CN104734132A - 避雷器工作异常自动报警电路 - Google Patents

Abstract

一种避雷器工作异常自动报警电路，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、NPN三极管、PNP三极管、第三电阻以及发光二极管。本发明的避雷器工作异常自动报警电路，能够将出现质量问题的避雷器用发光二极管闪烁进行指示，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

避雷器工作异常自动报警电路

技术领域

本发明涉及输电线路在线监控技术领域，特别涉及一种避雷器工作异常自动报警电路。

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，本发明提供一种避雷器工作异常自动报警电路，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、NPN三极管、PNP三极管、第三电阻以及发光二极管；

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、所述电压比较电路的输入端以及所述PNP三极管的发射极，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NPN三极管的发射极以及所述发光二极管的阴极；

所述电压比较电路的输出端连接所述NPN三极管的基极和所述PNP三极管的集电极，所述NPN三极管的集电极连接所述PNP三极管的基极和所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接所述发光二极管的阳极，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NPN三极管导通。

可选的，所述避雷器工作异常自动报警电路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，所述避雷器工作异常自动报警电路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，所述避雷器工作异常自动报警电路还包括滤波电容；

所述滤波电容的一端连接所述电压比较电路的输出端，所述滤波电容的另一端连接所述第二电阻的另一端。

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。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的避雷器工作异常自动报警电路包括两条电流回路：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、NPN三极管、PNP三极管、第三电阻以及发光二极管等器件构成，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发光二极管进行闪烁。输电线路巡视人员通过观察所述发光二极管是否闪烁，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是本发明实施例的避雷器工作异常自动报警电路的一种电路结构示意图；

图2是本发明实施例的避雷器工作异常自动报警电路的另一种电路结构示意图；

图3是本发明实施例的避雷器工作异常自动报警电路的另一种电路结构示意图；

图4是本发明实施例的避雷器工作异常自动报警电路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避雷器工作异常自动报警电路的电路结构示意图，所述避雷器工作异常自动报警电路包括压敏电阻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、NPN三极管Q11、PNP三极管Q12、第三电阻R13以及发光二极管D11。

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、所述电压比较电路10的输入端以及所述PNP三极管Q12的发射极，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NPN三极管Q11的发射极以及所述发光二极管D11的阴极；所述电压比较电路11的输出端连接所述NPN三极管Q11的基极和所述PNP三极管Q12的集电极，所述NPN三极管Q11的集电极连接所述PNP三极管Q12的基极和所述第三电阻R13的一端，所述第三电阻R13的另一端连接所述发光二极管D11的阳极。进一步，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NPN三极管Q11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。

以下对本实施例的避雷器工作异常自动报警电路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NPN三极管Q11和所述PNP三极管Q12处于截止状态，所述发光二极管D11不发光；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NPN三极管Q11导通，继而所述PNP三极管Q12也导通，所述第二电阻R12转化成的监测电压通过所述第三电阻R13点亮所述发光二极管D11。

本实施提供的避雷器工作异常自动报警电路，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，所述发光二极管D11闪烁一次。输电线路巡视人员通过观察所述发光二极管D11是否闪烁，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避雷器工作异常自动报警电路的电路结构示意图，所述避雷器工作异常自动报警电路包括压敏电阻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、NPN三极管Q21、PNP三极管Q22、第三电阻R23、发光二极管D21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NPN三极管Q21、所述PNP三极管Q22、所述第三电阻R23以及所述发光二极管D21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，本实施例的避雷器工作异常自动报警电路在所述扼流线圈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，进一步提高避雷器工作异常自动报警电路的可靠性。

图3是本发明实施例提供的另一种避雷器工作异常自动报警电路的电路结构示意图，所述避雷器工作异常自动报警电路包括压敏电阻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、NPN三极管Q31、PNP三极管Q32、第三电阻R33、发光二极管D31、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NPN三极管Q31、所述PNP三极管Q32、所述第三电阻R33以及所述发光二极管D31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，本实施例的避雷器工作异常自动报警电路在所述扼流线圈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，进一步提高避雷器工作异常自动报警电路的可靠性。

图4是本发明实施例提供的另一种避雷器工作异常自动报警电路的电路结构示意图，所述避雷器工作异常自动报警电路包括压敏电阻R40、扼流线圈L41、第一电阻R41、电流互感器L42、第二电阻R42、电压比较电路41、NPN三极管Q41、PNP三极管Q42、第三电阻R43、发光二极管D41以及滤波电容C41。所述压敏电阻R40、所述扼流线圈L41、所述第一电阻R41、所述电流互感器L42、所述第二电阻R42、所述电压比较电路41、所述NPN三极管Q41、所述PNP三极管Q42、所述第三电阻R43以及所述发光二极管D41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。所述滤波电容C41的一端连接所述电压比较电路41的输出端，所述滤波电容C41的另一端连接所述第二电阻R42的另一端。

与图1对应的实施例相比，本实施例的避雷器工作异常自动报警电路在所述电压比较电路41的输出端和所述第二电阻R42的另一端之间连接所述滤波电容C41，可以对所述电压比较电路41的输出端电压进行滤波，提高触发所述NPN三极管Q41导通的准确性。

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 (5)

1.一种避雷器工作异常自动报警电路，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、NPN三极管、PNP三极管、第三电阻以及发光二极管；

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、所述电压比较电路的输入端以及所述PNP三极管的发射极，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NPN三极管的发射极以及所述发光二极管的阴极；

所述电压比较电路的输出端连接所述NPN三极管的基极和所述PNP三极管的集电极，所述NPN三极管的集电极连接所述PNP三极管的基极和所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接所述发光二极管的阳极，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NPN三极管导通。

2.根据权利要求1所述的避雷器工作异常自动报警电路，其特征在于，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。

3.根据权利要求1所述的避雷器工作异常自动报警电路，其特征在于，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。

4.根据权利要求1至3任一项所述的避雷器工作异常自动报警电路，其特征在于，还包括滤波电容；

所述滤波电容的一端连接所述电压比较电路的输出端，所述滤波电容的另一端连接所述第二电阻的另一端。

5.根据权利要求1所述的避雷器工作异常自动报警电路，其特征在于，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。