CN108896811B - 一种输电线路避雷器动作计数器及其计数方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种输电线路避雷器动作计数器及其计数方法，包括：线圈驱动结构，表盘，编码器，联动轴，以及电源；表盘和编码器分别与联动轴固定连接，联动轴在线圈驱动结构动作时动作；编码器还通过CAN总线外接输电线路的监测终端；编码器与电源连接。本发明采用计数器表盘内与编码器联动轴，当有冲击电流时，可同步触发表盘和编码器编码，实时监测计数器动作情况，同时提供具有抗干扰能力的CAN总线接口，实现避雷器计数在线实时监测及数据远传功能，能够准确读取避雷器动作状态，方便供电公司更加直观、可靠、方便的检测输电线路避雷器状态，提高供电公司对输电线路避雷器巡检的效率及准确率。

Description

一种输电线路避雷器动作计数器及其计数方法

技术领域

本发明涉及避雷器计数器技术领域，特别是涉及一种输电线路避雷器动作计数器及其计数方法。

背景技术

输电线路经常承受直击雷或感应雷干扰，导致输电线路出现断路或短路，对于电力用户端造成用电影响。氧化锌避雷器端接在高压及大地之间，正常情况下呈现高阻抗特性，当出现雷击高压时，则避雷器呈现低阻抗特性，泄放雷击能量，以避免输电线路出现故障。但由于避雷器动作后，对避雷器造成绝缘特性的破坏，严重情况将会引起火灾等危害，为了避免此类事故的发生，所以对于避雷器动作次数有要求，为了监控避雷器动作的次数，常在避雷器上串联一种避雷器用放电计数器，而避雷器计数器一般安装在塔杆上，所以供电局实施维护人员定期巡检该计数器，基本采用两种方式进行：上杆检查和地面观察。上杆检查方式需要对输电线缆掉电后，上电作业才能检查计数器的计数情况，而地面观察通常采用望远镜等方式查看，由于高压线杆塔较高，视野不够清晰，很难准确检测计数器指针数值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种输电线路避雷器动作计数器及其计数方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种输电线路避雷器动作计数器，包括：线圈驱动结构，表盘，编码器，联动轴，以及电源；

所述表盘和所述编码器分别与所述联动轴固定连接，所述联动轴在所述线圈驱动结构动作时动作；

所述编码器还通过CAN总线外接所述输电线路的监测终端；

所述编码器与所述电源连接。

本发明的有益效果是：本发明采用计数器表盘内与编码器联动轴，当有冲击电流时，可同步触发表盘和编码器编码，实时监测计数器动作情况，同时提供具有抗干扰能力的CAN总线接口，实现避雷器计数在线实时监测及数据远传功能，能够准确读取避雷器动作状态，方便供电公司更加直观、可靠、方便的检测输电线路避雷器状态，提高供电公司对输电线路避雷器巡检的效率及准确率。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述线圈驱动结构包括：磁体以及围绕所述磁体的采集线圈；

联动轴3在磁体22动作时动作。

进一步，所述编码器为十位绝对值编码器。

进一步，所述编码器的型号为BRT38-SOM1024-RT1。

进一步，所述编码器通过TVS端口与所述电源连接。

本发明的进一步有益效果是：因实际要求，需要给新型避雷器计数器内部的编码器单独提供电源接口，由于工作环境受到电磁场干扰，所以电源部分需要考虑电磁兼容设计，选用TVS端接在电源口，当电源接口出现干扰信号时，则将会通过TVS有效的泄放能量，起到保护编码器作用。

本发明还提供一种如上述的输电线路避雷器动作计数器的计数方法，包括：

步骤1、当避雷器动作时的冲击电流流过所述避雷器接地引下线时，所述冲击电流引起所述线圈驱动结构动作；

步骤2、所述线圈驱动结构引起所述联动轴动作；

步骤3、所述联动轴同步引起所述表盘和所述编码器动作，所述编码器进行一次编码并保存编码数值；

步骤4、所述编码器当接收到所述监测终端发送的避雷器动作次数获取指令时，通过CAN总线向所述监测终端发送所述编码数值。

本发明的有益效果是：本发明采用计数器表盘内与编码器联动轴，当有冲击电流时，可同步触发表盘和编码器编码，实时监测计数器动作情况，同时提供具有抗干扰能力的CAN总线接口，实现避雷器计数在线实时监测及数据远传功能，能够准确读取避雷器动作状态，方便供电公司更加直观、可靠、方便的检测输电线路避雷器状态，提高供电公司对输电线路避雷器巡检的效率及准确率。

进一步，所述步骤4包括：

所述编码器当接收到所述监测终端发送的避雷器动作次数获取指令时，通过CAN总线向所述监测终端发送携带编码数值的数据包，其中，所述数据包以多个数据帧的方式依次发送，每个所述数据帧包括数据校验域。

本发明的进一步有益效果：通过对数据帧域位置及长度进行设定，同时整个帧末尾设置校验域，数据传输过程中增加校验过程，保证传输数据的有效性和可靠性。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的一种输电线路避雷器动作计数器的示意性框图；

图2为本发明另一个实施例提供的一种输电线路避雷器动作计数器的示意性结构图；

图3为本发明一个实施例提供的一种输电线路避雷器动作计数方法的示意性流程图。

附图中，各标号所代表的元件列表如下：

1、避雷器接地引下线，2、线圈驱动结构，21、采集线圈，22、磁体，3、联动轴，4、表盘，5、编码器，6、电源，7、监测终端。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例一

一种输电线路避雷器动作计数器100，如图1所示，包括：线圈驱动结构2，表盘4，编码器5，联动轴3，以及电源6。其中，

表盘4和编码器5分别与联动轴3固定连接，联动轴3在线圈驱动结构2动作时动作；编码器还通过CAN总线外接输电线路的监测终端7；编码器与电源连接。

避雷器作为保护输电线路运行正常最重要的雷击保护装置，需要实时准确监测避雷器工作状态，避免对输电线造成损坏，而作为避雷器动作次数是判断避雷器运行情况的重要依据，供电公司需要维护人员定期巡检输电线路上所有运行的避雷器，但是根据时间的巡检情况调查，维护人员无法从传统避雷器计数器上获取动作次数，而现有的避雷器在线装置无法读取传统避雷器计数器上的表盘数值，通过自身采集雷击电流无法保证数据的可靠性和真实性，通过该实施例，在传统的避雷器计数器上设计数字化通信接口，通过内部联动杆保证避雷器动作次数同步，同时提供数据远传功能，彻底解决传统避雷器计数器缺陷和不足。

实施例二

在实施例一的基础上，线圈驱动结构2包括：磁体22以及围绕磁体22的采集线圈21，联动轴3在磁体22动作时动作。

当有冲击电流流过采集线圈时，就会导致采集线圈有极性，采集线圈的极性和磁体极性相反，从而导致磁体动作(晃动)，磁体和联动轴没有固定连接的，联动轴可在磁体的一侧，磁体动作撞击联动轴，导致联动轴动作，表盘和编码器分别固定在联动轴上，联动轴同时带动表盘和编码器进行计数。

优选的，编码器为十位绝对值编码器。

优选的，编码器的型号为BRT38-SOM1024-RT1。

优选的，编码器通过TVS端口与所述电源连接。

因实际要求，需要给新型避雷器计数器内部的编码器单独提供电源接口，由于工作环境受到电磁场干扰，所以电源部分需要考虑电磁兼容设计，选用TVS端接在电源口，当电源接口出现干扰信号时，则将会通过TVS有效的泄放能量，起到保护编码器作用。需要说明的是，编码器、TVS端口、电源是串联的形式连接。

传统避雷器计数器存在巡检效率低、无法正确有效的获取计数器数据，但是避雷器的动作次数是判断避雷器运行情况的最主要的依据，所以为了解决传统避雷器计数器巡检所带来的问题，通过设计带有数字化接口的新型避雷器计数指示器，实时监测避雷器动作次数同时提供高可靠性的数据远传接口，解决原有计数器检测所带来的不便利因素，方便供电公司更加直观、可靠、方便的检测输电线路避雷器状态，提高供电公司对输电线路避雷器巡检的效率及准确率。

例如，如图2所示，避雷器接地引下线连接避雷器末端并与大地之间，用以泄放雷击电流；采集线圈通过磁芯线圈感应接地引下线的冲击电流，驱动磁铁动作，从而改变表盘4的数值，通过联动轴3连接绝对值编码器5，编码器5提供一组差分CAN通信接口及电源接口，电源接口为TVS接口用以连接电源，CAN通信接口外接避雷器监测终端，由于编码器的机械轴和表盘机械轴联动，很好的保证了表盘数值和绝对值编码器编码保持一致，避雷器监测终端连接CAN通信接口，随时能够准确的读取避雷器计数表盘数值，同时提供一组直流5V电源给绝对值编码器供电。其中，该记数器的线圈驱动结构通过联动轴带动十位绝对值编码器动作，小记数器一圈10个位置，对应位置编号0-9。编码器与线圈驱动结构2(由采集线圈和磁铁构成)同轴联动，将编码器一圈分为10个位置，10个位置绝对编码值可分别为1010、908、806、701、602、500、393、293、190、90，对应位置编号0-9。由计数器表盘的机械位置确定编码，并通过预留CAN总线及供电电源接口，外接输电线避雷器在监测终端7，能够准确读取避雷器计数器动作情况。

另外，Can协议由数据包构成，数据包被分成多个数据帧进行发送，每个数据帧8个字节，具体设置如下表：

对数据帧域位置及长度进行了设定，同时整个帧末尾采用校验和的方式，保证传输数据的有效性和可靠性。

外接装置需要在单独提供电源接口给新型避雷器计数指示器内部的编码器，由于工作环境受到电磁场干扰，所以电源部分需要考虑电磁兼容设计，选用TVS端接在电源口，当电源接口出现干扰信号时，则将会通过TVS有效的泄放能量，起到保护编码器作用。

实施例三

一种如实施例一或实施例二所述的输电线路避雷器动作计数器的计数方法200，如图3所示，包括：

步骤210、当避雷器动作时的冲击电流流过避雷器接地引下线时，冲击电流引起线圈驱动结构动作。

步骤220、线圈驱动结构引起联动轴动作。

步骤230、联动轴同步引起表盘和编码器动作，编码器进行一次编码并保存编码数值。

步骤240、编码器当接收到监测终端发送的避雷器动作次数获取指令时，通过CAN总线向监测终端发送编码数值。

当避雷器感应到雷击时，产生冲击电流，磁芯线圈感应所述冲击电流，并带动机械联动轴，同时触发表盘计数和编码器编码，编码器预留一组CAN通信接口及电源供电接口，便于避雷器在线检测装置读取编码器数值，从而读取到表盘数值。

避雷器作为保护输电线路运行正常最重要的雷击保护装置，需要实时准确监测避雷器工作状态，避免对输电线造成损坏，而作为避雷器动作次数是判断避雷器运行情况的重要依据，供电公司需要维护人员定期巡检输电线路上所有运行的避雷器，但是根据时间的巡检情况调查，维护人员无法从传统避雷器计数器上获取动作次数，而现有的避雷器在线装置无法读取传统避雷器计数器上的表盘数值，通过自身采集雷击电流无法保证数据的可靠性和真实性，通过该实施例，在传统的避雷器计数器上设计数字化通信接口，通过内部联动杆保证避雷器动作次数同步，同时提供数据远传功能，彻底解决传统避雷器计数器缺陷和不足。

实施例四

在实施例三的基础上，步骤240包括：编码器当接收到监测终端发送的避雷器动作次数获取指令时，通过CAN总线向监测终端发送携带编码数值的数据包，其中，数据包以多个数据帧的方式依次发送，每个数据帧包括数据校验域。

通过对数据帧域位置及长度进行设定，同时整个帧末尾设置校验域，数据传输过程中增加校验过程，保证传输数据的有效性和可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种输电线路避雷器动作计数器，其特征在于，包括：线圈驱动结构(2)，表盘(4)，编码器(5)，联动轴(3)，以及电源(6)；

所述表盘(4)和所述编码器(5)分别与所述联动轴(3)固定连接，所述联动轴(3)在所述线圈驱动结构(2)动作时动作；

所述编码器(5)还通过CAN总线外接所述输电线路的监测终端(7)；

所述编码器(5)与所述电源(6)连接；

其中，所述编码器(5)通过TVS端口与所述电源(6)连接；

所述线圈驱动结构(2)包括：磁体(22)以及围绕所述磁体(22)的采集线圈(21)；所述联动轴(3)设置在所述磁体(22)的一侧；

当有冲击电流流过所述采集线圈(21)时，所述采集线圈(21)有极性并与所述磁体(22)的极性相反，导致所述磁体(22)晃动，所述磁体(22)动作撞击所述联动轴(3)导致所述联动轴(3)动作，所述联动轴(3)带动所述表盘(4)和所述编码器(5)进行计数。

2.根据权利要求1所述的一种输电线路避雷器动作计数器，其特征在于，所述编码器(5)为十位绝对值编码器。

3.根据权利要求2所述的一种输电线路避雷器动作计数器，其特征在于，所述编码器(5)的型号为BRT38-SOM1024-RT1。

4.一种如权利要求1至3任一项所述的输电线路避雷器动作计数器的计数方法，其特征在于，包括：

步骤1、当避雷器动作时的冲击电流流过所述避雷器接地引下线时，所述冲击电流引起所述线圈驱动结构动作；

步骤2、所述线圈驱动结构引起所述联动轴动作；

步骤3、所述联动轴同步引起所述表盘和所述编码器动作，所述编码器进行一次编码并保存编码数值；

步骤4、所述编码器当接收到所述监测终端发送的避雷器动作次数获取指令时，通过CAN总线向所述监测终端发送所述编码数值；

其中，所述编码器通过TVS端口与所述电源连接；

其中，所述线圈驱动结构包括：磁体以及围绕所述磁体的采集线圈；

所述步骤2具体为：所述磁体引起所述联动轴动作。

5.根据权利要求4所述的一种计数方法，其特征在于，所述步骤4包括：

所述编码器当接收到所述监测终端发送的避雷器动作次数获取指令时，通过CAN总线向所述监测终端发送携带编码数值的数据包，其中，所述数据包以多个数据帧的方式依次发送，每个所述数据帧包括数据校验域。

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