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摘要：基于避雷器泄露电流原理，设计了避雷器泄露电流带高压电显示装置，探讨了其显示的方法，经过挂网运行证明该装置具备准确可靠的带电显示功能。
关键词：泄漏电流；高压显示装置；闭锁装置
带电显示装置是电力系统中将不可见的高电压信号通过传感器和转换电路等变成可见光信号的装置，它能够准确反映高压电气设备的带电情况。带电显示装置一般安装在变电站10kV、110kV 进线或出线间隔的接地刀闸外侧，用于检测间隔或者线路上的带电情况，防止操作人员或者检修人员误入带电间隔或者防止带电挂接地线、带电荷接地刀闸等违反“五防”的事故发生。
许多投运20 年以上的变电站安装的是旧式的户外设备，而非当今广泛应用的GIS 设备，其普遍未安装带电显示装置，设备之间的“五防”闭锁也采用“微机五防”的方式，设备操作时必须进行直接验电，导致操作人员处在直接与带电设备接触的危险中，而在雨雪等天气条件下户外直接验电是不允许的；挂设接地线、接地刀闸等操作与验电之间并无可靠的闭锁关系，一旦验电器出现故障或者验电方法不正确，就有可能造成带电挂地线、带电和接地刀闸的严重误操作情况。
针对这一情况，结合当前带电显示装置及闭锁装置的发展成果，基于避雷器在工频电压下泄漏电流的基本原理，设计并实现一种避雷器泄露电流带高压电显示装置，通过挂网实际运行的考验。
1避雷器泄露电流带高压电显示装置的概述
避雷器泄露电流带高压电显示装置是根据电力系统“五防”要求、符合《DL/T 538-2006 高压带电显示装置》中华人民共和国电力行业标准而设计的一种防止电气误操作的装置。本装置采用电流互感器隔离非接触式高压检测手段，基于避雷器泄漏电流作为带电检测信号源，三相传感器与显示单元采用屏蔽线连接，运用低功耗设计技术，由显示单元集中供电，可选择外部电源供电型号，也可选择电池供电型号，安全可靠，安装维护方便。装置具有带电状态闪光显示、一次电压显示、解锁显示、泄漏过流显示、连续自检、带电闭锁接点输出、故障闭锁接点输出、电池欠压闭锁接点输出、工作模式设置等诸多功能，能实现与高压设备安全隔离，检测高压设备是否有电；同时，具有无线编码的防误验电接口，可与电磁锁、机械程序锁、微机防误闭锁系统等配合，实施强制闭锁，防止电气误操作。
2避雷器泄露电流带高压电显示装置的优势
（1）研究不影响避雷器正常工作的避雷器泄露电流的采样方法。
（2）研究基于微弱泄露电流的数字化处理技术，包括带电指示、去除干扰、标定及带电闭锁。
（3）研究显示单元对传感器回路断线及短路故障实时检测功能。
3功能及特点
（1）验电防误一体化
不仅能通过声光的方式，提示带电，而且具有防误钥匙、电气闭锁接点等多种防误闭锁接口，配套锁具齐全，全面实现各种设备的强制闭锁需要。
（2）非接触检测
传感器单元通过对避雷器泄露电流进行采样，不与带电体直接接触，安装简单方便，安全可靠，可以带电安装，减少设备或线路停电时间。
（3）技术先进、可靠性高
采用泄露电流作为传感信号，不易受邻相、邻间隔干扰，且采用先进的数字信号处理技术，避免电力系统的谐波、载波、无线电等多种常见干扰，可靠、准确地指示所测线路或设备的带电状态。
（4）全方位监测装置运行状态
除提供三相带电显示外，还提供解锁、故障、欠压、过流、运行等指示灯，全方位监测装置运行使用状态，指示灯全部特殊设计的专用长寿命、高亮度LED，保证强烈日光下的显示效果。
4避雷器泄露电流带高压电显示装置的应用方法
4.1 避雷器泄漏电流原理
氧化锌避雷器在工频额定电压下的微小电流称为氧化锌避雷器的泄露电流。氧化锌避雷器等值模型如图1 所示，分析可知，其泄露电流按产生原理可分为：阻性电流、容性电流和污秽电流。泄漏电流的大小与所处电压等级、温湿度、避雷器的健康状况等都有关系，通过避雷器接地引下线流入大地。
4.2避雷器泄露电流带高压电显示装置的设计
基于避雷器泄露电流的高压带电显示闭锁装置由信号采集部分和信号处理部分组成，如图1所示，其中信号采集部分主要包括泄露电流输入，由传感器和电缆组成，将三相传感器串入到线路避雷器（母线避雷器）计数器回路中，不与避雷器计数器输入电缆接触，通过电磁感应，对流入避雷器计数器的泄露电流进行采样，最终通过电缆输入到信号处理部分；信号处理部分主要是显示单元，主要作用是对输入的信号进行数字化处理，并对外输出有电/无电的信息，输出信息包括声光、闭锁接点及“微机防误”接口等。显示单元判断是否有电，需要综合考虑泄流电流输入，只有三相输入都无电时，装置才会对外输出无电的信息，只要有一相输入有电时，装置都会对外输出有电信息，保证装置输出信号准确可靠。
图2：工作原理示意图
显示单元能够输出“微机防误”接口，通过软件设置，可以与变电站安装的微机防误系统结合起来，在操作接地刀闸之前进行强制验电，只有验明无电，才能够执行合接地刀闸操作，否当将被禁止。需要验电时，运行人员将电脑钥匙插入到显示单元的“微机防误”接口中，如果有电，钥匙则报有电，不能继续下面的操作；如果无电，钥匙则报无电，可以继续下面的操作。
5 闭锁装置基本原理
5.1 与电气闭锁的配合
高压带电显示装置也可实现与电磁锁的闭锁配合。当线路带电时，装置接点断开，电磁锁不能取得工作电源，从而不能打开电磁锁，达到防止带电合地刀（挂地线）的目的。当线路无电时，装置接点闭合，电磁鎖取得工作电源，从而能打开电磁锁。
5.2 与微机防误系统的配合
微机防误闭锁系统验电的要求是为带电显示装置提供电流、电压或空接点信号，在合线路地刀（打开地刀锁）或线路挂接地线（打开临时接地锁）之前，须将电脑钥匙插入带电显示装置的验电锁中，进行验电，如线路有电则不能进行下一步操作，线路无电方可进行下一步操作。
6总结与成效
现有常规高压带电显示装置安装需要停电，其传感器受感应距离的限制，在与同塔双回路电网及相邻带电设备距离比较近时极容易出现串相、误判，避雷器泄露电流带高压电显示装置很好地解决了这些问题。
（作者单位：国网淮安供电公司）
关键词：泄漏电流；高压显示装置；闭锁装置
带电显示装置是电力系统中将不可见的高电压信号通过传感器和转换电路等变成可见光信号的装置，它能够准确反映高压电气设备的带电情况。带电显示装置一般安装在变电站10kV、110kV 进线或出线间隔的接地刀闸外侧，用于检测间隔或者线路上的带电情况，防止操作人员或者检修人员误入带电间隔或者防止带电挂接地线、带电荷接地刀闸等违反“五防”的事故发生。
许多投运20 年以上的变电站安装的是旧式的户外设备，而非当今广泛应用的GIS 设备，其普遍未安装带电显示装置，设备之间的“五防”闭锁也采用“微机五防”的方式，设备操作时必须进行直接验电，导致操作人员处在直接与带电设备接触的危险中，而在雨雪等天气条件下户外直接验电是不允许的；挂设接地线、接地刀闸等操作与验电之间并无可靠的闭锁关系，一旦验电器出现故障或者验电方法不正确，就有可能造成带电挂地线、带电和接地刀闸的严重误操作情况。
针对这一情况，结合当前带电显示装置及闭锁装置的发展成果，基于避雷器在工频电压下泄漏电流的基本原理，设计并实现一种避雷器泄露电流带高压电显示装置，通过挂网实际运行的考验。
1避雷器泄露电流带高压电显示装置的概述
避雷器泄露电流带高压电显示装置是根据电力系统“五防”要求、符合《DL/T 538-2006 高压带电显示装置》中华人民共和国电力行业标准而设计的一种防止电气误操作的装置。本装置采用电流互感器隔离非接触式高压检测手段，基于避雷器泄漏电流作为带电检测信号源，三相传感器与显示单元采用屏蔽线连接，运用低功耗设计技术，由显示单元集中供电，可选择外部电源供电型号，也可选择电池供电型号，安全可靠，安装维护方便。装置具有带电状态闪光显示、一次电压显示、解锁显示、泄漏过流显示、连续自检、带电闭锁接点输出、故障闭锁接点输出、电池欠压闭锁接点输出、工作模式设置等诸多功能，能实现与高压设备安全隔离，检测高压设备是否有电；同时，具有无线编码的防误验电接口，可与电磁锁、机械程序锁、微机防误闭锁系统等配合，实施强制闭锁，防止电气误操作。
2避雷器泄露电流带高压电显示装置的优势
（1）研究不影响避雷器正常工作的避雷器泄露电流的采样方法。
（2）研究基于微弱泄露电流的数字化处理技术，包括带电指示、去除干扰、标定及带电闭锁。
（3）研究显示单元对传感器回路断线及短路故障实时检测功能。
3功能及特点
（1）验电防误一体化
不仅能通过声光的方式，提示带电，而且具有防误钥匙、电气闭锁接点等多种防误闭锁接口，配套锁具齐全，全面实现各种设备的强制闭锁需要。
（2）非接触检测
传感器单元通过对避雷器泄露电流进行采样，不与带电体直接接触，安装简单方便，安全可靠，可以带电安装，减少设备或线路停电时间。
（3）技术先进、可靠性高
采用泄露电流作为传感信号，不易受邻相、邻间隔干扰，且采用先进的数字信号处理技术，避免电力系统的谐波、载波、无线电等多种常见干扰，可靠、准确地指示所测线路或设备的带电状态。
（4）全方位监测装置运行状态
除提供三相带电显示外，还提供解锁、故障、欠压、过流、运行等指示灯，全方位监测装置运行使用状态，指示灯全部特殊设计的专用长寿命、高亮度LED，保证强烈日光下的显示效果。
4避雷器泄露电流带高压电显示装置的应用方法
4.1 避雷器泄漏电流原理
氧化锌避雷器在工频额定电压下的微小电流称为氧化锌避雷器的泄露电流。氧化锌避雷器等值模型如图1 所示，分析可知，其泄露电流按产生原理可分为：阻性电流、容性电流和污秽电流。泄漏电流的大小与所处电压等级、温湿度、避雷器的健康状况等都有关系，通过避雷器接地引下线流入大地。
4.2避雷器泄露电流带高压电显示装置的设计
基于避雷器泄露电流的高压带电显示闭锁装置由信号采集部分和信号处理部分组成，如图1所示，其中信号采集部分主要包括泄露电流输入，由传感器和电缆组成，将三相传感器串入到线路避雷器（母线避雷器）计数器回路中，不与避雷器计数器输入电缆接触，通过电磁感应，对流入避雷器计数器的泄露电流进行采样，最终通过电缆输入到信号处理部分；信号处理部分主要是显示单元，主要作用是对输入的信号进行数字化处理，并对外输出有电/无电的信息，输出信息包括声光、闭锁接点及“微机防误”接口等。显示单元判断是否有电，需要综合考虑泄流电流输入，只有三相输入都无电时，装置才会对外输出无电的信息，只要有一相输入有电时，装置都会对外输出有电信息，保证装置输出信号准确可靠。
图2：工作原理示意图
显示单元能够输出“微机防误”接口，通过软件设置，可以与变电站安装的微机防误系统结合起来，在操作接地刀闸之前进行强制验电，只有验明无电，才能够执行合接地刀闸操作，否当将被禁止。需要验电时，运行人员将电脑钥匙插入到显示单元的“微机防误”接口中，如果有电，钥匙则报有电，不能继续下面的操作；如果无电，钥匙则报无电，可以继续下面的操作。
5 闭锁装置基本原理
5.1 与电气闭锁的配合
高压带电显示装置也可实现与电磁锁的闭锁配合。当线路带电时，装置接点断开，电磁锁不能取得工作电源，从而不能打开电磁锁，达到防止带电合地刀（挂地线）的目的。当线路无电时，装置接点闭合，电磁鎖取得工作电源，从而能打开电磁锁。
5.2 与微机防误系统的配合
微机防误闭锁系统验电的要求是为带电显示装置提供电流、电压或空接点信号，在合线路地刀（打开地刀锁）或线路挂接地线（打开临时接地锁）之前，须将电脑钥匙插入带电显示装置的验电锁中，进行验电，如线路有电则不能进行下一步操作，线路无电方可进行下一步操作。
6总结与成效
现有常规高压带电显示装置安装需要停电，其传感器受感应距离的限制，在与同塔双回路电网及相邻带电设备距离比较近时极容易出现串相、误判，避雷器泄露电流带高压电显示装置很好地解决了这些问题。
（作者单位：国网淮安供电公司）