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氧化锌避雷器无线在线监测系统的研究

Researchofmetaloxidearresterwirelessonlinemonitorsystem
程月平，肖黎
CHENGYue—ping。．XlAOLi
(1．武汉职业技术学院机电工程学院，武汉430074；2．武汉南瑞有限责任公司，武汉430074)
摘要：在分析及研究氧化锌避雷器在线监测系统原理的基础上，开展了基于无线网络的氧化锌避雷器
在线监测系统的研究。采用基于Cortex-M3内核的ARM处理器sTM32作为主控芯片，通过
Si4432无线通信芯片对MOA的泄漏电流和雷击动作次数信息进行无线传输，并根据数字波形
分析法实现对氧化锌避雷器特征量的在线监测。
关键词：氧化锌避雷器；无线通信；在线监测；泄漏电流
中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1009—0134(2012)01(I-)一0048—03
Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2012．O1(E)．17

0引言为受潮或污秽引起的泄漏电流突变。由于瓷(合
随着自动化技术的发展及自动化水平的提高，成)套泄漏电流及绝缘杆泄漏电流在总泄漏电流
电力系统高压设备的检修手段也在逐步改进，状态中所占比例非常微小，因此MOA阻性电流分量都
监测、状态评估及状态检修是未来电力系统的必然能看作是流过MOA阀片柱的阻性电流。在实际的
方向。氧化锌避雷器(MOA)作为电力系统重要的过监测中也是根据MOA的这个特性，通过在线监
电压保护设备，其本身运行状况的好坏将直接影响测MOA总泄漏电流中阻性电流的分量，并将监测
到电力系统的安全，因此对氧化锌避雷器进行在值与以往的历史数据进行比较分析，以此来判断
线监测就显得尤为重要。通过研究与实践发现，MOA的在工作电压下的状况。MOA阀片的等效模
MOA很容易发生以下两种异常⋯：型由非线性电阻及线性电容并联组成。
1)在运行电压下长期工作发生MOA阀片老化2MOA无线在线监测系统结构
现象，引起阀片击穿，最终导致线路短路：MOA无线在线监测系统的关键点在于真实有
2)当温度降低后引起MOA内部受潮，导致闪效的现场数据采集及无线传输。现场采集端必须
络现象。能够全天候的正常工作，同时稳定的数据传输方
为了确保MOA正常工作、防止故障的发生，案将给监测系统提供强大的技术支持，因此硬件
传统的做法具有非常大的局限性。因此将采取无电路必须具有很高的监测灵敏度及良好的抗干扰
线在线监测方式对MOA进行状态跟踪，可以大大能力。本系统采用数字波形分析法对MoA进行状
提高监测系统的灵活性、实时性、准确性，减少态监测，需采集MOA总泄漏电流及雷击次数。
有线数据传输的误差及成本。MOA无线在线监测系统由监测模块、中央结
1MOA在线监测原理及方法点及后台3个部分，结构如图1所示采用星状拓扑结
如今对MOA监测的方法以其总泄漏电流为基构。其中1，2，3，⋯，N，N+I为监测模块，负责
础，将总泄漏电流中的阻性分量以及电压、电流采集MOA避雷器监测数据，同时将采集到的数据
的介质损耗作为反映MOA运行状况的指标皿。泄传输至中央结点，中央结点通过USB与后台处理系
统进行通信。该结构可减小各个监测模块的通信负
漏电流由阀片柱泄漏电流、瓷(合成)套泄漏电
流及绝缘杆泄漏电流三个部分组成。通常来讲，担，扩展性极强，只需利用中央结点即可对整个网
流过阀片柱的泄漏电流又不会发生突变，所有的络进行重新配置，可以方便地增加或减少监测模
突变都来自于瓷(合成)套泄漏电流及绝缘杆因块，单个模块的故障不会对全网产生影响。

收稿日期：2011-08—05
作者简介：程月平(1974一)，女，湖北天门人，讲师，硕士，研究方向为控制理论与控制工程。

【48】第34卷第1期2012—01(上)

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3．2电压相位信号的采集
电压互感器作为联络电力系统一次侧与二次

一一一一一一一一侧的重要元件，其将一次侧的高电压转换为二次
侧的低电压，并将监测系统与高压部分实现电气
隔离。在电压互感器的副边端，由于是直接与大
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旧、
通、地相接，因此具有极强的安全保证。由于通过数
线
、字波形分析法计算MOA的特征参数需要有MOA的
运行电压波形，因此选择电压互感器作为母线电

—压获取的元件H】。通常从变电站内取出的PT的电
压幅值是60V，但用在信号处理中仍IEt不合适。

图1MOA无线在线监测系统结构框图使用电流型电压互感器TV，将60V的PT电压再降
低到0-3．3V的电压范围内，这样就可以直接送至
监测模块部署在每个MoA旁，被测的电流及
STM32进行处理。
电压信号分别通过电流互感器(CT)和电压互感
器(PT)分别从MOA的底部和母线上获取。3．3无线射频电路设计
系