CN101603994A - 一种金属氧化物避雷器在线监测装置 - Google Patents

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本发明属于电力在线监测技术领域，涉及一种金属氧化物避雷器在线监测装置，包括：保护电路、动作次数检测单元、泄漏电流采样电路、采集板。保护电路中的压敏电阻片上端接金属氧化物避雷器MOA，下端接地；动作次数检测单元和泄漏电流采样单元串联，然后连接到保护电路中的扼流线圈输出端；动作次数检测单元的输出端连接采集板的一路输入端，泄漏电流采样单元的输出端连接采集板的另一路输入端，采集板负责采集信号并实现现场显示和数据远传；计算机监测中心收集来自采集板的信息，进行分析处理和故障报警。

Description

一种金属氧化物避雷器在线监测装置
技术领域
本发明属于电力在线监测技术领域，涉及一种避雷器在线监测装置。
背景技术
金属氧化物避雷器是电力系统中重要的过电压保护设备。近年来，随着金属氧化物避雷器的广泛应用，其本身运行的安全性也成为电力系统中关注的问题。为了能够及时了解金属氧化物避雷器的运行状况，相应地对金属氧化物避雷器的监测技术和监测装置也发展起来。目前应用最广泛的一类监测装置是现场监测的电子机械式仪表，由电磁式直流毫安表和计数器构成，用于监测金属氧化物避雷器的泄漏电流和动作次数。该装置的优点是泄漏电流检测灵敏度比较高，但不足之处是需要巡检人员定时查看，无法实时获得避雷器的运行状态。同时，由于其监测装置必须安装在金属氧化物避雷器的接地端，如果是线路保护用的金属氧化物避雷器，其监测装置也要安装在杆塔上，这就给巡检人员的巡查带来很大的不方便。另一类监测装置是电流互感器式仪表，采用穿心式电流互感器采集电流信号，然后将采集的电流信号送到微处理器中进行计算和传输。由于采用穿心式电流互感器，实现了测量系统和金属氧化物避雷器的隔离，能够较好地保护测量系统，但是由于金属氧化物避雷器的泄漏电流非常小，再加上周围强电磁场的干扰，使得采用穿心式电流互感器方式的测量结果精度不够理想，而要想提高测量精度，设备的成本将会大幅度提高。
发明内容
针对现有技术中电子机械式监测仪表检测灵敏度高，但无法实时获得避雷器的运行状态，而电流互感器式仪表由于采用穿心式电流互感器，存在测量结果精度不高的技术问题，本发明提出如下技术方案：
一种金属氧化物避雷器在线监测装置，包括：保护电路、动作次数检测单元，泄漏电流采样单元、采集板。保护电路中的压敏电阻片上端接金属氧化物避雷器，下端接地；保护电路中的扼流线圈与动作次数检测单元和泄漏电流采样单元串联，然后和压敏电阻片并联；动作次数检测单元的输出端连接采集板的一路输入端，泄漏电流采样单元的输出端连接采集板的另一路输入端，采集板通过总线连接计算机监控中心，采集板负责采集信号并实现现场显示和数据远传；计算机监测中心收集来自采集板的信息，进行分析处理和故障报警。
所述保护电路包括压敏电阻片和扼流线圈，保护电路中的扼流线圈与动作次数检测单元和泄漏电流采样单元串联，然后和压敏电阻并联。当避雷器动作时，压敏电阻片电阻会减小，而扼流线圈电抗会变大，大部分浪涌电流将通过压敏电阻片泄放到大地，从而保护动作次数检测单元和泄漏电流采样单元不被破坏。
所述的动作次数检测单元由整流桥，滤波电容，分压电阻，肖特基二极管和光耦隔离电路组成，实现动作次数测量。整流桥输出并联接滤波电容，第一电阻R1和第二电阻R2串联构成分压电路，并联在滤波电容两端。第二电阻R2的输出端接到光耦隔离电路的输入端。肖特基二极管D1并联在光耦隔离电路的输入的两端，实现对光耦的保护。当避雷器正常工作时，交流电流经整流桥，整成直流信号，此时电压值不足以驱动光耦动作；而当遇到雷电避雷器动作时，泄漏电流增大，在光耦两端的电压值增大，超过光耦的驱动阈值，就可以获得避雷器的动作次数。
所述泄漏电流采样单元由电流互感器，由匝比为1∶1的电流互感器与双向肖特基二极管D2，第三电阻R3和第四电阻R4组成。双向肖特基二极管D2并联在电流互感器的输入端，第三电阻R3串联在电流互感器的输入端，实现对电流互感器的保护。第四电阻R4连接到电流互感器的输出端，将电流信号转换为电压信号，送入采集板。
所述泄漏电流采样单元，避雷器正常工作时，泄漏电流流过电流互感器的一次侧，互感器的二次侧将会感应出同样大小的电流，通过测量二次侧的电流就可以获取避雷器的泄漏电流，并实现与采集板的电气隔离。在遇到雷电避雷器动作时，双向肖特基二极管D2将保护电流互感器不受损坏。
所述的采集板可以采集动作次数检测单元提供的脉冲信号和泄漏电流采样单元提供的模拟信号，并实时记录采集的信号值。同时通过总线和计算机监控中心连接。计算机监控中心对数据进行分析和管理，当避雷器出现故障时，及时向工作员提供报警信息。
附图说明
本发明的金属氧化物避雷器在线监测装置工作原理示意图。
具体实施方式
参见附图1，图中保护电路1，由压敏电阻片11和扼流线圈7组成。压敏电阻片11上端接金属氧化物避雷器6，下端接地。扼流线圈7和动作次数检测单元2，泄漏电流采样单元3串联，然后和压敏电阻片11并联。动作次数检测单元2，由整流桥8、分压电阻、肖特基二极管和光耦9构成，实现动作次数测量，第一电阻R1和第二电阻R2串联构成分压电路，并联在滤波电容两端。
泄漏电流采样单元3实现泄漏电流测量，所述泄漏电流采样单元由电流互感器，由匝比为1∶1的电流互感器与双向肖特基二极管D2，第三电阻R3和第四电阻R4组成。双向肖特基二极管D2并联在电流互感器的输入端，第三电阻R3串联在电流互感器的输入端，实现对电流互感器的保护。第四电阻R4连接到电流互感器的输出端，将电流信号转换为电压信号，送入采集板4。采集板4用于将采集记录到的测量信号并进行现场显示和数据远传，采集板4通过总线连接计算机监控中心5，计算机监控中心5，对采集板4采集的数据分析处理并进行故障报警。
避雷器正常工作时，保护电路1中压敏电阻片11呈现高阻状态，避雷器的泄漏电流从动作次数检测单元2和泄漏电流采样单元3流过。动作次数检测单元2中整流电路将交流信号整成直流电压，此时电压值不足以驱动光耦9输出。泄漏电流通过泄漏电流采样单元3中的高精度互感器12的原边，副边感应出等值的泄漏电流供采集板4进行采集。这样既提高了测量精度，又实现了系统隔离。当遇到雷电避雷器动作时，保护电路1中的压敏电阻片11阻抗变小，扼流线圈7电抗增大，大部分浪涌电流将通过保护电路1中的压敏电阻片11泄放到大地，从而实现了系统的保护。小部分泄漏电流通过扼流线圈7流入动作次数检测单元2中的整流桥8，此时电压值变大，可以驱动光耦9形成脉冲信号，采集板4就可以实现避雷器的动作次数的记录。在泄漏电流采集电路3中，双向肖特基二极管D2此时将泄放这部分增大的泄漏电流，从而实现了对电流互感器12的保护。采集板4和动作次数检测单元2、泄漏电流采集单元3通过光耦和电流互感器12实现了弱电系统和强电系统的隔离，提高了测量系统的安全性。采集板4采集得到的金属氧化物避雷器MOA动作次数和泄漏电流将通过总线报送至计算机监控中心5，一旦金属氧化物避雷器出现泄漏电流过大，将及时上报给工作人员进行处理。

Claims (4)

1.一种金属氧化物避雷器在线监测装置，包括：保护电路(1)、动作次数检测单元(2)、泄漏电流采样单元(3)、采集板(4)，其特征在于：保护电路(1)中的压敏电阻片(11)上端接金属氧化物避雷器MOA(6)，下端接地；动作次数检测单元(2)和泄漏电流采样单元(3)串联，然后连接到保护电路(1)中的扼流线圈(7)输出端；动作次数检测单元(2)的输出端连接采集板(4)的一路输入端，泄漏电流采样单元(3)的输出端连接采集板(4)的另一路输入端，采集板(4)负责采集信号并实现现场显示和数据远传；采集板(4)通过总线连接计算机监控中心(5)，计算机监测中心(5)收集来自采集板的信息，进行分析处理和故障报警。
2.根据权利要求1所述的金属氧化物避雷器在线监测装置，其特征在于：所述保护电路(1)包括压敏电阻片(11)和扼流线圈(7)，扼流线圈(7)与动作次数检测单元(2)和泄漏电流采样单元(3)串联，然后和压敏电阻片(11)并联，压敏电阻片(11)上端接金属氧化物避雷器，下端接地，实现对系统的保护。
3.根据权利要求1所述的金属氧化物避雷器在线监测装置，其特征在于：所述的动作次数检测单元(2)由整流桥(8)，滤波电容C1，第一电阻R1、第二电阻R2、肖特基二极管D1和光耦隔离电路(9)组成，实现动作次数测量，整流桥(8)输出并联接滤波电容C1，第一电阻R1和第二电阻R2串联构成分压电路，并联在滤波电容C1的两端，第二电阻R2的输出端接到光耦隔离电路(9)的输入端，肖特基二极管D1并联在光耦隔离电路(9)的输入的两端，实现对光耦的保护。
4.根据权利要求1所述的金属氧化物避雷器在线监测装置，其特征在于：所述泄漏电流采样单元(3)由电流互感器(12)，双向肖特基二极管D2，第三电阻R3和第四电阻D4组成，双向肖特基二极管D2并联在电流互感器(12)的输入端，第三电阻R3串联在电流互感器(12)的输入端，实现对电流互感器(12)的保护，第四电阻R4连接到电流互感器(12)的输出端，将电流信号转换为电压信号，送入采集板(4)。
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