CN105891640A - 一种间隙避雷器动作信息采集装置、监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种间隙避雷器动作信息采集装置、监测系统及方法，涉及避雷器动作信息监测领域，可以实现间隙避雷器动作信息在线采集、传输，为间隙避雷器动作信息的智能诊断以及避雷器的在线维护提供数据支持。本发明的间隙避雷器动作信息采集装置，包括：测量线圈，用于在所述间隙避雷器的高压端采集所述间隙避雷器上的冲击电流信息；信号处理器，与所述测量线圈相连，用于接收所述测量线圈采集的冲击电流信息并转化为数字信号，并对所述数字信号进行发送前的信号调制；信号发送器，与所述信号处理器相连，用于将调制好的信息发送。

Description

一种间隙避雷器动作信息采集装置、监测系统及方法

技术领域

本发明涉及避雷器动作信息监测领域，尤其涉及一种间隙避雷器动作信息采集装置、监测系统及方法。

背景技术

架空绝缘导线是一种由单层或多层铝股线绞合而成并在表面包裹绝缘层的导线，这种架空绝缘导线由于具有良好的抗腐蚀性和绝缘性能，被大量的应用在配电网中。

架空绝缘导线配电网结构复杂，线路分布广泛，易遭受雷击而断线，现有技术中一般会在架空绝缘导线上安装间隙避雷器，以防止上述受雷击而断线的现象发生。但是，当雷击电流过大，超过避雷器的额定能量吸收能力时，可能造成避雷器损坏，因此需要实时监测避雷器的动作情况。

目前，现有技术中主要是通过指针计数器或拨码盘计数器来监测避雷器的动作情况，但指针计数器或拨码盘计数器只能监测到避雷器的动作次数，而且，只能由工作人员实地观察，不能实现监测数据的远传和其他智能诊断。

发明内容

本发明的目的在于提供一种间隙避雷器动作信息采集装置、监测系统及方法，可以实现间隙避雷器动作信息在线采集、传输，为间隙避雷器动作信息的智能诊断以及避雷器的在线维护提供数据支持。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种间隙避雷器动作信息采集装置，包括：测量线圈，用于在所述间隙避雷器的高压端采集所述间隙避雷器上的冲击电流信息；信号处理器，与所述测量线圈相连，用于接收所述测量线圈采集的冲击电流信息并转化为数字信号，并对所述数字信号进行发送前的信号调制；信号发送器，与所述信号处理器相连，用于将调制好的信息发送。

所述的采集装置，还包括：取能装置，用于从绝缘架空线路取能，给所述信号处理器和所述信号发送器提供电能。

所述取能装置包括感应取能线圈，所述绝缘架空线路自所述感应取能线圈中穿过。

所述感应取能线圈为开口铁氧体CT线圈。

所述测量线圈为罗科夫斯基线圈，且以相互绝缘的方式套接在所述间隙避雷器的上电极，所述间隙避雷器的上电极与绝缘架空线路相连。

所述信号处理器内置有时钟系统。

所述信号处理器为嵌入式信号处理器。

一种间隙避雷器动作信息监测系统，包括上述任一项所述的间隙避雷器动作信息采集装置。

所述监测系统，还包括：信号接收器，用于接收所述间隙避雷器动作信息采集装置发送的冲击电流信息；智能诊断与处理系统，与所述信号接收器相连，用于根据所述冲击电流信息，计算所述间隙避雷器的运行状态参量，并在所述间隙避雷器出现故障时根据所述运行状态参量给出故障诊断结果，所述运行状态参量包括所述间隙避雷器动作时吸收的能量以及温升。

一种间隙避雷器动作信息监测方法，包括：在所述间隙避雷器的高压端采集所述间隙避雷器上的冲击电流信息；利用无线通讯网络远程将采集的所述冲击电流信息传送给控制后台；在控制后台，根据所述冲击电流信息计算所述间隙避雷器的运行状态参量，并在所述间隙避雷器出现故障时根据所述运行状态参量给出故障诊断结果。

本发明提供的间隙避雷器动作信息采集装置包括测量线圈、信号处理器和信号发送器，其中，测量线圈在所述间隙避雷器的高压端采集间隙避雷器上的冲击电流信息，信号处理器将之转化为数字信号，并对数字信号进行发送前的信号调制，信号发送器将调制好的信息发送，可以实现间隙避雷器动作信息在线采集、传输，为间隙避雷器动作信息的智能诊断以及避雷器的在线维护提供数据支持。

本发明还提供一种间隙避雷器动作信息监测系统，包括上述的间隙避雷器动作信息采集装置，在控制后台还设置有信号接收器和智能诊断与处理系统，信号接收器接收上述间隙避雷器动作信息采集装置发送的冲击电流信息并传递给智能诊断与处理系统，智能诊断与处理系统据此进行计算(数据处理)，为间隙避雷器动作信息的智能诊断以及避雷器的在线维护提供数据支持，包括但不限于：根据冲击电流信息计算间隙避雷器的运行状态参量，并在间隙避雷器出现故障时根据运行状态参量给出故障诊断结果。智能诊断与处理系统还可以给出被监控线路的雷电综合信息，从中可准确判断架空线路绝缘导线易击线路段、易击线路杆塔位置，还可以估算区域落雷密度或地闪密度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的间隙避雷器动作信息采集装置示意图；

图2为本发明实施例提供的间隙避雷器动作信息监测系统示意图；

图3为本发明实施例提供的间隙避雷器动作信息监测方法流程。

附图标记：

1-间隙避雷器，2-间隙，3-间隙避雷器的上电极，4-测量线圈，

5-感应取能线圈，6-信号处理器，61-信号发送器，7-绝缘架空线路，

8-信号接收器，9-后台处理器。

具体实施方式

为了进一步说明本发明实施例提供的间隙避雷器动作信息采集装置、监测系统及方法，下面结合说明书附图进行详细描述。

请参阅图1所示，1为架空配电线路上安装的间隙避雷器，间隙避雷器1的上电极3电连接于绝缘架空线路7上，2为间隙避雷器1上、下电极之间的间隙；本发明实施例提供的间隙避雷器动作信息采集装置，包括：测量线圈4，用于在间隙避雷器1的高压端采集间隙避雷器1上的冲击电流信息；信号处理器6，与测量线圈4相连，用于接收测量线圈4采集的冲击电流信息并转化为数字信号，并对数字信号进行发送前的信号调制；信号发送器61，与信号处理器6相连，用于将调制好的信息发送。

测量线圈4以能够采集间隙避雷器1上的冲击电流信息为准，具体安装方式不做限定，一种优选的安装方式为：间隙避雷器的上电极3与绝缘架空线路7相连，测量线圈4以相互绝缘的方式套接在间隙避雷器的上电极3上，具体见图1所示。

当绝缘架空线路7遭受雷击时，如果雷击电流足够大，将会有冲击电流通过间隙避雷器1，间隙2被击穿，冲击电流流过上电极3；冲击电流被测量线圈4采集到后(为模拟信号)送至信号处理器6进行模数(A/D转换)，然后被调制成可供发送的信号，例如可调制成CDMA信号，通过GPRS无线网络系统，将信号发送至控制后台。控制后台根据冲击电流信息进行计算(数据处理)，为间隙避雷器动作信息的智能诊断以及避雷器的在线维护提供数据支持。

上述的测量线圈4采集到的冲击电流信息，包括但不限于冲击电流的波形。一个信号处理器6可与一个或多个测量线圈4相连，而每个测量线圈4与其所测量的间隙避雷器1及绝缘架空线路7相对应，因此，信号处理器6处理后可以获得更多间隙避雷器冲击电流相关信息，例如间隙避雷器对应的序号、对应的绝缘架空线路、杆塔信息等等。进一步地，信号处理器6内置有时钟系统，可以实现雷电时间触发日戳功能，可以记录雷击发生的时间。

其中，测量线圈4可为罗科夫斯基线圈，科夫斯基线圈又叫电流测量线圈，是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈，响应频带宽，一般为0.1Hz-1MHz，测量线圈4采用罗科夫斯基线圈可使采集装置具有更宽的频率适用范围。信号处理器6嵌入式信号处理器，例如STM32、DSP微处理器等。

可选地，上述间隙避雷器例如可以为金属氧化物间隙避雷器。

进一步地，上述间隙避雷器动作信息采集装置还包括：取能装置，用于从绝缘架空线路取能，给信号处理器6和信号发送器61提供电能。从间隙避雷器所安装处的绝缘架空线路就近取能，驱动给信号处理器6和信号发送器61，与电池供电等方式相比，可以避免能源在转化、传输过程的浪费，节省能量并且方便。

上述取能装置存在多种实现方式，本实施例不做限定，其中一种优选实现方式是通过电磁感应原理取能。具体见图1所示，取能装置中设置有感应取能线圈5，绝缘架空线路7自感应取能线圈5中穿过，由于绝缘架空线路7上的电流为交变电流，根据物理学的电磁知识，感应取能线圈5中有电流产生，可以为信号处理器6和信号发送器61提供电能。

优选地，感应取能线圈5采用开口铁氧体CT线圈，安装方便且能量转换效率更高。

如上所述，本发明提供的间隙避雷器动作信息采集装置，在间隙避雷器的高压端采集间隙避雷器上的冲击电流信息，通过信号处理器处理后，由信号发送器发送，可以实现间隙避雷器动作信息在线采集、发送，为间隙避雷器动作信息的智能诊断以及避雷器的在线维护提供数据支持。

本发明实施例还提供一种间隙避雷器动作信息监测系统，该监测系统包括上述任一项所述的间隙避雷器动作信息采集装置。

请参阅图2所示，上述监测系统还包括：信号接收器8和后台处理器9，后台处理器9上安装有智能诊断处理系统。信号接收器8用于接收间隙避雷器动作信息采集装置发送的冲击电流信息。例如，信号接收器8通过GPRS无线网络系统接收来自配电线路上的采集装置(间隙避雷器动作信息采集装置)的CDMA制式信号，该信号内容包括冲击电流波形、杆塔信息等。后台处理器9设置有专门设计编程的软件程序(即智能诊断处理系统)，可以将接收到的信息，按照配电线路、杆塔号、避雷器序号、动作电流大小顺序号进行数据处理。

具体而言，智能诊断与处理系统，具体可用于根据冲击电流信息，计算间隙避雷器的运行状态参量，并在间隙避雷器出现故障时根据运行状态参量给出故障诊断结果，上述的运行状态参量包括间隙避雷器动作时吸收的能量以及温升，这些均可以通过冲击电流信息计算而获得。运行状态参量为判断避雷器的运行状态、在线维护提供数据支持。

本发明实施例中的智能诊断与处理系统，通过对被监控线路上各个间隙避雷器冲击电流信息的综合，还可以给出被监控线路的雷电综合信息，从中可准确判断架空线路绝缘导线易击线路段、易击线路杆塔位置，还可以估算区域落雷密度或地闪密度。

参阅图3所示，本发明实施例还提供一种间隙避雷器动作信息监测方法，包括：

101、在间隙避雷器的高压端采集间隙避雷器上的冲击电流信息；

例如，可以通过在间隙避雷器的高压端设置线圈通过电磁感应方式，采集间隙避雷器上的冲击电流信息，所述冲击电流信息包括因雷击在间隙避雷器引起的冲击电流，还包括间隙避雷器对应的绝缘架空线路及杆塔信息等。

102、利用无线通讯网络远程将采集的冲击电流信息传送给控制后台；

103、在控制后台，根据冲击电流信息计算间隙避雷器的运行状态参量，并在间隙避雷器出现故障时根据运行状态参量给出故障诊断结果。

控制后台接收间隙避雷器动作信息采集装置发送的冲击电流信息，并根据冲击电流信息，计算间隙避雷器的运行状态参量，并在间隙避雷器出现故障时根据运行状态参量给出故障诊断结果。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种间隙避雷器动作信息采集装置，其特征在于，包括：

测量线圈，用于在所述间隙避雷器的高压端采集所述间隙避雷器上的冲击电流信息；

信号处理器，与所述测量线圈相连，用于接收所述测量线圈采集的冲击电流信息并转化为数字信号，并对所述数字信号进行发送前的信号调制；

信号发送器，与所述信号处理器相连，用于将调制好的信息发送。

2.根据权利要求1所述的采集装置，其特征在于，还包括：

取能装置，用于从绝缘架空线路取能，给所述信号处理器和所述信号发送器提供电能。

3.根据权利要求2所述的采集装置，其特征在于，所述取能装置包括感应取能线圈，所述绝缘架空线路自所述感应取能线圈中穿过。

4.根据权利要求2或3所述的采集装置，其特征在于，所述感应取能线圈为开口铁氧体线圈。

5.根据权利要求1所述的采集装置，其特征在于，所述测量线圈为罗科夫斯基线圈，且以相互绝缘的方式套接在所述间隙避雷器的上电极，所述间隙避雷器的上电极与绝缘架空线路相连。

6.根据权利要求1所述的采集装置，其特征在于，所述信号处理器内置有时钟系统。

7.根据权利要求1或6所述的采集装置，其特征在于，所述信号处理器为嵌入式信号处理器。

8.一种间隙避雷器动作信息监测系统，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的间隙避雷器动作信息采集装置。

9.根据权利要求8所述的监测系统，其特征在于，还包括：

信号接收器，用于接收所述间隙避雷器动作信息采集装置发送的冲击电流信息；

智能诊断与处理系统，与所述信号接收器相连，用于根据所述冲击电流信息，计算所述间隙避雷器的运行状态参量，并在所述间隙避雷器出现故障时根据所述运行状态参量给出故障诊断结果，所述运行状态参量包括所述间隙避雷器动作时吸收的能量以及温升。

10.一种间隙避雷器动作信息监测方法，其特征在于，包括：

在所述间隙避雷器的高压端采集所述间隙避雷器上的冲击电流信息；

利用无线通讯网络远程将采集的所述冲击电流信息传送给控制后台；

在控制后台，根据所述冲击电流信息计算所述间隙避雷器的运行状态参量，并在所述间隙避雷器出现故障时根据所述运行状态参量给出故障诊断结果。