CN101871964A - 一种避雷器用远程计数器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种避雷器用远程计数器，包括保护用氧化锌电阻片、取样电阻、整流电路、分压电路、电-光转换模块、传输光纤、光-电转换模块及接收集成系统。本发明能够通过光纤将避雷器动作信号(包括动作时间和次数)传输到远端，将动作信号集成到计算机中，自动实现雷击计数，无需电源供电，并能够根据需要，调节下限动作电流。

Description

一种避雷器用远程计数器

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种避雷器用远程计数器。

背景技术

氧化锌避雷器是电力系统中重要的过电压保护设备，其应用范围极广。目前，从0.4kV到1000kV电压等级的氧化锌避雷器都已经实现了产品化；由于不存在灭弧问题，氧化锌避雷器特别适用于直流系统的过电压保护。

避雷器用放电计数器能可靠记录避雷器的动作次数，这是电力系统故障分析的重要依据。随着电力系统的发展，特别是特高压输电工程的投运和直流输电工程的进一步国产化，对避雷器用计数器的要求也越来越高，主要体现在以下几个方面：

要求计数器的通流容量大，即保证不低于避雷器的通流容量。

要求计数器要能够工作在高压端，并能够将动作信号远传到控制室。由于工作在高压端，不能电源供电；动作信号应能够集成到计算机。

要求计数器的下限动作电流可调，即根据工程需要，计数器在冲击电流大于某一值时计数器才动作，小于某一值时计数器不动作。

现有技术中公开了一种避雷器用放电计数器(中国专利：CN2376681)，由感应探头、整流电路、分压电路、接口电路、计数器构成。其感应探头为一个感应线圈，该感应线圈安装在一个阻燃外壳内，采用非电接触方式，在安装使用的时候只需把感应探头靠近、避雷器的接地线上即可检测、计录避雷器放电次数，但无法将动作信号传输到远端，更不能集成到计算机系统作进一步的处理，同时，也不能够快捷的更改下限动作电流。

发明内容

本发明的目的是满足上述电力系统对计数器的新要求：要求计数器的通流容量大；要求计数器要能够工作在高压端，并能够将动作信号远传到控制室；要求计数器的下限动作电流可调等。

本发明公开了一种避雷器用远程计数器，包括氧化锌电阻片、取样电阻R0、桥式整流电路Z、分压电路、保护电路、电光转换模块TR、传输光纤、光电转换模块、电容C及计算机接收集成系统，其特征在于：所述取样电阻R0和氧化锌电阻片并联后，再串接桥式整流电路Z，所述桥式整流电路Z与电容C并联后再与分压电路和电光转换模块TR相串联；所述分压电路包括分压电阻R1和分压电阻R2；所述保护电路包括稳压二极管ZD，所述保护电路并联到电-光转换模块和分压电阻R2的两端；所述电光转换模块TR通过光纤与光电转换模块连接，所述光电转换模块的输出端接入计算机接收集成系统；通过外部的冲击电流对电容C进行充电；当有冲击电流通过时，分压电路上的电压驱动电光转换模块TR工作，将避雷器的动作信号转换为光信号，并通过光纤将该光信号输入至光电转换模块转换成电信号后，再输到计算机接收集成系统中。

其中，可以通过计算机接收集成系统对避雷器的动作信号的脉宽长度进行判定和调节，判定避雷器是否动作，进而来改变避雷器用远程计数器的下限动作电流。

其中，利用外部的冲击电流对电容C充电放电来驱动电光转换模块TR，无需电源供电。

其中，能够将电光转换模块TR输出的红外光脉冲信号经光纤传输后，再由光-电转换器转换成方波动作信号后，集成到计算机中。

其中，所述动作信号包括动作时间和次数。

其中，所述氧化锌电阻片为高耐量、低梯度的电阻片，通流能力强，残压低。

其中，所述取样电阻R0取值较低，耐压高，功率大，所述取样电阻R0的电压降由冲击电流的大小决定，并与冲击电流成正相关。

本发明的有益效果是：

(1)由于采用了高耐量、低梯度氧化锌电阻片，本发明的计数器的通流容量大，从而可保证不低于避雷器的通流容量。

(2)本发明的计数器能够工作在高压端，并能够将动作信号远传到控制室，动作信号能够集成到计算机，由计算机集成系统完成对于动作信号的判定和进一步的信息传递和记录。

(3)本发明的计数器的下限动作电流可调，即可根据工程需要，计数器在冲击电流大于某一值时计数器才动作，小于某一值时计数器不动作。

(4)通过光纤连接电-光转换模块和光-电转换模块，能够实现对避雷器动作信号的传输，实现光-电隔离，保证人身和设备的安全。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的避雷器用远程计数器的原理模块示意框图；

图2是发明的避雷器用远程计数器的电路结构示意图。

具体实施方式

本发明的一种方案是使用高耐量、低梯度氧化锌电阻片保证计数器的通流容量，必要时采取电阻片并联的方式。该电阻片的能量吸收能力为300J/cm3，为国内大部分电阻片能量吸收能力的1.5倍左右。其梯度仅为40V/mm左右，远低于普通氧化锌电阻片的梯度，能够保证较大的冲击电流下(如20kA雷电流)计数器上的压降不超过3kV，对避雷器的保护性能的影响可以忽略不计。

通过分压电路，当有冲击电流通过避雷器时，分压电阻R1、分压电阻R2上产生压降，驱动电-光转换模块TR发光，经光纤传输到远端后，再经光电转换模块转换为电信号。光信号和电信号的隔离保证了计数器能够工作在高压端，能够在控制室监视计数器的动作信号。

通过计算机集成系统对计数器动作信号脉宽的判定的调节，解决了常规计数器不能控制下限动作电流的缺点。将计数器的动作信号集成到计算机中。

如图1所示，本发明包括保护用氧化锌电阻片、取样电阻、整流电路、分压电路、保护电路、电-光转换模块、传输光纤、光-电转换模块及接收集成系统。当有冲击电流通过时，分压电路上的电压驱动电-光转换模块工作，将计数器的动作信号转换为光信号，并通过光纤传输到接收端。接收集成系统将动作信号传送到计算机。

如图2所示，当有冲击电流通过时，电流主要从氧化锌电阻片和取样电阻R0通过，取样电阻R0上的电压降与冲击电流的大小正相关。氧化锌电阻片为高耐量、低梯度电阻片，通流能力强，残压低。取样电阻R0取值较低，耐压高，功率大。取样电阻R0的电压降由冲击电流的大小决定，并与冲击电流成正相关。

整流电路Z的作用是保证通过电光转换装置TR的电流不会出现反方向，从而保护了电-光转换装置。

电容C的作用是利用冲击电流对电容充电放电来驱动电光转换装置TR，同时延长电光转换装置中二极管的发光时间到毫秒级，便于后续信号的处理。

当分压电阻R1、R2上的电压降达到某一值时，分压电路上的电压能够驱动电-光转换装置TR发光，并输送到光纤中。下限电流的判断由计算机集成系统完成。

利用HFBR-24XX系列的光电转换装置，通过计数器的冲击电流在接收端转化为一个毫秒级的TTL高电平信号。该信号能方便通过电子计数器实现计数功能，也能够方便地集成到计算机中。

此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。

Claims (7)

1.一种避雷器用远程计数器，包括氧化锌电阻片、取样电阻R0、桥式整流电路Z、分压电路、保护电路、电光转换模块TR、传输光纤、光电转换模块、电容C及计算机接收集成系统，其特征在于：所述取样电阻R0和氧化锌电阻片并联后，再串接桥式整流电路Z，所述桥式整流电路Z与电容C并联后再与分压电路和电光转换模块TR相串联；所述分压电路包括分压电阻R1和分压电阻R2；所述保护电路包括稳压二极管ZD，所述保护电路并联到电-光转换模块和分压电阻R2的两端；所述电光转换模块TR通过光纤与光电转换模块连接，所述光电转换模块的输出端接入计算机接收集成系统；通过外部的冲击电流对电容C进行充电；当有冲击电流通过时，分压电路上的电压驱动电光转换模块TR工作，将避雷器的动作信号转换为光信号，并通过光纤将该光信号输入至光电转换模块转换成电信号后，再输到计算机接收集成系统中。

2.根据权利要求1所述的避雷器用远程计数器，其特征在于：可以通过计算机接收集成系统对避雷器的动作信号的脉宽长度进行判定和调节，判定避雷器是否动作，进而来改变避雷器用远程计数器的下限动作电流。

3.根据权利要求2所述的避雷器用远程计数器，其特征在于：利用外部的冲击电流对电容C充电放电来驱动电-光转换模块TR，无需电源供电。

4.根据权利要求3所述的避雷器用远程计数器，其特征在于：能够将电光转换模块TR输出的红外光脉冲信号经光纤传输后，再由光电转换器转换成方波动作信号后，集成到计算机中。

5.根据权利要求2-4所述的避雷器用远程计数器，其特征在于：所述动作信号包括动作时间和次数。

6.根据权利要求1-5所述的避雷器用远程计数器，其特征在于：所述氧化锌电阻片为高耐量、低梯度的电阻片，通流能力强，残压低。

7.根据权利要求1-6所述的避雷器用远程计数器，其特征在于：所述取样电阻R0取值较低，耐压高，功率大，所述取样电阻R0的电压降由冲击电流的大小决定，并与冲击电流成正相关。

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