用于在线预估电涌保护器的剩余寿命的方法、电涌保护器和电子设备技术

本公开的示例实施例提供一种用于在线预估电涌保护器的剩余寿命的方法、电涌保护器和电子设备。该方法包括：对电涌保护器所接入的电路系统中的电源电压进行实时测量；对流过电涌保护器的泄漏电流进行实时测量；基于所测量的电源电压和所测量的泄漏电流，实时确定泄漏电流和电源电压之间的相角；以及基于所确定的相角和预设的相角阈值，预估电涌保护器的剩余寿命。该方法能够根据在线监测参数实时地预估SPD的剩余寿命，能够更准确地反应SPD的实际工作状态，使得用户能够更及时有效地进行运营维护。护。护。

【技术实现步骤摘要】
用于在线预估电涌保护器的剩余寿命的方法、电涌保护器和电子设备


[0001]本公开的实施例主要涉及低压领域的电涌保护器领域，并且更具体地，涉及用于在线预估电涌保护器的剩余寿命的方法以及能够实施该方法的电涌保护器。

技术介绍

[0002]电涌保护器(简称SPD)广泛应用于低压领域(例如，230/400V)的建筑电气、铁路、电信、新能源等行业，在输配电系统中对防雷、防电涌冲击等方面起到了不可或缺的作用。SPD通常并联至电路系统中，它的核心元器件是氧化锌压敏电阻(通常称为MOV)，MOV正常工作下呈现高阻态，并不影响电网的正常运行。而当线路发生瞬态过电压或者电涌冲击时，MOV会变为低阻态，从而将绝大部分的电荷量泄放，同时限制电涌保护器两端的电压，实现电涌保护的功能，从而保护设备安全，保障系统运行。
[0003]虽然MOV正常为高阻态，但也有一定的泄漏电流流过。而随着使用时间的推移，电涌保护器经受不同幅值不同持续时间的电涌冲击，以及电网故障造成的瞬态过电压，再加上空气潮湿、昼夜温差交替等环境因素的影响，MOV会呈现老化现象，其保护功能和剩余寿命会逐渐降低。当MOV老化到一定程度时，需要及时更换以保证线路上有可靠的电涌保护。
[0004]从损坏SPD离线到新的SPD被安装期间，线路是没有电涌保护功能的，这将增加线路出现电涌损害的风险。针对这一情况，有的运维管理采用定期更换的方案，但这还是存在更换不及时或者更换过早的弊端。此外，已经存在老化现象的SPD，在脱离器动作之前，其保护效果已经大打折扣，而且，如果脱离器设计不合理，还存在无法及时、有效脱离而导致电气火灾的风险。
[0005]为了保证低压配电系统安全稳定运行，防止电涌保护器劣化导致的安全事故发生，国家防雷装置检测标准制定了相关的SPD合格判定依据，需要工程师借助多种检测仪器，定期或者不定期地断电检测。这种方法在增加人力、物力的基础上还是存在诸多弊端，易带来不必要的损失。
[0006]因此，能够准确地预估SPD的剩余寿命，从而能在SPD老化程度影响到其保护性能和运行安全性之前适当的时间对SPD进行更换，对系统和设备的安全、可靠运行至关重要。

技术实现思路

[0007]根据本公开的示例实施例，提供了一种在线预估SPD的剩余寿命的方法。该方法能够根据在线监测参数实时地预估SPD的剩余寿命，能够更准确地反应SPD的实际工作状态，使得用户能够更及时有效地进行运营维护。
[0008]在本公开的第一方面中，提供了一种用于在线预估电涌保护器的剩余寿命的方法，该方法包括：对电涌保护器所接入的电路系统中的电源电压进行实时测量；对流过电涌保护器的泄漏电流进行实时测量；基于所测量的电源电压和所测量的泄漏电流，实时确定泄漏电流和电源电压之间的相角；以及基于所确定的相角和预设的相角阈值，预估电涌保
护器的剩余寿命。
[0009]在该实施例中，能够在线监测所需参数(例如，电路系统的电源电压和SPD的泄漏电流)，并且根据所测量的参数来计算相角，从而基于所计算的相角在线地评估SPD的剩余寿命，使得SPD的剩余寿命的评估更加贴合SPD的实际情况，从而更加准确和及时，使得SPD被最大化地利用且能够在适当的时间及时地向用户通知更换新的SPD。
[0010]在一些实施例中，预设的相角阈值包括第一相角阈值，基于所确定的相角和预设的相角阈值，预估电涌保护器的剩余寿命包括：响应于所确定的相角小于或等于第一相角阈值，预估电涌保护器处于急剧老化阶段。在该实施例中，通过设置该第一相角阈值，能够预估电涌保护器的寿命终点。该第一相角阈值由专利技术人针对大量的压敏电阻进行测试得到，大致处于68
°
至72
°
的范围内。
[0011]在一些实施例中，预设的相角阈值还包括第二相角阈值，其中第二相角阈值大于第一相角阈值；其中，基于所确定的相角和预设的相角阈值，预估电涌保护器的剩余寿命包括：响应于所确定的相角大于或等于第二相角阈值，预估电涌保护器处于正常老化阶段；以及响应于所确定的相角处于第二相角阈值和第一相角阈值之间，预估电涌保护器处于加速老化阶段。在该实施例中，通过设定相角的多个阈值，能够将SPD的剩余寿命划分为几个阶段，从而更加清晰地显示SPD所处的阶段，且准确地确定SPD急剧老化需要更换的时间点。该第二相角阈值也由专利技术人针对大量的压敏电阻进行测试得到，大致处于78
°
至82
°
的范围内。
[0012]在一些实施例中，基于所确定的相角和预设的相角阈值，预估电涌保护器的剩余寿命包括：在电涌保护器初次接入电路系统时，测量流过电涌保护器的初始泄漏电流；基于初始泄漏电流和所确定的相角，确定针对测量相角的时刻的阻性泄漏电流；以及基于所确定的阻性泄漏电流和预设的阻性泄漏电流阈值，预估电涌保护器的剩余寿命。在该实施例中，通过阻性泄漏电流来预估电涌保护器的剩余寿命，与基于相角的预估相比，能够以更加明晰的方式来显示剩余寿命，因为阻性泄漏电流的变化比相角的变化更加明显。
[0013]在一些实施例中，相角包括初始相角，初始相角基于电涌保护器初次接入电路系统时的初始电源电压和所测量的初始泄漏电流来确定，阻性泄漏电流包括初始阻性泄漏电流，基于初始泄漏电流和初始相角来确定，以及预设的阻性泄漏电流阈值包括第一阻性泄漏电流阈值，第一阻性泄漏电流阈值基于第一相角阈值和初始泄漏电流来确定；基于阻性泄漏电流和预设的阻性泄漏电流阈值，预估电涌保护器的剩余寿命包括：基于初始阻性泄漏电流、第一阻性泄漏电流阈值和所确定的阻性泄漏电流，预估电涌保护器的剩余寿命的百分比。
[0014]在该实施例中，初始泄漏电流能够在电涌保护器初次接入电路系统时测得，并且通过所计算的初始相角，能够计算初始阻性泄漏电流，从而能够适用于不同的电源电压和/或不同型号的压敏电阻，来测量不同的初始阻性泄漏电流。此外，通过预设的对应于急剧老化阶段的第一相角阈值，能够计算电涌保护器寿命终点时的阻性泄漏电流(即，第一阈值阻性泄漏)。因此，能够针对所接入的电路系统来预告寿命终点时的阻性泄漏电流，从而能够提前告知用户。此外，在该实施例中，通过初始阻性泄漏电流以及对阻性泄漏电流设定的第一阈值，能够以更加明显的方式(例如百分比)来显示电涌保护器的剩余寿命。
[0015]在一些实施例中，第二相角阈值在78
°
至82
°
的范围内，且第一相角阈值在68
°
至
72
°
的范围内。在该实施例中，这些相角阈值能够覆盖多种类型的压敏电阻。
[0016]在本公开的第二方面中，提供一种电涌保护器，包括：电涌保护器本体，监测模块和信号处理模块。电涌保护器本体包括压敏电阻；监测模块包括：电压检测单元，被配置为对电涌保护器所接入的电路系统中的电源电压进行实时测量；以及电流检测单元，被配置为对流过电涌保护器的压敏电阻的泄漏电流进行实时测量。信号处理模块被配置为：基于所测量的电源电压和所测量的泄漏电流，实时确定泄漏电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于在线预估电涌保护器的剩余寿命的方法，包括：对电涌保护器所接入的电路系统中的电源电压进行实时测量；对流过所述电涌保护器的泄漏电流进行实时测量；基于所测量的所述电源电压和所测量的所述泄漏电流，实时确定所述泄漏电流和所述电源电压之间的相角；以及基于所确定的所述相角和预设的相角阈值，预估所述电涌保护器的剩余寿命。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预设的相角阈值包括第一相角阈值，基于所确定的所述相角和预设的相角阈值，预估所述电涌保护器的剩余寿命包括：响应于所确定的所述相角小于或等于所述第一相角阈值，预估所述电涌保护器处于急剧老化阶段。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预设的相角阈值还包括第二相角阈值，其中所述第二相角阈值大于所述第一相角阈值；其中，基于所确定的所述相角和预设的相角阈值，预估所述电涌保护器的剩余寿命包括：响应于所确定的所述相角大于或等于所述第二相角阈值，预估所述电涌保护器处于正常老化阶段；以及响应于所确定的所述相角处于所述第二相角阈值和所述第一相角阈值之间，预估所述电涌保护器处于加速老化阶段。4.根据权利要求2所述的方法，其中，基于所确定的所述相角和预设的相角阈值，预估所述电涌保护器的剩余寿命包括：在所述电涌保护器初次接入所述电路系统时，测量流过所述电涌保护器的初始泄漏电流；基于所述初始泄漏电流和所确定的所述相角，确定针对测量所述相角的时刻的阻性泄漏电流；以及基于所确定的所述阻性泄漏电流和预设的阻性泄漏电流阈值，预估所述电涌保护器的剩余寿命。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述相角包括初始相角，所述初始相角基于所述电涌保护器初次接入电路系统时的初始电源电压和所测量的初始泄漏电流来确定，所述阻性泄漏电流包括初始阻性泄漏电流，基于所述初始泄漏电流和所述初始相角来确定，以及所述预设的阻性泄漏电流阈值包括第一阻性泄漏电流阈值，所述第一阻性泄漏电流阈值基于所述第一相角阈值和所述初始泄漏电流来确定；基于所述阻性泄漏电流和预设的阻性泄漏电流阈值，预估所述电涌保护器的剩余寿命包括：基于所述初始阻性泄漏电流、所述第一阻性泄漏电流阈值和所确定的所述阻性泄漏电流，预估所述电涌保护器的剩余寿命的百分比。6.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一相角阈值在68
°
至72
°
的范围内，且所述第
二相角阈值在78
°
至82
°
的范围内。7.一种电涌保护器，包括：电涌保护器本体，包括压敏电阻；监测模块，包括：电压检测单元，被配置为对电涌保护器所接入的电路系统中的电源电压进行实时测量；以及电流检测单元，被配置为对流过所述电涌保护器的所述压敏电阻的泄漏电流进行实时测量，以及信号处理模块，被配置为：基于所测量的电源电压和所测量的泄漏电流，实时确定所述泄漏电流和所述电源电压之间的相角；以及基于所确定的所述相角和预设的相角阈值，预估所述电涌保护器的剩余寿命。8.根据权利要求7所述的电涌保护器，其中，所述预设的相角阈值包括第一相角阈值，基于所确定的所述相角和预设的相角阈值，预估所述电涌保护器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利成，王江坡，黄丽雄，徐贺，
申请(专利权)人：北京ABB低压电器有限公司，
类型：发明
国别省市：