[0028] MOA伏安特性曲線按照電壓和電流的隨曲線的變化關系，分為三個區(qū)，分別是小電 流區(qū)、非線性區(qū)和飽和區(qū)三個部分，而小電流區(qū)域具體的是指在參考電流小于lkA的之前 的曲線部分，這部分的電壓值很高，電流很小，其阻值很大，近似一種絕緣狀態(tài)，需要提取的 阻性電流就在此區(qū)域中。目前關于阻性電流提取算法中，容性電流補償算法使用較為廣泛。 如圖1所示，MOA小電流區(qū)等效模型，從圖1中可知：
[0029] ix=ic+iE (1)
[0030] 式中ix為泄漏電流，ic為容性電流，iK為阻性電流。
[0031] 如圖2所示，為泄漏電流的矢量分解圖。泄漏電流可以分解為容性電流和阻性電 流。由于泄漏電流、容性電流和阻性電流均是隨時間變化，故式（1)可以寫為下式（2):
[0032]Ix(t) =IE(t)+Ic(t) (2)
[0033] 在MOA上施加電壓所產(chǎn)生的容性電流為電壓對時間的導數(shù)與電容的乘積。
[0034] 如公式（3)所示：
[0035]
[0036]結合公式（3)，將公式⑵改寫為下式⑷：
[0037]Ix(t) = |IE | +Iccos?t(4)
[0038] [IJ是包含所有諧波成分的阻性電流。則阻性電流可以通過在公式⑷中增加一 個轉移相位的容性電流而獲得。則阻性電流可表示為下式（5):
[0039]IE(t) = |IE |+Iccos?t+Iccos(?t-Jr) (5)
[0040]其中
[0041] 因此，本實用新型提供一種金屬氧化物避雷器阻性電流提取裝置（參見圖3)，包 括低通濾波器1、模數(shù)轉換模塊2、過零檢測器3、頻率檢測器4、延遲器5、加法器8、峰值時 刻檢測器6、自動信號生成單元7和減法器9,所述低通濾波器1連接到金屬氧化物避雷器 的接地線路中獲取初始漏電電流，經(jīng)數(shù)模轉換模塊轉換成初始漏電電流數(shù)字信號后分別傳 給過零檢測器3、加法器8的輸入端和減法器9的輸入端，所述過零檢測器3、頻率檢測器4 及延遲器5依次連接，所述延遲器5連接到所述加法器8的輸入端，加法器8的輸出端與所 述峰值時刻檢測器6、自動信號生成單元7、減法器9的輸入端依次連接。其中，過零檢測器 3包括運算放大器和跟隨模式運算放大器（參見圖4)，運算放大器輸出端連接電容C后連 接到跟隨模式運算放大器的同相輸入端，所述運算放大器的反相輸入端接地，所述跟隨模 式運算放大器的同相輸入端及輸出端分別連接電阻Rl、R2后接地，模數(shù)轉換模塊2輸出端 與過零檢測器3的運算放大器的同相輸入端相連接，過零檢測器3的跟隨模式運算放大器 的輸出端與頻率檢測器4相連接。
[0042] 可以使用本實用新型的金屬氧化物避雷器阻性電流提取裝置，通過以下步驟來提 取金屬氧化物避雷器阻性電流（參見圖3):
[0043] (1)通過連接在金屬氧化物避雷器的接地線路中的通濾波器濾除泄漏電流中所有 高次諧波后得到初始泄漏電流低頻信號，初始泄漏電流低頻信號經(jīng)過模數(shù)轉換模塊2變成 初始泄漏電流數(shù)字信號，初始泄漏電流數(shù)字信號通過過零檢測器3獲取過零點的初始泄漏 電流。
[0044] (2)使用頻率檢測器4來檢測確定泄漏電流的頻率并通過延遲電路將初始泄漏電 流的頻率延遲1/4個周期，得到新泄漏電流。
[0045] (3)對步驟2中得到的新泄漏電流與初始泄漏電流通過加法器8進行求和，得到組 合漏電電流。
[0046] (4)通過峰值時刻檢測器6檢測組合波形峰值對應的時刻，生成容性泄漏電流。
[0047] (5)通過減法器9從初始泄漏電流中減去容性電流，從而獲取阻性電流。
[0048] 使用傳統(tǒng)的容性電流補償算法和本實用新型的金屬氧化物避雷器阻性電流提取 制作進行提取得到的阻性電流進行對比，如圖5所示。從圖5中可以看出，使用傳統(tǒng)容性電 流補償算法計算出的阻性電流和使用本文算法計算出的阻性電流具有很好的一致性。
[0049] 以上是本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型技術方案所作的改變，所產(chǎn)生 的功能作用未超出本實用新型技術方案的范圍時，均屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1. 一種金屬氧化物避雷器阻性電流提取裝置，其特征在于，包括低通濾波器（1)、模數(shù) 轉換模塊（2)、過零檢測器（3)、頻率檢測器（4)、延遲器（5)、加法器（8)、峰值時刻檢測器 (6)、自動信號生成單元（7)和減法器（9)，所述低通濾波器（1)連接到金屬氧化物避雷器的 接地線路中獲取初始漏電電流，經(jīng)數(shù)模轉換模塊轉換成初始漏電電流數(shù)字信號后分別傳給 過零檢測器（3)、加法器（8)的輸入端和減法器（9)的輸入端，所述過零檢測器（3)、頻率檢 測器（4)及延遲器（5)依次連接，所述延遲器（5)連接到所述加法器（8)的輸入端，加法器 (8)的輸出端與所述峰值時刻檢測器（6)、自動信號生成單元（7)、減法器（9)的輸入端依次 連接。2. 根據(jù)權利要求1所述金屬氧化物避雷器阻性電流提取裝置，其特征在于，所述過零 檢測器（3)包括運算放大器和跟隨模式運算放大器，所述運算放大器輸出端連接電容后連 接到跟隨模式運算放大器的同相輸入端，所述運算放大器的反相輸入端接地，所述跟隨模 式運算放大器的同相輸入端及輸出端分別連接電阻后接地。3. 根據(jù)權利要求1所述金屬氧化物避雷器阻性電流提取裝置，其特征在于，所述頻率 檢測器（4)為電能質量綜合監(jiān)測儀的檢測電路模塊。
【專利摘要】本實用新型公開了一種金屬氧化物避雷器阻性電流提取裝置，該裝置包括低通濾波器、模數(shù)轉換模塊、過零檢測器、頻率檢測器、延遲器、加法器、峰值時刻檢測器、自動信號生成單元和減法器。本實用新型可以在不需要測量電壓信號的情況下，從泄漏電流中去除容性電流成分，而得到阻性電流進而達到對MOA的老化監(jiān)測的目的，避免了在測量高電壓時的危險性，同時，還避免了在測量單一相位的電壓時可能受到其他相位的電壓干擾，提高了提取測量的準確性，節(jié)約了金屬氧化物避雷器的日常檢測成本，經(jīng)濟高效。
【IPC分類】G01R31/02, G01R19/00
【公開號】CN204666706
【申請?zhí)枴緾N201520327997
【發(fā)明人】楊仲江, 李鵬飛, 曹洪亮, 肖揚, 朱若虛
【申請人】南京信息工程大學
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月20日