法一、全硬件补偿法3、相间干扰第一节补偿法测量阻性电流第一节补偿法测量阻性电流一、全硬件补偿法一、全硬件补偿法3、相间干扰一组成直线排列的三相一组成直线排列的三相MOAMOA第一节补偿法测量阻性电流第一节补偿法测量阻性电流一、全硬件补偿法一、全硬件补偿法3、相间干扰在测量边相A相底部的电流时，主要是A相外施电压Ua经A相MOA所引起的容性分量Ia,c及阻性分量Ia,r；另外还有邻相B相与A相间的杂散电容Ca,b所引起的容性干扰电流Ib(C相因距离A相更远，其影响可忽略)。干扰电流Ib固然不大，但它在原阻性电流方向上的分量就将在A相下部在线测得的“视在”阻性分量Ia，r明显增大了。B上对C相间的电容耦合使C相MOA下部测得的“视在”阻性分量变小。B相因位置居中，A、C两边相对其的电容耦合基本对称，影响可忽略。 AUBUCUCIXICISEG0BACI,RIRIXI第一节补偿法测量阻性电流第一节补偿法测量阻性电流一、全硬件补偿法一、全硬件补偿法4、相间干扰的抑制 在停电条件下，用外施电压分别测量各相避雷器的I0，Ic，Ir，而后在运行条件下再测，但在PT输出信号经光电隔离后，再加一移相器改变移相的角度使测量值与停电条件下测量值相同，记下移相值和I0，Ic，Ir值，并以此为基准，以后均在相同的移相条件下进行监测，移相器一般由可变电阻器和电容器串联组成。 当测量处于边相位置的MOA时，不仅用一钳形电流互感器测取该相MOA下端的电流，且用另一钳形电流互感器测取与其对称位置的另一边相下端的电流。由于相间杂散电容的耦合，使两边相下端测得这两电流之间的相位差已不是120，而是1202，因而可用软件求出后将基准电压相位自动移相角，然后仍可用常规的测阻性电流方法测出比较准确的及P。 第一节补偿法测量阻性电流第一节补偿法测量阻性电流二、数字化软件补偿法二、数字化软件补偿法基本原理PTCTMOA隔离放大放大滤波滤波移相ADC单片计算机UIxUUIx，U经放大、滤波和U移相900后，U与Ic同相，对Ix和U进行A/D转换后，由软件计算。令 ，K为计算系数，不断改变k值，使达到最小，则2kUIxkUIIxr第一节补偿法测量阻性电流第一节补偿法测量阻性电流二、数字化软件补偿法二、数字化软件补偿法基本原理光电隔离放大器1放大器2AMOACT1PT1光电隔离放大器1放大器2BMOACT2PT2光电隔离放大器1放大器2CMOACT3PT3A/D转换微型计算机第二节谐波分析法监测阻性电流第二节谐波分析法监测阻性电流1、基本原理满足狄里赫利条件(即给定的周期性函数在有限的区间内，只有有限个第一类间断点和有限个极大值和极小值)的电力系统电压ux、电流ix，可按傅里叶级数分解为直流分量和各次谐波分量之和： 1010)sin()sin(kkkmxkkkmxtkIIitkUUu（1）（2）式中：U0电压的直流分量， I0电流的直流分量，Ukm电压的各次谐波幅值， Ikm电流的各次谐波幅值，k电压的各次谐波相角， k电流的各次谐波相角，k= 1，2，3，4由于 ，而一般认为，在小电流区电容变化很小，因此有由式（1）得泄漏电流的容性分量： 其中 。令IRk为第k次谐波阻性电流幅值，可以认为阻性泄漏电流和容性泄漏电流同次谐波的相角相差 ，而第k次谐波电压与第k次谐波阻性电流同相，所以，阻性电流：第二节谐波分析法监测阻性电流第二节谐波分析法监测阻性电流1、基本原理（4）iC dudtudC dtCxxdC dt 01)cos(kkCktxCtkIdduCiIk CUCkkm210)sin(kkRkRtkIIi（3）将式（5）两边同乘以sin(nt+n)，并对两边在一周期内取定积分，有：第二节谐波分析法监测阻性电流第二节谐波分析法监测阻性电流1、基本原理（6）（5）CRxiiiIIk tIIk tIk tkmkkRkkkCkkk01011sin()sin()cos()dttntkIdttntkITknkRknTkkkm 0101)sin()sin()sin()sin( TknkCkdttntkI01)sin()cos(因为：将式（3）、式（4）、式（2）带入其中并化简有：第二节谐波分析法监测阻性电流第二节谐波分析法监测阻性电流1、基本原理三角函数在一个周期内定积分的正交特性：sinmxdxT00cosmxdxT00(sin)mxdxTT202(cos)mxdxTT202sincosmxnxdxT00sinsin()mxnxdxmnT00coscos()mxnxdxmnT00第二节谐波分析法监测阻性电流第二节谐波分析法监测阻性电流1、基本原理（7）对式（6），仅当k=n时，对应项的定积分不为零，可化简得为：由三角函数的积化和差公式可化简式（7）得有：Ik tk tdtIk tdtkmkTkRkkTsin() sin()sin ()020Ik tdtIk tdtkmkkkkTRkkT122121200cos()cos()cos ()再由三角函数正交特性可得：IdtIdtkmkkTRkT2200cos()TITIkmkkRk22cos()即：第二节谐波分析法监测阻性电流第二节谐波分析法监测阻性电流1、基本原理（9）（8）也即：所以有：TITIkmkkkkRk22coscossinsinIIIRkkmkkkmkkkkcos()coscossinsin同理，将式（5）两边同乘以cos(nt+n)，并在同一周期内取定积分，依据三角函数正交特性，仅当k=n时，定积分有不为零项。化简后可得：IIICkkmkkkmkkkksin()cossinsincos将ux、ix展开成傅里叶级数，运用FFT分解得各次谐波后，按式（4）、式（8）计算，就可求得MOA的基波阻性泄漏电流、各次谐波阻性泄漏电流和总阻性泄漏电流。 第二节谐波分析法监测阻性电流第二节谐波分析法监测阻性电流2、相间干扰若考虑相间干扰，只需对上述公式略作修改，并可随意输入相移修正量，即可方便地计算参数。第二节谐波分析法监测阻性电流第二节谐波分析法监测阻性电流3、特点该方法在系统电压含谐波时，能较补偿法测得准确。类似tan监测，需对Ix，U同步进行采样。电网的频率变化对结果有影响，仍需锁相倍频跟踪电路。第二节谐波分析法监测阻性电流第二节谐波分析法监测阻性电流4、实例26 结束语结束语
