CN110794251A - 一种避雷器的故障在线监测方法及在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种避雷器的故障在线监测方法，包括实时接收一个或多个馈线终端通过无线通信模块发送至少包括电压值和/或电流值的上报信息，计算电压值或电流值与预设电压值或预设电流值的差值，并判断差值是否超出预设误差范围；若超出预设误差范围，则确定与上报信息相对应的馈线终端所在避雷器发生故障。由于采用远程监控平台实时监控每个避雷器的故障情况，一旦发生故障，可迅速判断避雷器故障以及定位故障避雷器的位置，并让维修人员快速维修，极大节省现有技术中因为避雷器故障进行逐个排查故障点的时间，可快速更换故障避雷器，不仅能够在最大限度避免引故障避雷器导致变压器或线路受到雷击，而且也能够避免可能造成的大面积停电。

Description

一种避雷器的故障在线监测方法及在线监测系统

技术领域

本发明属于电力设备技术领域，尤其涉及一种避雷器的故障在线监测方法及在线监测系统。

背景技术

大气层在流动的过程中产生负雷云，随着负雷云中负电荷的积累，其电场强度逐渐增加，当达到一定程度时，即开始向下方阶梯式跳跃放电，称为下行先到放电。当这个下行先导逐渐接近地面物体并达到一定距离时，地面物体在强电场作用下产生尖端放电，而形成上行先导，并朝着下行先导方向发展，两者会合后即形成了雷电通道，随之就形成了雷电。一般认为，当雷电下行先导从雷云向下发展时，它的梯级式跳跃只受周围大气的影响，没有一个确定的目标。只有在完成最后一个梯级时跳跃时，它才必须选一个被击对象。因此，可以在被保护的物体上安装接闪器，使上行先导和下行先导会合，以避免雷击。

接闪器就是专门用来接受雷电的金属物体，接闪的金属杆成为避雷针，接闪的金属线成为避雷线，接闪的金属带、金属网成为避雷带、避雷网。避雷针高出被保护物，又和大地直接相连，当雷电先导接近时，它与雷云之间电场强度最大，因而可将雷云放电的通道吸引到避雷针本身，并经引下线与接地装置将雷电流安全地泄放到大地中去，使被保护物体免受直接雷击。

由于目前工作电压等级为10KV的电力系统需通常应用于长距离输电，一般应用于长距离延绵至村庄到户，因此10KV的高空架设的室外输电线路就比较长，为了保证线路到户电压稳定，需要在较长的输电线路安装有多台变压器，由于雷击过程中可能会出现因雷击造成变压器故障，为了保证变压器正常工作，可在相应的变压器上安装一个或多个避雷装置，通过保避雷装置保证变压器免遭雷击风险，进而避免出现整个线路断电的风险。

然而，当输电线路中某一个或多个避雷装置损坏后，变压器便会失去避雷效果。现有技术中，通常都是根据该输电线路中的避雷装置通过人为经验判断某个位置的避雷装置可能出现故障，或者是，沿着输电线路对每一个避雷装置进行检测并判断是否发生故障，这样，极大浪费了排查时间，增加了查找故障点的时间，如不能及时找出是哪一个避雷装置发生故障，进而对其进行维修或更换，则极大可能引起该避雷装置所在线路段受到雷击，进而造成大面积停电。

发明内容

本发明实施例提供一种避雷器的故障在线监测方法，旨在解决现有技术中避雷装置故障时，无法及时排查出具体故障的避雷器，从而导致需要区域断电并挨个对避雷器进行测试以找出故障避雷器的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种避雷器的故障在线监测方法，应用于远程监控平台，所述方法包括：

实时接收一个或多个馈线终端通过无线通信模块发送的上报信息，所述上报信息至少包括电压值和/或电流值；

计算所述电压值或电流值与预设电压值或预设电流值的差值，并判断所述差值是否超出预设误差范围；

若超出预设误差范围，则确定与所述上报信息相对应的馈线终端所在避雷器发生故障。

可选地，所述确定与所述上报信息相对应的馈线终端所在避雷器发生故障，包括：

获取与上报信息对应的馈线终端所在避雷器的编码信息；

从预设数据库中查找与所述编码信息对应的所述避雷器编号以及避雷器所在的地理位置坐标，其中，所述预设数据库中至少包括一一对应的避雷器型号、避雷器编号、避雷器所在的地理位置坐标。

可选地，避雷器的故障在线监测方法还包括：

根据不同10KV输电线路预先设置不同10KV输电线路的线路标识码；

根据同一条10KV输电线路中的不同避雷器设置不同的编号，所述编码信息由线路标识码和避雷器编号组成。

可选地，所述方法还包括：

当所述差值超出预设误差范围时，开始计时；

判断在预设计时时间内，采集计算的所有差值是否都超出预设误差范围；

若是，则确定与所述上报信息相对应的馈线终端所在避雷器发生故障。

可选地，所述方法还包括：

当确定与所述上报信息相对应的馈线终端所在避雷器发生故障时，

查找与所述避雷器相应的变压器所管辖的维修人员信息；

推送维修信息至所述维修人员，由维修人员进行维修，其中，所述维修信息包括避雷器报警信号、与故障避雷器对应的避雷器型号、避雷器编号以及地理位置坐标。

第二方面，本发明还提供一种避雷器的故障在线监测系统，包括远程监控平台、多个馈线终端和多个避雷器，多个所述避雷器均分布于10KV输电线路的变压器中，其中，

每个所述避雷器均安装有馈线终端，每一个馈线终端无线连接于所述远程监控平台。

可选地，所述馈线终端包括箱体和箱盖，所述箱盖盖合于所述箱体，靠近箱盖的所述箱体顶部可拆卸安装有封装板，所述箱体内部封装有电路主板、信号控制板、液晶显示板、无线通信模块、电池管理模块和蓄电池，其中，

所述电路主板分别与所述信号控制板、液晶显示板和电池管理模块电连接，所述电池管理模块与所述蓄电池电连接，且所述电池管理模块还与信号控制板和液晶显示板电连接；

所述信号控制板与所述无线通信模块电连接，所述无线通信模块与所述远程监控平台通信连接。

可选地，所述电路主板上安装有电压传感器、电流传感器以及连接端子，所述电压传感器通过六芯航插连接避雷器和电池管理模块，所述电流传感器连接六芯防开路航插，所述电路主板通过连接端子由串口线路与液晶显示板通信连接。

可选地，所述信号控制板上安装有遥信采集电路和分合闸电路；其中，

所述遥信采集电路分别与电路主板和无线通信模块通信连接，所述分合闸电路与电路主板电连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明实施例提供了一种避雷器的故障在线监测方法，该方法应用于远程监控平台，该方法包括：实时接收一个或多个馈线终端通过无线通信模块发送的上报信息，所述上报信息至少包括电压值和/或电流值；计算所述电压值或电流值与预设电压值或预设电流值的差值，并判断所述差值是否超出预设误差范围；若超出预设误差范围，则确定与所述上报信息相对应的馈线终端所在避雷器发生故障。由于采用远程监控平台实时监控每一个避雷器的故障情况，一旦某个避雷器发生故障，可以迅速判断避雷器故障以及定位故障避雷器的位置，从而，当输电线路中某一个或多个避雷装置损坏后，可以有远程监控平台迅速确定故障避雷器的具体位置，并让维修人员快速维修；这样极大节省了现有技术中因为避雷器故障进行逐个排查故障点的时间，可以快速更换故障避雷器，不仅能够在最大限度避免引故障避雷器导致变压器或线路受到雷击，而且也能够避免可能造成的大面积停电。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明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地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的避雷器的故障在线监测方法的一种流程示意图；

图2是本发明实施例提供的图1中步骤S400的详细流程示意图；

图3是本发明实施例提供的避雷器的故障在线监测方法的预先设置标识码的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的避雷器的故障在线监测方法的另一种流程示意图；

图5是本发明实施例提供的避雷器的故障在线监测方法的后续流程示意图；

图6是本发明实施例提供的故障在线监测系统的系统结构示意图；

图7是本发明实施例提供的馈线终端的电路结构原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的一种一种避雷器的故障在线监测方法，通过远程监控平台实时接收一个或多个馈线终端通过无线通信模块发送包括电压值和/或电流值的上报信息，计算所述电压值或电流值与预设电压值或预设电流值的差值，并判断所述差值是否超出预设误差范围；若超出预设误差范围，则确定与所述上报信息相对应的馈线终端所在避雷器发生故障。从而可以明确定位故障避雷器的位置，从而，当输电线路中某一个或多个避雷装置损坏后，可以让维修人员快速维修；这样极大节省了现有技术中因为避雷器故障进行逐个排查故障点的时间，不仅能够在最大限度避免引故障避雷器导致变压器或线路受到雷击，而且也能够避免可能造成的大面积停电。

参见图1所示为本申请实施例提供的一种避雷器的故障在线监测方法，该方法应用于远程监控平台，该远程监控平台用于接收与避雷器连接的馈线终端发送的信息并根据该信息进行处理，该远程监控平台可有云服务器组成，包括显示平台和计算处理模块，在此不详细阐述。

如图1所示，该避雷器的故障在线监测方法包括如下步骤：

在步骤S100中，实时接收一个或多个馈线终端通过无线通信模块发送的上报信息。

其中，所述上报信息至少包括电压值和/或电流值，该电压值和电流值分别由馈线终端中的电压传感器和电流传感器进行检测，从而可以检测到避雷器的电压值和电流值，以此来判断避雷器是否发生过电压或过电流的故障情况。

具体实施过程中，馈线终端可以每隔一段时间发送一个上报信息给远程监控平台，间隔时间可以设置为5秒、30秒、1分钟、5分钟、10分钟等等，可以根据线路上设置的馈线终端的数量来设置时间，避免因为每次间隔时间太短造成远程监控平台计算量增加。

在步骤S200中，计算所述电压值或电流值与预设电压值或预设电流值的差值。

具体实施过程中，预设电压值或预设电流值指的是10KV线路中避雷器未出现故障的情况下的线路电压值或线路电流值，一般情况下会测量多个线路电压值和线路电流值，并求其平均值作为预设电压值和预设电流值。进而根据步骤S100中的电压值或电流值与预设电压值或预设电流值作差，从而得到相应的电压差值或电流差值。

在步骤S300中，判断所述差值是否超出预设误差范围。

具体实施过程中，根据步骤S300计算得出的电压差值或电流差值，从而判断该电压差值或电流差值是否超过预设误差范围，该预设误差范围一般避雷器故障时线路电压值或线路电流值与正常情况下线路电压值或线路电流值的最大值或最小值之差形成的一个范围。若所述差值未超出预设误差范围，则表示线路正常，继续执行步骤S100，从而进行周而复始的监控，若所述差值超出预设误差范围，则确定发生避雷器故障，执行步骤S400。

在步骤S400中，确定与所述上报信息相对应的馈线终端所在避雷器发生故障。

由于采用远程监控平台实时监控每一个避雷器的故障情况，一旦某个避雷器发生故障，可以迅速判断避雷器故障以及定位故障避雷器的位置，从而，当输电线路中某一个或多个避雷装置损坏后，可以有远程监控平台迅速确定故障避雷器的具体位置，并让维修人员快速维修；这样极大节省了现有技术中因为避雷器故障进行逐个排查故障点的时间，可以快速更换故障避雷器，不仅能够在最大限度避免引故障避雷器导致变压器或线路受到雷击，而且也能够避免可能造成的大面积停电。

参见图2所示的避雷器的故障在线监测方法流程示意图，该避雷器的故障在线监测方法对步骤S400进一步进行详细说明。如图2所示，步骤S400进一步包括如下步骤：

步骤S401：获取与上报信息对应的馈线终端所在避雷器的编码信息。

具体实施过程中，在不同的10KV输电线路中，一般为了表示不同输电线路均设置有线路码，线路码可以由三位十进制码进行标注，而同一线路上可能设置有上万只避雷器，因此同一避雷器可以由五位十进制码进行标注，当然，由于每一个避雷器自身也有自己的标识码，也可将该标识码作为同一线路上的编码，因此，避雷器的编码信息至少包括线路码和标识码组成，而且在预设的10KV输电线路中每一个避雷器安装的位置均与该编码信息对应。从而可由馈线终端将发生故障的避雷器的编码信息发送至远程监控平台。

步骤S402：从预设数据库中查找与所述编码信息对应的所述避雷器编号以及避雷器所在的地理位置坐标。

具体实施过程中，预设数据库中存储有避雷器型号、避雷器编码以及避雷器所在的地理位置坐标，所述预设数据库中至少包括一一对应的避雷器型号、避雷器编号、避雷器所在的地理位置坐标，而该编码信息与该避雷器型号、避雷器编号以及地理位置坐标相对应，从而获取到该避雷器的编码信息后即可得知相应的避雷器型号以及避雷器所对应的地理位置坐标。

另外，在具体实施过程中，可参见附图3所示，该步骤S400进一步包括：

步骤S403：根据不同10KV输电线路预先设置不同10KV输电线路的线路标识码。

具体实施过程中，不同的10KV输电线路对应的线路标识码是唯一的，具体在此不详细阐述。

步骤S404：根据同一条10KV输电线路中的不同避雷器设置不同的编号，所述编码信息由线路标识码和避雷器编号组成。

参见图4所示，避雷器的故障在线监测方法流程示意图，如图4所示，该避雷器的故障在线监测方法包括如下步骤：

步骤S100：实时接收一个或多个馈线终端通过无线通信模块发送的上报信息。

步骤S200：计算所述电压值或电流值与预设电压值或预设电流值的差值。

步骤S300：判断所述差值是否超出预设误差范围。若所述差值未超出预设误差范围，则重复执行步骤S100，若所述差值超出预设误差范围，则执行步骤S301。

在步骤S301中，当所述差值超出预设误差范围时，开始计时。

具体实施过程中，馈线终端中设置有计时器，当所述差值超出预设误差范围时，计时器启动开始计时，并计算计时时间，记为第一计时时间。

在步骤S302中，判断在预设计时时间内，采集计算的所有差值是否都超出预设误差范围。

具体实施过程中，输电线路再正常运行过程中，避雷器本身可以承受一定的瞬时电压或瞬时电流，而该瞬时电压或瞬时电流的时间过长可能就会导致避雷器发生故障，如损坏等，因此，可以通过步骤S301计时，来判断步骤S200计算得出的电压值或电流值与预设电压值或预设电流值的差值查处预设误差范围的情况是很短的一段时间还是长时间处于该种状态下，因此，如果预设计时时间，即第一计时时间，如5S的情况下，差值均超出预设误差范围，则可判断避雷器发生故障，否则可能是因为段时间产生浪涌电压造成，而并非是避雷器发生故障。

步骤S400：确定与所述上报信息相对应的馈线终端所在避雷器发生故障。

本实施例中并未进行详尽描述的内容均可参看上述相关实施例，在此不详细阐述。

通过采用本申请实施例提供的避雷器的故障在线监测方法，可知，可以通过判断计算的线路电压或线路电流是否有长时间超出预设范围的情况，从而明确判断是否发生避雷器故障，避免出现因为瞬时电压或瞬时电流的变化造成的误报警或误操作。

在具体实施过程中，当确定避雷器发生故障的情况下，由于目前的避雷器并不具有自恢复的功能，仍需要人工进行更换新的避雷器。因此，可参看附图5所示的步骤S400的进一步流程示意图。如图5所示，步骤S500进一步包括如下步骤：

步骤S405：查找与所述避雷器相应的变压器所管辖的维修人员信息。

具体实施过程中，一般情况下某个维修人员或者是某个维修部门一般会对应负责某些区域内的变压器维修和故障排除，而对应的这些变压器和避雷器相应的维修人员一般会通过单独的通信工具进行信息发布和告知，例如：维修人员可以通过手机短信或者微信等接收远程监控平台发布的维修信息。

在具体实施过程中，当确定故障避雷器时，由于每一个变压器都设置有多个避雷器，而维修人员均对应负责多个变压器以及对应的避雷器，因此，每个维修人员均对应负责相应的避雷器，如每一个维修人员的手机均对应多个避雷器，一旦某个避雷器发生故障，则远程监控平台则通过数据库查找与该避雷器对应的维修人员的手机号，从而发送相应的维修信息至维修人员的手机中。

步骤S406：推送维修信息至所述维修人员，由维修人员进行维修。

具体实施过程中，所述维修信息包括避雷器报警信号、与故障避雷器对应的避雷器型号、避雷器编号以及地理位置坐标，从而使得维修人员根据该维修信息对相应的避雷器进行更换，由于能够快速得知避雷器的编号、型号、地理位置坐标，从而能够快速对故障避雷器进行处理。

以上是对避雷器的故障在线监测方法进行详细的描述，以上各个实施例之间相互结合引用，相互参看，没有进行详细描述的内容再次不再详细阐述，相互之间可以进行参看。

参见图6所示，为本发明实施例提供的一种避雷器的故障在线监测系统的系统结构图，如图6所示，该避雷器的故障在线监测系统包括远程监控平台、多个馈线终端和多个避雷器，多个所述避雷器均分布于10KV输电线路的变压器中，其中，每个所述避雷器均安装有馈线终端，每一个馈线终端无线连接于所述远程监控平台。

在具体实施过程中，可参见图7所示，所述馈线终端包括箱体和箱盖，所述箱盖盖合于所述箱体，靠近箱盖的所述箱体顶部可拆卸安装有封装板，所述箱体内部封装有电路主板、信号控制板、液晶显示板、无线通信模块、电池管理模块和蓄电池，其中，所述电路主板分别与所述信号控制板、液晶显示板和电池管理模块电连接，所述电池管理模块与所述蓄电池电连接，且所述电池管理模块还与信号控制板和液晶显示板电连接；所述信号控制板与所述无线通信模块电连接，所述无线通信模块与所述远程监控平台通信连接。

在具体实施过程中，所述电路主板上安装有电压传感器、电流传感器以及连接端子，所述电压传感器通过六芯航插连接避雷器和电池管理模块，所述电流传感器连接六芯防开路航插，所述电路主板通过连接端子由串口线路与液晶显示板通信连接。

另外，在具体实施过程中，所述信号控制板上安装有遥信采集电路和分合闸电路；其中，所述遥信采集电路分别与电路主板和无线通信模块通信连接，所述分合闸电路与电路主板电连接。

具体实施过程中，电池管理模块具有对蓄电池进行智能充放电管理功能和电池活化管理功能，能够有效防止蓄电池的过充、过放和钝化；所述液晶显示器可以查看实施运行数据、查看定值参数信息并配合按键操作就地修改定值和参数。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种避雷器的故障在线监测方法，应用于远程监控平台，其特征在于，所述方法包括：

实时接收一个或多个馈线终端通过无线通信模块发送的上报信息，所述上报信息至少包括电压值和/或电流值；

计算所述电压值或电流值与预设电压值或预设电流值的差值，并判断所述差值是否超出预设误差范围；

若超出预设误差范围，则确定与所述上报信息相对应的馈线终端所在避雷器发生故障。

2.如权利要求1所述的避雷器的故障在线监测方法，其特征在于，所述确定与所述上报信息相对应的馈线终端所在避雷器发生故障，包括：

获取与上报信息对应的馈线终端所在避雷器的编码信息；

从预设数据库中查找与所述编码信息对应的所述避雷器编号以及避雷器所在的地理位置坐标，其中，所述预设数据库中至少包括一一对应的避雷器型号、避雷器编号、避雷器所在的地理位置坐标。

3.如权利要求2所述的避雷器的故障在线监测方法，其特征在于，包括：

根据不同10KV输电线路预先设置不同10KV输电线路的线路标识码；

根据同一条10KV输电线路中的不同避雷器设置不同的编号，所述编码信息由线路标识码和避雷器编号组成。

4.如权利要求1所述的避雷器的故障在线监测方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述差值超出预设误差范围时，开始计时；

判断在预设计时时间内，采集计算的所有差值是否都超出预设误差范围；

若是，则确定与所述上报信息相对应的馈线终端所在避雷器发生故障。

5.如权利要求1所述的避雷器的故障在线监测方法，其特征在于，当确定与所述上报信息相对应的馈线终端所在避雷器发生故障时，所述方法还包括：

查找与所述避雷器相应的变压器所管辖的维修人员信息；

推送维修信息至所述维修人员，由维修人员进行维修，其中，所述维修信息包括避雷器报警信号、与故障避雷器对应的避雷器型号、避雷器编号以及地理位置坐标。

6.一种避雷器的故障在线监测系统，其特征在于，包括远程监控平台、多个馈线终端和多个避雷器，多个所述避雷器均分布于10KV输电线路的变压器中，其中，

每个所述避雷器均安装有馈线终端，每一个馈线终端无线连接于所述远程监控平台。

7.如权利要求6所述的故障在线监测系统，其特征在于，所述馈线终端包括箱体和箱盖，所述箱盖盖合于所述箱体，靠近箱盖的所述箱体顶部可拆卸安装有封装板，所述箱体内部封装有电路主板、信号控制板、液晶显示板、无线通信模块、电池管理模块和蓄电池，其中，

所述电路主板分别与所述信号控制板、液晶显示板和电池管理模块电连接，所述电池管理模块与所述蓄电池电连接，且所述电池管理模块还与信号控制板和液晶显示板电连接；

所述信号控制板与所述无线通信模块电连接，所述无线通信模块与所述远程监控平台通信连接。

8.根据权利要求7所述的故障在线监测系统，其特征在于，所述电路主板上安装有电压传感器、电流传感器以及连接端子，所述电压传感器通过六芯航插连接避雷器和电池管理模块，所述电流传感器连接六芯防开路航插，所述电路主板通过连接端子由串口线路与液晶显示板通信连接。

9.根据权利要求8所述的故障在线监测系统，其特征在于，所述信号控制板上安装有遥信采集电路和分合闸电路；其中，

所述遥信采集电路分别与电路主板和无线通信模块通信连接，所述分合闸电路与电路主板电连接。

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