CN104635025A - 一种避雷器放电计数器及放电计数方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种避雷器放电计数器，包括外壳，在所述外壳内设置持续电流指示电路、动作计数指示电路和电源电路，电源电路分别与持续电流指示电路、动作计数指示电路连接。本发明还公开了一种避雷器放电计数方法。本发明避雷器放电计数器及放电计数方法，能够实现记录陡波短波尾及多重雷击动作电流动作计数和避雷器持续电流监测，从而可靠地保证了对系统运行状况、避雷器运行状况分析提供真实的数据支持。
Description
技术领域
本发明涉及交流输电系统避雷器用放电计数技术，更具体地说，涉及一种避雷器放电计数器及放电计数方法。
背景技术
众所周知，在交流输电系统中，避雷器是重要的保护设备，其并联于线路中，用于防止母线电压因雷电、操作等过高而使相关设备损害，而放电计数器是用来监测避雷器放电动作的一种高压电器。
目前用于交流输电系统避雷器的放电计数器，通常有两种结构：(1)一种是采用电阻片作为大电流分流限压元件，而分出的小电流用于驱动电磁计数器的避雷器放电计数器,利用电磁系电流表作为持续电流指示表计。此种结构的放电计数器的主要缺陷是对于避雷器放电电流持续时间不同而具有不同的下限动作电流，在陡波短波尾动作电流下放电计数器动作电流较高，且无法记录避雷器在多重雷击下的动作次数。(2)另一种结构是利用电磁互感原理，避雷器动作电流及持续电流通过电流互感器转换，蓄电池提供能量，太阳能充电，电子电路处理，数字化计数、测量，液晶表计指示。此种结构的放电计数器的主要缺陷是液晶表计无法在低温环境下使用，且在稍强阳光下无法清晰读取表计示数，而采用LED表计需要能量较多，连续阴雨天气下能量不足，蓄电池寿命太短。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种避雷器放电计数器及放电计数方法，能可靠记录避雷器在多重雷击下的动作情况、且对于避雷器放电电流持续时间不同而具有相同的下限动作电流。
为了实现上述目的，本发明提供了一种避雷器放电计数器，包括外壳，在所述外壳内设置持续电流指示电路、动作计数指示电路和电源电路，电源电路分别与持续电流指示电路、动作计数指示电路连接。
作为本发明的一种改进，所述持续电流指示电路包括依次连接的零磁通电流互感器、持续电流处理电路、持续电流指示表计，持续电流处理电路处理零磁通电流互感器输出的持续电流信号，通过持续电流指示表计指示避雷器持续电流有效值。
作为本发明的一种改进，所述动作计数指示电路包括依次连接的罗哥夫斯基线圈、动作计数处理电路和动作计数指示表，动作计数处理电路处理罗哥夫斯基线圈输出的动作电流信号，通过动作计数指示表指示避雷器动作次数。
作为本发明的一种改进，所述电源电路包括依次连接的电源管理电路、储能装置和太阳能电池板，太阳能电池板采集太阳能通过电源管理电路转换为电能储存在储能装置中，电源管理电路同时将电能转换为所述持续电流指示电路和动作计数指示电路所需能量。
作为本发明的一种改进，所述持续电流指示电路包括依次连接的零磁通电流互感器、持续电流处理电路、持续电流指示表计，所述动作计数指示电路包括依次连接的罗哥夫斯基线圈、动作计数处理电路和动作计数指示表，所述电源电路包括依次连接的电源管理电路、储能装置和太阳能电池板，所述储能装置分别与所述持续电流处理电路、动作计数处理电路连接。
作为本发明的一种改进，所述放电计数器还包括一次连接导体，所述一次连接导体设置在放电计数器的中后部，并贯穿外壳的上部和下部。
作为本发明的一种改进，所述零磁通电流互感器、罗哥夫斯基线圈分别套设在所述一次连接导体的外部。
作为本发明的一种改进，所述避雷器放电计数器采用固定安装方式，安装在避雷器底部。
作为本发明的一种改进，所述太阳能电池板固定在避雷器安装支架对准太阳方向上。
本发明还提供了一种避雷器放电计数方法，它包括如下步骤：(1)收集太阳能并转换为电能储存，将储存的电能通过转换成驱动电源；(2)对避雷器持续电流进行处理得到成比例的二次电流信号，对所述二次电流信号进一步处理得到与避雷器持续电流有效值一一对应的直流电流信号，利用所述直流电流信号指示避雷器的持续电流；(3)对避雷器动作电流进行处理得到成比例的脉冲电压信号，所述脉冲电压信号经处理后得到超过阀值设定的脉冲计数信号并储存到寄存器中，所述脉冲计数信号在时钟信号的协调下指示避雷器的动作次数。
与现有技术相比，本发明避雷器放电计数器及放电计数方法，能够实现记录陡波短波尾及多重雷击动作电流动作计数和避雷器持续电流监测，从而可靠地保证了对系统运行状况、避雷器运行状况分析提供真实的数据支持，而且通过电流互感器采集信号，与高压系统无电气连接，无残压、无爆炸危险，适用范围广，运行安全可靠。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明的结构及其有益技术效果进行详细说明。
图1为本发明避雷器放电计数器的电路原理框图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
本发明避雷器放电计数方法包括如下步骤：(1)收集太阳能并转换为电能储存，将储存的电能通过转换成驱动电源；(2)对避雷器持续电流进行处理得到成比例的二次电流信号，对所述二次电流信号进一步处理得到与避雷器持续电流有效值一一对应的直流电流信号，利用所述直流电流信号指示避雷器的持续电流；(3)对避雷器动作电流进行处理得到成比例的脉冲电压信号，所述脉冲电压信号经处理后得到超过阀值设定的脉冲计数信号并储存到寄存器中，所述脉冲计数信号在时钟信号的协调下指示避雷器的动作次数。
请参阅图1，根据上述方法，设计出本发明避雷器放电计数器，包括零磁通电流互感器1、罗哥夫斯基线圈2、持续电流处理电路3、持续电流指示表计4、动作计数处理电路5、动作计数指示表6、太阳能电池板7、电源管理电路8、储能装置9、一次连接导体10、外壳11、绝缘套管12，零磁通电流互感器1、持续电流处理电路3、持续电流指示表计4依次连接组成持续电流指示电路，罗哥夫斯基线圈2、动作计数处理电路5和动作计数指示表6依次连接组成动作计数指示电路，一次连接导体10设置在避雷器放电计数器中后部，贯穿避雷器放电计数器上下，零磁通电流互感器1、罗哥夫斯基线圈2套在一次连接导体外部，持续电流处理电路3处理零磁通电流互感器输出的持续电流信号，通过持续电流指示表计4指示避雷器持续电流有效值，动作计数处理电路5处理罗哥夫斯基线圈2输出的动作电流信号，通过动作计数指示表6指示避雷器动作次数，太阳能电池板7采集太阳能通过电源管理电路8转换为电能储存在储能装置9中，电源管理电路8同时将电能转换为持续电流处理电路3和动作计数处理电路5所需能量。
本发明避雷器放电计数器利用太阳能电池板收集太阳能，转换为电能储存在储能装置中；将储能装置中的电能通过电源电路转换成信号处理、表计驱动电源；利用零磁通电流互感器，得到与避雷器持续电流成比例的二次电流信号；二次电流信号在持续电流处理电路的处理下，得到与避雷器持续电流有效值一一对应的直流电流信号；直流电流信号通过电磁系持续电流指示表计指示避雷器的持续电流；利用罗哥夫斯基线圈，得到与避雷器动作电流成比例的脉冲电压信号；脉冲电压信号经过动作计数处理电路的处理后，得到超过阀值设定的脉冲计数信号，储存到寄存器中；脉冲计数信号在时钟信号的协调下，通过动作计数指示表指示避雷器的动作次数。本发明采用电子计数器电路，无电磁计数器受计数频率限制，可实现高速计数，且采用电压比较器，不受动作电流能量影响，可实现不受避雷器放电电流持续时间影响，故能可靠记录避雷器在多重雷击下的动作情况、且对于避雷器放电电流持续时间不同而具有相同的下限动作电流。
本发明避雷器放电计数器采用固定安装方式，安装在避雷器底部，太阳能电池板固定在避雷器安装支架对准太阳方向上，体积小，制造安装方便，整体性能优异。
下面结合实例对本发明避雷器放电计数器的功能效果进一步验证。
三只采用本发明的避雷器放电计数器试品，动作计数电流阀值设定为50A，在太阳光下充电1小时，在室内进行性能测试。
将放电计数器接地端串接数字万用表后串联在在35kV保护电容器避雷器低压端，利用数字万用表监测避雷器持续电流，对避雷器施加工频电压，观察放电计数器持续电流指示和数字万用表示数，将两者进行记录，在施加不同工频电压下，两者的记录数据如下表。
| 序号 | 避雷器施加电压 | 放电计数器持续电流指示 | 数字万用表示数 |
| 1 | 20kV | 0.40mA | 0.394mA |
| 2 | 25kV | 0.50mA | 0.503mA |
| 3 | 29.5kV | 0.60mA | 0.605mA |
| 4 | 34kV | 0.70mA | 0.708mA |
| 5 | 38.5kV | 0.80mA | 0.812mA |
对放电计数器施加不同波形、不同幅值的冲击电流，观察放电计数器的计数情况，在不同波形的放电电流作用下放电计数器的计数电流均在45～55A。
因避雷器多重雷击在试验室无法模拟，对计数单元电路进行模拟试验，拆除罗哥夫斯基线圈部分，利用脉冲群发生器对脉冲电压信号处理电路输入端输入脉冲电压信号，验证放电计数器记录连续脉冲能力，放电计数器可实现可靠记录脉冲频率为200Hz的8个以下脉冲数量。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种避雷器放电计数器，包括外壳，其特征在于，在所述外壳内设置持续电流指示电路、动作计数指示电路和电源电路，电源电路分别与持续电流指示电路、动作计数指示电路连接。
2.根据权利要求1所述的避雷器放电计数器，其特征在于，所述持续电流指示电路包括依次连接的零磁通电流互感器、持续电流处理电路、持续电流指示表计，持续电流处理电路处理零磁通电流互感器输出的持续电流信号，通过持续电流指示表计指示避雷器持续电流有效值。
3.根据权利要求1所述的避雷器放电计数器，其特征在于，所述动作计数指示电路包括依次连接的罗哥夫斯基线圈、动作计数处理电路和动作计数指示表，动作计数处理电路处理罗哥夫斯基线圈输出的动作电流信号，通过动作计数指示表指示避雷器动作次数。
4.根据权利要求1所述的避雷器放电计数器，其特征在于，所述电源电路包括依次连接的电源管理电路、储能装置和太阳能电池板，太阳能电池板采集太阳能通过电源管理电路转换为电能储存在储能装置中，电源管理电路同时将电能转换为所述持续电流指示电路和动作计数指示电路所需能量。
5.根据权利要求1所述的避雷器放电计数器，其特征在于，所述持续电流指示电路包括依次连接的零磁通电流互感器、持续电流处理电路、持续电流指示表计，所述动作计数指示电路包括依次连接的罗哥夫斯基线圈、动作计数处理电路和动作计数指示表，所述电源电路包括依次连接的电源管理电路、储能装置和太阳能电池板，所述储能装置分别与所述持续电流处理电路、动作计数处理电路连接。
6.根据权利要求5所述的避雷器放电计数器，其特征在于，所述放电计数器还包括一次连接导体，所述一次连接导体设置在放电计数器的中后部，并贯穿外壳的上部和下部。
7.根据权利要求6所述的避雷器放电计数器，其特征在于，所述零磁通电流互感器、罗哥夫斯基线圈分别套设在所述一次连接导体的外部。
8.根据权利要求1所述的避雷器放电计数器，其特征在于，所述避雷器放电计数器采用固定安装方式，安装在避雷器底部。
9.根据权利要求4所述的避雷器放电计数器，其特征在于，所述太阳能电池板固定在避雷器安装支架对准太阳方向上。
10.一种避雷器放电计数方法，其特征在于，它包括如下步骤：
(1)收集太阳能并转换为电能储存，将储存的电能通过转换成驱动电源；
(2)对避雷器持续电流进行处理得到成比例的二次电流信号，对所述二次电流信号进一步处理得到与避雷器持续电流有效值一一对应的直流电流信号，利用所述直流电流信号指示避雷器的持续电流；
(3)对避雷器动作电流进行处理得到成比例的脉冲电压信号，所述脉冲电压信号经处理后得到超过阀值设定的脉冲计数信号并储存到寄存器中，所述脉冲计数信号在时钟信号的协调下指示避雷器的动作次数。
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