[发明专利]电源MOV防雷器失效故障电流周波监测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型应用于电源MOV防雷器失效在线监测和防雷器前端保护装置及保护方法，属于工频电源防雷器保护技术领域。

背景技术

防雷器又称为浪涌保护器(以下简称为SPD)广泛应用于国民经济的各行各业中。在供配电的电源设备中更多地配备了包含有氧化压敏电阻(以下简称为MOV)电源防雷器，按不同需要跨接于工频电源相间及对地之间(L-L，L-N，L-PE，N-PE)；承担着泄放雷击电流，抑制电网中间的浪涌过电压发生，改善电源供电质量，保护电器设备的安全运行重要任务。

但随着防雷器的广泛和长期在各个领域中运用，SPD自身烧毁引发火灾事故和连续雷击防护失效的问题日渐凸显，给国家和企业造成严重的经济损失。

SPD自身烧毁引发的火灾事故，经现场考证和分析，多见在电网出现过电压故障时刻，此类电网过电压发生有别于瞬间雷击感应过电压，持续发生、能量无限，是SPD无法吸收消除的。一旦超过SPD最大运行持续电压，就会加速SPD的MOV劣化，引发工频故障电流持续通过SPD，使SPD受损发热，严重时将发生烧毁事故，酿成灾害。

连续雷击防护失效事故易见于防雷器意外脱离被保护电网线路，使电网失去对雷击过电压、雷击电流进行限压泄流的装置保护，造成设备人身事故发生。

为此，防雷规范中要求对电源防雷器应用前置熔断器或断路器实现前端过流保护，能在防雷器出现硬性持续短路故障时迅速切断与电源线路的连接，避免电源系统保护开关出现越级跳闸，造成大面积停电事故。同时前端过流保护装置也应能阻断电源暂态过电压引发工频故障持续电流，防止事故扩大。

但在实际应用中，常规的电源防雷器前端过流保护装置很难兼顾实现上述两方面的保护功能：电源防雷器前端过流保护装置使用的熔断器或断路器，通常保护设置值均能切除SPD硬性持续短路故障；但是当电源系统出现异常电网电压升高，导致SPD启动亚导通，出现故障的工频的持续电流时，由于SPD亚导通电阻的限流作用，电源电流往往达不到前端过流保护装置熔断器或断路器的快速切断值，而延续的电源故障电流能量足以致使SPD过热起火燃烧；另外如将熔断器或断路器的保护速断电流设置值调小，以满足故障的工频的持续电流脱扣值时，雷击的冲击电流又会造成保护装置速断，是SPD脱离电网，导致后续雷击防护失效的故障。上述情况使前端过流保护装置整定值设定处于两难之地。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种确保SPD安全运行，杜绝SPD自燃事故发生的装置。本发明的另一个目的是提供一种采用上述装置的方法。

为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供了一种电源MOV防雷器失效故障电流周波监测装置，其特征在于：包括接入防雷器组接地回路用以监测接地泄放电流的防雷器接地电流检测传感器，防雷器接地电流检测传感器串接信号滤波放大模块，信号滤波放大模块再串接脉冲形成模块，由脉冲形成模块根据防雷器接地电流检测传感器获取的接地泄放电流产生脉冲信号，脉冲形成模块的输出端分为两路，一路经由计时复位闸门模块连接脉冲步进计数模块，另一路则直接连接脉冲步进计数模块，脉冲形成模块连接断路器脱扣驱动模块，脉冲步进计数模块由计时复位闸门模块控制仅在检测到脉冲形成模块输出至少连续三个周期的脉冲信号后向断路器脱扣驱动模块输出脱扣信号，由断路器脱扣驱动模块根据该脱扣信号控制连接在防雷器组前端的防雷器前端保护断路器进行脱扣动作。

优选地，所述计时复位闸门模块选用延时器来实现；所述脉冲步进计数模块选用可复位的脉冲步进计数器来实现，由延时器向脉冲步进计数器给出复位信号。

本发明的另一个技术方案是提供了一种采用上述装置的电源MOV防雷器失效故障电流周波监测方法，其特征在于，步骤为：

第一步、由脉冲形成模块根据防雷器接地电流检测传感器获取的接地泄放电流产生脉冲信号，其中，当发生雷击时，接地泄放电流为瞬时大电流信号，此时，脉冲形成模块产生单次脉冲信号；当产生工频故障持续小电流时，接地泄放电流为电网工频故障电流，此时，脉冲形成模块产生电网工频规律的工频脉冲信号，该工频脉冲信号的周期为T₁=1／电网工频频率；

第二步、将计时复位闸门模块选用延时器来实现，该延时器的延时时长为T₂，T₂≥N×T₁，N为不小于3的正整数，将脉冲步进计数模块选用可复位的脉冲步进计数器来实现，将该脉冲步进计数器设定为统计到有至少2个且至多N-1个连续周期的脉冲信号后，向断路器脱扣驱动模块输出脱扣信号；