CN104734131B - 具有声音报警功能的避雷器监测系统 - Google Patents

Abstract

一种具有声音报警功能的避雷器监测系统，包括压敏电阻、扼流线圈、第一电阻、电流互感器、第二电阻、电压比较电路、PNP三极管、电磁继电器、续流二极管以及声音报警器。本发明的具有声音报警功能的避雷器监测系统，能够将出现质量问题的避雷器用声音报警器发声进行指示，便于提醒输电线路巡视人员对有质量问题的避雷器进行周期性预防试验，从而节约检测资源、提高检测效率，减轻避雷器停电试验强度，加强电网的可靠性。

Description

具有声音报警功能的避雷器监测系统

技术领域

本发明涉及输电线路在线监控技术领域，特别涉及一种具有声音报警功能的避雷器监测系统。

背景技术

随着我国电网智能化的快速发展，各种智能设备的可靠性显得非常重要。其中金属氧化物避雷器的可靠性直接影响电力系统中其他设备的安全运行，因此监测金属氧化物避雷器的工作状态变得日益重要。

无间隙金属氧化物避雷器主要由瓷套、电阻片和绝缘构架等部分组成，其中重要基本结构就是电阻片，是由金属氧化锌电阻片串联和/或并联组成且无并联或串联放电间隙的避雷器。氧化锌电阻片具有非常有益的非线性特性，在有雷击等较高电压下呈现的电阻很小，可以泄放大量雷电流且残压很低；在电网正常运行电压下，避雷器呈现的电阻很大，泄漏电流只有50μA~150μA，电流过小可视为无工频续流。

由于金属氧化物避雷器没有放电间隙，氧化锌电阻片长期承受运行电压，并有泄漏电流不断流过避雷器各个串联电阻片，这个电流的大小取决于避雷器的热稳定和电阻片的老化程度。避雷器一般安装在室外，很容易受潮、老化和表面有污秽，这都会使避雷器正常对地的绝缘水平降低，泄漏电流增大，直接被击穿而损坏。因此，可以把测量避雷器的泄漏电流作为监测避雷器质量状况的一种重要手段。

监测避雷器质量状况的传统方法是进行周期性预防试验，即在避雷器停电状态下检测避雷器直流1mA下临界动作参考电压U_1mA和75%的U_1mA下的泄漏电流，通过试验可以检查避雷器的阀片是否受潮，确定其动作性能是否符合要求。周期性预防试验的测量结果准确可靠，但正常工作状态下的避雷器均要接受周期性预防试验，造成检测资源浪费、检测效率低。并且，周期性预防试验必须使避雷器停电进行，采用此方法监测避雷器质量状况的成本很高。

发明内容

本发明所要解决的是采用周期性预防试验监测避雷器质量状况的成本高、效率低、检测资源浪费的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种具有声音报警功能的避雷器监测系统，包括压敏电阻、扼流线圈、第一电阻、电流互感器、第二电阻、电压比较电路、PNP三极管、电磁继电器、续流二极管以及声音报警器；

所述压敏电阻的一端连接避雷器的输出端和所述扼流线圈的一端，所述压敏电阻的另一端连接所述电流互感器的初级线圈的一端并接地，所述扼流线圈的另一端连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述电流互感器的初级线圈的另一端；

所述电流互感器的次级线圈的一端连接所述第二电阻的一端和所述电压比较电路的输入端，所述电流互感器的次级线圈的另一端连接所述第二电阻的另一端、所述续流二极管的阳极和所述电磁继电器的线圈的一端，所述电压比较电路的输出端连接所述PNP三极管的基极；

所述PNP三极管的集电极连接所述电磁继电器的线圈的另一端和所述续流二极管的阴极，所述PNP三极管的发射极适于接收第一电源电压，所述电磁继电器的一个触点适于接收第二电源电压，所述电磁继电器的另一个触点连接所述声音报警器的电源端，所述电压比较电路适于在其输入端的电压高于预设的门限电压时控制所述PNP三极管导通。

可选的，所述具有声音报警功能的避雷器监测系统还包括瞬变电压抑制二极管；

所述瞬变电压抑制二极管的一端连接所述扼流线圈的另一端，所述瞬变电压抑制二极管的另一端接地。

可选的，所述具有声音报警功能的避雷器监测系统还包括第一稳压二极管和第二稳压二极管；

所述第一稳压二极管的阳极连接所述扼流线圈的另一端，所述第一稳压二极管的阴极连接所述第二稳压二极管的阴极，所述第二稳压二极管的阳极接地。

可选的，所述电压比较电路为电压比较芯片、气体放电管或者双向导通二极管。

可选的，所述电磁继电器为动合型电磁继电器。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的具有声音报警功能的避雷器监测系统包括两条电流回路：一条电流回路由压敏电阻连接避雷器的输出端直接到地，用于泄放输电线路遭受雷击时避雷器泄放的雷击电流；另一条电流回路由扼流线圈、第一电阻、电流互感器、第二电阻、电压比较电路、PNP三极管、电磁继电器、续流二极管以及声音报警器等器件构成，用于泄放避雷器的泄漏电流，并在避雷器的泄漏电流峰值大于设定的电流值时控制所述声音报警器进行发声报警。输电线路巡视人员通过查看所述声音报警器是否发声，可以直观地判断避雷器是否需要进行周期性预防试验，从而节约检测资源、提高检测效率，减轻避雷器停电试验强度，加强电网的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例的具有声音报警功能的避雷器监测系统的一种电路结构示意图；

图2是本发明实施例的具有声音报警功能的避雷器监测系统的另一种电路结构示意图；

图3是本发明实施例的具有声音报警功能的避雷器监测系统的另一种电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

图1是本发明实施例提供的一种具有声音报警功能的避雷器监测系统的电路结构示意图，所述具有声音报警功能的避雷器监测系统包括压敏电阻R10、扼流线圈L11、第一电阻R11、电流互感器L12、第二电阻R12、电压比较电路11、PNP三极管Q1、电磁继电器JH1、续流二极管D11以及声音报警器12。

具体地，所述压敏电阻R10的一端连接避雷器10的输出端和所述扼流线圈L11的一端，所述压敏电阻R10的另一端连接所述电流互感器L12的初级线圈的一端并接地，所述扼流线圈L11的另一端连接所述第一电阻R11的一端，所述第一电阻R11的另一端连接所述电流互感器L12的初级线圈的另一端；所述电流互感器L12的次级线圈的一端连接所述第二电阻R12的一端和所述电压比较电路10的输入端，所述电流互感器L12的次级线圈的另一端连接所述第二电阻R12的另一端、所述续流二极管D11的阳极和所述电磁继电器JH1的线圈的一端，所述电压比较电路11的输出端连接所述PNP三极管Q1的基极；所述PNP三极管Q1的集电极连接所述电磁继电器JH1的线圈的另一端和所述续流二极管D11的阴极，所述PNP三极管Q1的发射极适于接收第一电源电压VCC1，所述电磁继电器JH1的一个触点适于接收第二电源电压VCC2，所述电磁继电器JH1的另一个触点连接所述声音报警器12的电源端。

所述第一电源电压VCC1适于为所述PNP三极管Q1的发射极供电，可以为5V电压；所述第二电源电压VCC2适于为所述声音报警器12供电，可以为直流电压也可以为220V交流电压，具体根据所述声音报警器12的供电需求确定。所述第一电源电压VCC1和所述第二电源电压VCC2可以由输电线路供电装置提供，例如太阳能电池等。进一步，所述电磁继电器JH1为动合型电磁继电器，即没有电流流过所述电磁继电器JH1的线圈时，所述电磁继电器JH1的两个触点保持断开状态。所述电压比较电路11适于在其输入端的电压高于预设的门限电压时控制所述PNP三极管Q1导通，所述门限电压根据避雷器10的泄漏电流标准进行设定。所述电压比较电路11可以为电压比较芯片、气体放电管或者双向导通二极管，本发明对此不作限定。

所述压敏电阻R10在避雷器10的输出端电压低于其压敏电压时，流过所述压敏电阻R10的电流很小，所述压敏电阻R10相当于一只关死的阀门；当避雷器10的输出端电压不低于所述压敏电阻R10的压敏电压时，流过所述压敏电阻R10的电流激增，相当于阀门打开。所述扼流线圈L11在输电线路未遭受雷击时相当于导线以泄放避雷器10的泄漏电流，在输电线路遭受雷击时阻抗增大阻止避雷器10泄放的雷击电流流过。所述第一电阻R11用于限制流过所述电流互感器L12的初级线圈的电流，所述电流互感器L12可以为初次级线圈匝比为1:1的电流互感器，可以获得高精度的监测电流，并将后端的电路与避雷器10电气隔离。所述第二电阻R12将流过所述电流互感器L12的次级线圈的电流转换为监测电压，所述电压比较电路11将所述监测电压与预设的门限电压进行比较。

以下对本实施例的具有声音报警功能的避雷器监测系统的工作原理进行说明：

当输电线路遭受雷击时，避雷器10动作，在非常短的时间内泄放雷击电流。根据压敏电阻和扼流线圈的特性，避雷器10泄放的雷击电流通过所述压敏电阻R10泄放至大地。

当输电线路未遭受雷击时，避雷器10不动作，所述压敏电阻R10呈现高阻抗状态，避雷器10的泄漏电流通过所述扼流线圈L11、所述第一电阻R11和所述电流互感器L12的初级线圈构成的回路泄放至大地。若避雷器10的质量状况良好，流过所述电流互感器L12的次级线圈的电流峰值非常小，相应地经过所述第二电阻R12转化成的监测电压峰值也非常小，低于所述预设门限电压，所述PNP三极管Q1处于截止状态，无电流流过所述电磁继电器JH1的线圈，所述电磁继电器JH1的两个触点处于断开状态，所述声音报警器12因无电源供电不发声；相反，若避雷器10因受潮、老化等原因出现质量问题，避雷器10的泄漏电流峰值增大，流过所述电流互感器L12的次级线圈的电流峰值增大，相应地经过所述第二电阻R12转化成的监测电压峰值增大，高于所述预设门限电压，所述电压比较电路11控制所述PNP三极管Q1导通，有电流流过所述电磁继电器JH1的线圈，所述电磁继电器JH1的两个触点连接，所述第二电源电压VCC2为所述声音报警器12供电，所述声音报警器12发声报警。

本实施提供的具有声音报警功能的避雷器监测系统，通过所述压敏电阻R10泄放避雷器10的雷击电流，通过所述扼流线圈L11、所述第一电阻R11和所述电流互感器L12的初级线圈泄放避雷器10的泄漏电流。若避雷器10出现质量问题，每当避雷器10的泄漏电流的峰值到来时，所述声音报警器12发声一次。输电线路巡视人员通过查看所述声音报警器12是否发声，可以直观地判断避雷器10是否需要进行周期性预防试验，从而节约检测资源、提高检测效率，减轻避雷器停电试验强度，加强电网的可靠性。

图2是本发明实施例提供的另一种具有声音报警功能的避雷器监测系统的电路结构示意图，所述具有声音报警功能的避雷器监测系统包括压敏电阻R20、扼流线圈L21、第一电阻R21、电流互感器L22、第二电阻R22、电压比较电路21、PNP三极管Q2、电磁继电器JH2、续流二极管D21、声音报警器22以及瞬变电压抑制二极管D22。所述压敏电阻R20、所述扼流线圈L21、所述第一电阻R21、所述电流互感器L22、所述第二电阻R22、所述电压比较电路21、所述PNP三极管Q2、所述电磁继电器JH2、所述续流二极管D21以及所述声音报警器22的连接结构和功能与图1对应的实施例类似，在此不再赘述。所述瞬变电压抑制二极管D22的一端连接所述扼流线圈L21的另一端，所述瞬变电压抑制二极管D22的另一端接地。

与图1对应的实施例相比，本实施例的具有声音报警功能的避雷器监测系统在所述扼流线圈L21的另一端和地之间连接所述瞬变电压抑制二极管D22，可以进一步保护所述电流互感器L22免受雷击的损坏，进一步提高具有声音报警功能的避雷器监测系统的可靠性。

图3是本发明实施例提供的另一种具有声音报警功能的避雷器监测系统的电路结构示意图，所述具有声音报警功能的避雷器监测系统包括压敏电阻R30、扼流线圈L31、第一电阻R31、电流互感器L32、第二电阻R32、电压比较电路31、PNP三极管Q3、电磁继电器JH3、续流二极管D31、声音报警器32、第一稳压二极管D32以及第二稳压二极管D33。所述压敏电阻R30、所述扼流线圈L31、所述第一电阻R31、所述电流互感器L32、所述第二电阻R32、所述电压比较电路31、所述PNP三极管Q3、所述电磁继电器JH3、所述续流二极管D31以及所述声音报警器32的连接结构和功能与图1对应的实施例类似，在此不再赘述。所述第一稳压二极管D32的阳极连接所述扼流线圈L31的另一端，所述第一稳压二极管D32的阴极连接所述第二稳压二极管D33的阴极，所述第二稳压二极管D33的阳极接地。

与图1对应的实施例相比，本实施例的具有声音报警功能的避雷器监测系统在所述扼流线圈L21的另一端和地之间连接所述第一稳压二极管D32和所述第二稳压二极管D33，可以进一步保护所述电流互感器L32免受雷击的损坏，进一步提高具有声音报警功能的避雷器监测系统的可靠性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种具有声音报警功能的避雷器监测系统，其特征在于，包括压敏电阻、扼流线圈、第一电阻、电流互感器、第二电阻、电压比较电路、PNP三极管、电磁继电器、续流二极管以及声音报警器；

所述压敏电阻的一端连接避雷器的输出端和所述扼流线圈的一端，所述压敏电阻的另一端连接所述电流互感器的初级线圈的一端并接地，所述扼流线圈的另一端连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述电流互感器的初级线圈的另一端；

所述电流互感器的次级线圈的一端连接所述第二电阻的一端和所述电压比较电路的输入端，所述电流互感器的次级线圈的另一端连接所述第二电阻的另一端、所述续流二极管的阳极和所述电磁继电器的线圈的一端，所述电压比较电路的输出端连接所述PNP三极管的基极；

所述PNP三极管的集电极连接所述电磁继电器的线圈的另一端和所述续流二极管的阴极，所述PNP三极管的发射极适于接收第一电源电压，所述电磁继电器的一个触点适于接收第二电源电压，所述电磁继电器的另一个触点连接所述声音报警器的电源端，所述电压比较电路适于在其输入端的电压高于预设的门限电压时控制所述PNP三极管导通；还包括瞬变电压抑制二极管；所述瞬变电压抑制二极管的一端连接所述扼流线圈的另一端，所述瞬变电压抑制二极管的另一端接地；还包括第一稳压二极管和第二稳压二极管；所述第一稳压二极管的阳极连接所述扼流线圈的另一端，所述第一稳压二极管的阴极连接所述第二稳压二极管的阴极，所述第二稳压二极管的阳极接地；所述电压比较电路为电压比较芯片、气体放电管或者双向导通二极管；所述电磁继电器为动合型电磁继电器。