CN109188066A - 一种避雷器监测装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种避雷器监测装置及系统，用于解决现有技术中避雷器监测装置在采样时获得的相位差精确度不够的问题。该避雷器监测装置包括：第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器和第一数模电路；第一电流传感器的输出端、第二电流传感器的输出端和第三电流传感器的输出端均与第一数模电路电性连接，第一电流传感器的输入端与第一避雷器电性连接，第二电流传感器的输入端与第二避雷器电性连接，第三电流传感器的输入端与第三避雷器电性连接，第一避雷器、第二避雷器和第三避雷器分别与母线的三相中的一相电线电性连接。
Description
技术领域
本申请涉及在线监测的技术领域，涉及一种避雷器监测装置及系统。
背景技术
目前行业内避雷器监测系统都是通过阻性电流来判断避雷器的好坏，计算阻性电流时需要获得避雷器泄露电流与避雷器所在母线电压的相位差，因此，获得精确相位差是阻性电流计算精度的重要保证。现有技术中为了实现该功能，大都需要三台以上的设备，通过采用的方式是每一台设备中均放置有两个电流传感器，其中一个电流传感器作为参考项采集公用电源220V的幅值和相位，为采集控制单元提供计算对比数据，另一个电流传感器作为测量项测量ABC三相中某一相的电流或同时采集母线ABC三相电压某一项的电压。然而两个电流传感器由于分别在两个不同的避雷器监测装置中工作，两者对于相位的采样并不是同时采集的，造成计算出来的相位差的精确度存在一定的偏差。因此，现有技术中存在着避雷器监测装置在采样时获得的相位差精确度不够的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种避雷器监测装置及系统，用于解决现有技术中避雷器监测装置在采样时获得的相位差精确度不够的问题。
本申请提供了的一种避雷器监测装置，所述避雷器监测装置包括：第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器和第一数模电路；所述第一电流传感器的输出端、所述第二电流传感器的输出端和所述第三电流传感器的输出端均与所述第一数模电路电性连接，所述第一电流传感器的输入端与第一避雷器电性连接，所述第二电流传感器的输入端与第二避雷器电性连接，所述第三电流传感器的输入端与第三避雷器电性连接，所述第一避雷器、所述第二避雷器和所述第三避雷器分别与母线的三相中的一相电线电性连接。
可选地，在本申请实施例中，所述避雷器监测装置还包括第四电流传感器；所述第四电流传感器设置于所述避雷器监测装置的内部，所述第四电流传感器的输出端与所述第一数模电路电性连接，所述第四电流传感器的输入端与市电电线电性连接。
可选地，在本申请实施例中，所述避雷器监测装置还包括：第一主控单元和第一通讯模块；所述第一主控单元的输出端所述第一通讯模块连接，所述第一主控单元的第一输入端与所述第一数模电路连接。
可选地，在本申请实施例中，所述第一数模电路包括：第一电路、第二电路、第三电路和采样控制电路；所述采样控制电路的输出端与所述第一主控单元电性连接，所述采样控制电路的输入端分别与所述第一电路、所述第二电路和所述第三电路电性连接，所述第一电路的输入端与所述第一电流传感器电性连接，所述第二电路的输入端与所述第二电流传感器电性连接，所述第三电路的输入端与所述第三电流传感器电性连接。
可选地，在本申请实施例中，所述第一数模电路还包括第四电路；所述第四电路的输出端与所述采样控制电路电性连接，所述采样控制电路的输出端与所述第一主控单元电性连接，所述第四电路的输入端与所述第四电流传感器电性连接。
本申请还提供了一种避雷器监测系统，所述避雷器监测系统包括：母线电压监测装置和如上所述的避雷器监测装置；所述母线电压监测装置的多个输入端分别与多个电压互感器电性连接，所述母线电压监测装置的第四输入端与市电电线电性连接，所述避雷器监测装置的第四输入端与所述市电电线电性连接，所述多个电压互感器中的一个电压互感器与母线的三相中的一相电线电性连接。
可选地，在本申请实施例中，所述多个电压互感器包括：第一电压互感器、第二电压互感器、第三电压互感器；所述第一电压互感器、所述第二电压互感器和所述第三电压互感器均与母线的三相中的一相电线电性连接。
可选地，在本申请实施例中，所述母线电压监测装置包括：第一电流互感器、第二电流互感器、第三电流互感器和第二数模电路；所述第一电流互感器、所述第二电流互感器和所述第三电流互感器分别与所述第二数模电路电性连接，所述第一电流互感器的输入端与第一电压互感器电性连接，所述第二电流互感器的输入端与第二电压互感器电性连接，所述第三电流互感器的输入端与第三电压互感器电性连接。
可选地，在本申请实施例中，所述母线电压监测装置还包括第四电流互感器；所述第四电流互感器的输出端与所述第二数模电路电性连接，所述第四电流互感器的输入端与市电电线电性连接。
可选地，在本申请实施例中，所述母线电压监测装置还包括：第二主控单元和第二通讯模块；所述第二主控单元的输出端与所述第二通讯模块连接，所述第二主控单元的输入端与所述第二数模电路连接。
本申请提供一种避雷器监测装置及系统，所述避雷器监测装置包括：第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器和第一数模电路，通过对第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器同时采样后，输入第一数模电路进行同时处理，以消除获得的相位存在的采样误差，从而有效地提升了避雷器监测装置在采样时的采样精确度。通过这种方式有效地解决了现有技术中避雷器监测装置在采样时获得的相位差精确度不够的问题。
为使本申请的上述目的和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请实施例提供的避雷器监测装置结构示意图；
图2示出了本申请实施例提供的避雷器监测装置其它视角结构示意图；
图3a示出了本申请实施例提供的第一数模电路的相关器件连接关系图；
图3b示出了本申请实施例提供的第一数模电路的第一电路图；
图3c示出了本申请实施例提供的第一数模电路的第二电路图；
图3d示出了本申请实施例提供的第一数模电路的第三电路图；
图3e示出了本申请实施例提供的第一数模电路采样控制电路图；
图3f示出了本申请实施例提供的第一数模电路的第四电路图；
图4示出了本申请实施例提供的避雷器监测系统结构示意图。
图标：101-避雷器监测系统；100-避雷器监测装置；110-第一电流传感器；120-第二电流传感器；130-第三电流传感器；140-第四电流传感器；150-第一数模电路；151-第一电路；152-第二电路；153-第三电路；154-第四电路；155-采样控制电路；160-第一主控单元；170-第一通讯模块；200-母线电压监测装置；210-第一电流互感器；220-第二电流互感器；230-第三电流互感器；240-第四电流互感器；250-第二数模电路；260-第二主控单元；270-第二通讯模块；300-多个电压互感器；310-第一电压互感器；320-第二电压互感器；330-第三电压互感器；400-多个避雷器；410-第一避雷器；420-第二避雷器；430-第三避雷器。
具体实施方式
以下将对本申请中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。
有源电流传感器，将非电能量转化为电能量，只转化能量本身，并不转化能量信号的传感器，称为有源传感器。也称为能量转换性传感器或换能器。常常配合有电压测量电路和放大器,如压电式,热电式,磁电式等。
无源电流传感器，又称为能量转换型传感器，主要由能量变换元件构成，它不需要外部电源，即不需要使用外来接电源的传感器且可以通过外部获取到无限制的能源的感应传感器。例如，基于压阻效应、热电效应、光电动势效应构成的传感器都属于无源传感器。
阻性电流，是指有损耗的介质可以用一个理想电容和一个有效电阻的并联电路表示，通过电阻的电流称阻性电流。具体地，在本申请实施例中，是指母线电压经过避雷器阀片的高值电阻到达接地线形成的电流。
泄露电流，通常是指电器在正常工作时，其火线与零线之间产生的极为微小的电流，相当于一般电器的静电一样，测试时用泄漏电流测试仪，主要测试其L极与N极。具体地，在本申请实施例中，是指通过氧化锌电阻片的电流叫做氧化锌避雷器的泄漏电流，也被认为成避雷器的总泄漏电流。正常的额定工频电压下，避雷器可看成是一个绝缘体，因此考虑到电压波动范围，指标定为在0.75U1mA下泄漏不大于50μA，原则上越小越好。泄漏电流可以反应避雷器的绝缘情况，是运行电压下判断避雷器好坏的重要手段。
市电同步法，是指在市电具有稳定的电压幅值、相位、频率的情况下，同时因为泄露电流与母线电压在不同装置中实现的，且距离间隔较远，无法实现同步的采样，所以需要通过与市电电压比较，从而获得精确相位差。
数模电路，又称AD电路，是指电路里面的模拟信号转换为数字信号的电路简称AD电路，另外，通常数字信号转换为模拟信号的电路简称为DA电路。
主控单元，本申请的主控单元又称数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)主控单元，简称DSP主控单元，本申请中是指一种采用DSP芯片的主控单元，其中，数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)芯片是控制的核心，其主要作用是控制开关机、主备用选择及转换；收集两套监测器的告警状态，通过处理裁决，产生系统告警，控制主备机转换或关机；提供与遥控器控制终端的接口。
金属氧化物压敏电阻(Metal oxide varistor,MOV)避雷器，在本申请实施例中MOV在图中表示金属氧化物压敏电阻避雷器，以氧化锌为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻，当加在电阻两端的电压小于压敏电压时，压敏电阻呈高阻状态，如果并联在电路上，该阀片呈断路状态；当加在压敏电阻两端的电压大于压敏电压时，压敏电阻就会击穿，呈现低阻值，甚至接近短路状态。压敏电阻这种被击穿状态是可以恢复的，当高于压敏电压的电压被撤销以后，它又恢复高阻状态。当电力线被雷击时，雷电波的高电压使压敏电阻击穿，雷电流通过压敏电阻流入大地，使电力线上的类电压被钳制在安全范围内。
电压互感器(Phase voltage Transformers,PtPT)，也称作TV或YH(旧符号)，在本申请的实施例的图中简写为PT，是将一次侧的高电压按比例变为适合仪表或继电器使用的额定电压为100V的变换设备。
另外，需要理解的是，在本申请的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性，也不能理解为指示或者暗示顺序。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
第一实施例
请参见图1，图1示出了本申请实施例提供的避雷器监测装置结构示意图。本申请提供了的一种避雷器监测装置100，避雷器监测装置100包括：第一电流传感器110、第二电流传感器120、第三电流传感器130和第一数模电路150；第一电流传感器110的输出端、第二电流传感器120的输出端和第三电流传感器130的输出端均与第一数模电路150电性连接，第一电流传感器110的输入端与第一避雷器410电性连接，第二电流传感器120的输入端与第二避雷器420电性连接，第三电流传感器130的输入端与第三避雷器430电性连接，第一避雷器410、第二避雷器420和第三避雷器430分别与母线的三相中的一相电线电性连接。
其中，避雷器是电力系统中一种主要的保护设备，是将系统过电压限制到一定的水平，除了限制雷击过电压外，还能限制一部分操作过电压。我国电力系统中采用的避雷器主要有三种：即管型避雷器；阀型避雷器和金属氧化物避雷器。其中以氧化锌避雷器为主，其保护功能是通过释放电量完成，能量是以电流的形式流入大地而实现的。冲击电压消失后，避雷器恢复电压即系统的工频电压，此时，避雷器在工频电压的作用下从内部和外部向大地流过微小的泄漏电流。
可以理解地是，避雷器监测装置通过对第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器同时采样后，输入第一数模电路进行同时处理，以消除获得的相位存在的采样误差，能够有效地提升了避雷器监测装置在采样时的采样精确度。
请参见图2，图2示出了本申请实施例提供的避雷器监测装置其它视角结构示意图。可选地，在本申请实施例中，避雷器监测装置100还包括第四电流传感器140；第四电流传感器140设置于避雷器监测装置100的内部，第四电流传感器140的输出端与第一数模电路150电性连接，第四电流传感器140的输入端与市电电线电性连接。
其中，避雷器监测装置100还包括第四电流传感器140；第四电流传感器140设置于避雷器监测装置100的内部，第四电流传感器140的输出端与第一数模电路150电性连接，第四电流传感器140的输入端与市电电线电性连接。
请参见图2，可选地，在本申请实施例中，避雷器监测装置100还包括：第一主控单元160和第一通讯模块170；第一主控单元160的输出端第一通讯模块170连接，第一主控单元160的第一输入端与第一数模电路150连接。
其中，避雷器监测装置100还包括：第一主控单元160和第一通讯模块170；第一主控单元160的输出端第一通讯模块170连接，第一主控单元160的第一输入端与第一数模电路150连接。
请参见图3a至图3e，图3a示出了本申请实施例提供的第一数模电路的相关器件连接关系图；图3b示出了本申请实施例提供的第一数模电路的第一电路图；图3c示出了本申请实施例提供的第一数模电路的第二电路图；图3d示出了本申请实施例提供的第一数模电路的第三电路图；图3e示出了本申请实施例提供的第一数模电路的采样控制电路图。可选地，在本申请实施例中，第一数模电路150包括：第一电路151、第二电路152、第三电路153和采样控制电路155；采样控制电路155的输出端与第一主控单元160电性连接，采样控制电路155的输入端分别与第一电路151、第二电路152和第三电路153电性连接，第一电路151的输入端与第一电流传感器110电性连接，第二电路152的输入端与第二电流传感器120电性连接，第三电路153的输入端与第三电流传感器130电性连接。
需要说明地是，采样控制电路155的输入端与第一电路151是通过AIN5端电性连接的，采样控制电路155的输入端与第二电路152是通过AIN6端电性连接的，采样控制电路155的输入端与第三电路153是通过AIN4端电性连接的，其它的连接方式可参见附图。
请参见图3a和图3f，图3f示出了本申请实施例提供的第一数模电路的第四电路图。可选地，在本申请实施例中，第一数模电路150还包括第四电路154；第四电路154的输出端与采样控制电路155电性连接，采样控制电路155的输出端与第一主控单元160电性连接，第四电路154的输入端与第四电流传感器140电性连接。
其中，第一数模电路150还包括第四电路154；采样控制电路155的输入端与第一电路154是通过AIN3端电性连接的，其它的连接方式可参见附图。
第二实施例
请参见图4，图4示出了本申请实施例提供的避雷器监测系统结构示意图。本申请提供了的一种避雷器监测系统101，避雷器监测系统101包括：母线电压监测装置200和如第一实施例描述的避雷器监测装置100；母线电压监测装置200的多个输入端分别与多个电压互感器300电性连接，母线电压监测装置200的第四输入端与市电电线电性连接，避雷器监测装置100的第四输入端与市电电线电性连接，多个电压互感器300中的一个电压互感器与母线的三相中的一相电线电性连接。
其中，避雷器监测系统101包括：母线电压监测装置200和如上避雷器监测装置100；母线电压监测装置200的多个输入端分别与多个电压互感器300电性连接，母线电压监测装置200的第四输入端与市电电线电性连接，避雷器监测装置100的第四输入端与市电电线电性连接，多个电压互感器300中的一个电压互感器与母线的三相中的一相电线电性连接。
请参见图4，可选地，在本申请实施例中，多个电压互感器300包括：第一电压互感器310、第二电压互感器320、第三电压互感器330；第一电压互感器310、第二电压互感器320和第三电压互感器330均与母线的三相中的一相电线电性连接。
其中，多个电压互感器300包括：第一电压互感器310、第二电压互感器320、第三电压互感器330；第一电压互感器310、第二电压互感器320和第三电压互感器330均与母线的三相中的一相电线电性连接。
请参见图4，可选地，在本申请实施例中，母线电压监测装置200包括：第一电流互感器210、第二电流互感器220、第三电流互感器230和第二数模电路250；第一电流互感器210、第二电流互感器220和第三电流互感器230分别与第二数模电路250电性连接，第一电流互感器210的输入端与第一电压互感器310电性连接，第二电流互感器220的输入端与第二电压互感器320电性连接，第三电流互感器230的输入端与第三电压互感器330电性连接。
其中，母线电压监测装置200包括：第一电流互感器210、第二电流互感器220、第三电流互感器230和第二数模电路250；第一电流互感器210、第二电流互感器220和第三电流互感器230分别与第二数模电路250电性连接，第一电流互感器210的输入端与第一电压互感器310电性连接，第二电流互感器220的输入端与第二电压互感器320电性连接，第三电流互感器230的输入端与第三电压互感器330电性连接。
请参见图4，可选地，在本申请实施例中，母线电压监测装置200还包括第四电流互感器240；第四电流互感器240的输出端与第二数模电路250电性连接，第四电流互感器240的输入端与市电电线电性连接。
其中，母线电压监测装置200还包括第四电流互感器240；第四电流互感器240的输出端与第二数模电路250电性连接，第四电流互感器240的输入端与市电电线电性连接。
请参见图4，可选地，在本申请实施例中，母线电压监测装置200还包括：第二主控单元260和第二通讯模块270；第二主控单元260的输出端与第二通讯模块270连接，第二主控单元260的输入端与第二数模电路250连接。
其中，母线电压监测装置200还包括：第二主控单元260和第二通讯模块270；第二主控单元260的输出端与第二通讯模块270连接，第二主控单元260的输入端与第二数模电路250连接。
本申请提供一种避雷器监测装置及系统，所述避雷器监测装置包括：第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器和第一数模电路，通过对第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器同时采样后，输入第一数模电路进行同时处理，以消除获得的相位存在的采样误差，从而有效地提升了避雷器监测装置在采样时的采样精确度。通过这种方式有效地解决了现有技术中避雷器监测装置在采样时获得的相位差精确度不够的问题。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种避雷器监测装置，其特征在于，所述避雷器监测装置包括：第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器和第一数模电路；所述第一电流传感器的输出端、所述第二电流传感器的输出端和所述第三电流传感器的输出端均与所述第一数模电路电性连接，所述第一电流传感器的输入端与第一避雷器电性连接，所述第二电流传感器的输入端与第二避雷器电性连接，所述第三电流传感器的输入端与第三避雷器电性连接，所述第一避雷器、所述第二避雷器和所述第三避雷器分别与母线的三相中的一相电线电性连接。
2.如权利要求1所述的避雷器监测装置，其特征在于，所述避雷器监测装置还包括第四电流传感器；所述第四电流传感器设置于所述避雷器监测装置的内部，所述第四电流传感器的输出端与所述第一数模电路电性连接，所述第四电流传感器的输入端与市电电线电性连接。
3.如权利要求2所述的避雷器监测装置，其特征在于，所述避雷器监测装置还包括：第一主控单元和第一通讯模块；所述第一主控单元的输出端所述第一通讯模块连接，所述第一主控单元的第一输入端与所述第一数模电路连接。
4.如权利要求3所述的避雷器监测装置，其特征在于，所述第一数模电路包括：第一电路、第二电路、第三电路和采样控制电路；所述采样控制电路的输出端与所述第一主控单元电性连接，所述采样控制电路的输入端分别与所述第一电路、所述第二电路和所述第三电路电性连接，所述第一电路的输入端与所述第一电流传感器电性连接，所述第二电路的输入端与所述第二电流传感器电性连接，所述第三电路的输入端与所述第三电流传感器电性连接。
5.如权利要求4所述的避雷器监测装置，其特征在于，所述第一数模电路还包括第四电路；所述第四电路的输出端与所述采样控制电路电性连接，所述采样控制电路的输出端与所述第一主控单元电性连接，所述第四电路的输入端与所述第四电流传感器电性连接。
6.一种避雷器监测系统，其特征在于，所述避雷器监测系统包括：母线电压监测装置和如权利要求1-5任一所述的避雷器监测装置；所述母线电压监测装置的多个输入端分别与多个电压互感器电性连接，所述母线电压监测装置的第四输入端与市电电线电性连接，所述避雷器监测装置的第四输入端与所述市电电线电性连接，所述多个电压互感器中的一个电压互感器与母线的三相中的一相电线电性连接。
7.如权利要求6所述的避雷器监测系统，其特征在于，所述多个电压互感器包括：第一电压互感器、第二电压互感器、第三电压互感器；所述第一电压互感器、所述第二电压互感器和所述第三电压互感器均与母线的三相中的一相电线电性连接。
8.如权利要求7所述的避雷器监测系统，其特征在于，所述母线电压监测装置包括：第一电流互感器、第二电流互感器、第三电流互感器和第二数模电路；所述第一电流互感器、所述第二电流互感器和所述第三电流互感器分别与所述第二数模电路电性连接，所述第一电流互感器的输入端与第一电压互感器电性连接，所述第二电流互感器的输入端与第二电压互感器电性连接，所述第三电流互感器的输入端与第三电压互感器电性连接。
9.如权利要求8所述的避雷器监测系统，其特征在于，所述母线电压监测装置还包括第四电流互感器；所述第四电流互感器的输出端与所述第二数模电路电性连接，所述第四电流互感器的输入端与市电电线电性连接。
10.如权利要求8或9任一所述的避雷器监测系统，其特征在于，所述母线电压监测装置还包括：第二主控单元和第二通讯模块；所述第二主控单元的输出端与所述第二通讯模块连接，所述第二主控单元的输入端与所述第二数模电路连接。
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