CN202471852U - 避雷器在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种避雷器在线监测装置，它由监测分析单元和采集单元组成，其中采集单元由两个互感器采集线圈和一个采集器组成；其中一个是小信号采集线圈，采集避雷器正常工作时的泄漏电流，由于正常工作时泄漏电流的信号本就很小，所以对采集线圈的精度要求就非常高，此处的采集线圈不但精度高，抗干扰性也很强；另外一个线圈是避雷器由于过电压导致避雷器动作时的动作电流采集线圈，测量量程大，线性程度高。本实用新型能实现串补电容器保护用避雷器状态监测，能及时发现避雷器的缺陷问题，避免发生避雷器爆炸，保护设备及运行人员的安全，有效阻止事故的发生，有极大的经济效益和社会效益，可广泛用于避雷器并联保护时避雷器的监测。

Description

避雷器在线监测装置

技术领域

本发明为一种避雷器在线监测装置。包括避雷器信号采集单元和数据分析显示单元。用于对串补电容器保护用避雷器的运行状况进行监测、分析。 

背景技术

目前串补电容器保护用避雷器在国内外都被广泛的使用。串补电容器保护用避雷器采用多只并联，并联时要求避雷器阀片特性一致，若某只避雷器阀片特性不一致或者发生老化，该柱将可能引发事故，为避免发生类似的事故，需对串补电容器保护用避雷器状态进行监测。研制串补电容器保护用避雷器的监测装置，实现串补平台避雷器泄漏电流的在线监测和避雷器动作情况记录。 

发明内容

针对现有技术中存在的不足，为了实现对串补平台避雷器泄漏电流的在线监测和避雷器动作情况记录，本发明提供了一套避雷器在线监测装置，包含两个单元，一个是避雷器的信号采集单元，另一个是避雷器的信号监测分析单元。所述信号采集单元包括两个信号采集线圈和一个采集器，所述信号采集单元装设于避雷器端，所述信号采集单元与所述信号监测分析单元之间通过光纤连接。 

信号采集单元分为大信号采集线圈、高精度小信号采集线圈和采集器装置，两信号采集互感器套在避雷器上，输出端接入采集单元的采集器，采集器对接收到的采集信号进行放大、滤波，送入AD芯片，经过处理后将数据信号通过光纤传送给信号监测分析单元。 

信号监测分析单元接收到采集单元发送来的数据后，经CPU对数据进行计算、处理，并定期将得到的数据存储入外部Flash。当避雷器发生动作时，单元上显示的动作次数加1，同时记录动作前后的数据波形并显示出来，以供分析。还可以查看任意时间段内的避雷器泄漏电流，分析其运行趋势。 

本发明的有益效果：

避雷器在线监测装置的监测分析单元人机界面友好，提供大液晶全中文显示界面和简捷的可视化操作，通俗直观；集控制、监测、通讯、录波、事件记录等多种功能于一体。外形美观时尚，体积适中。

避雷器采集单元的互感器线圈精度高；采集单元的采集器供电方式多样化，可选激光供电、交流220V供电和5V干电池供电方式，可根据不同情况选择最方便的供电方式；采集单元的三个组成部分质量都很轻，体积都很小，便于安装于避雷器上。 

采集单元与监测分析单元之间的通讯采用光纤通讯，具有传输距离远，抗干扰性强，连接方便等特点。 

本发明能实现串补电容器保护用避雷器状态监测，能及时发现避雷器的缺陷问题，避免发生避雷器爆炸，保护设备及运行人员的安全，有效阻止事故的发生，有极大的经济效益和社会效益，可广泛用于避雷器并联保护时避雷器的监测。 

附图说明

图1是本发明中采集单元采集器的结构框图。 

图2是本发明中监测分析单元装置的结构框图。 

图3为本发明的整体接线示意图。 

具体实施方式

以下结合附图通过具体实施实例对本发明的技术方案做进一步的说明。 

本发明由监测分析单元和采集单元组成，其中采集单元由两个互感器采集线圈和一个采集器组成。 

采集单元的互感器采集线圈由两个，一个是小信号采集线圈，采集避雷器正常工作时的泄漏电流，由于正常工作时泄漏电流的信号本就很小，所以对采集线圈的精度要求就非常高，此处的采集线圈不但精度高，抗干扰性也很强；另外一个线圈是避雷器由于过电压导致避雷器动作时的动作电流采集线圈，测量量程大，线性程度高。 

附图1是采集单元的采集器结构框图。 

互感器采集线圈采集到的模拟量信号输入到采集器的输入端，经采集器内部的运放、滤波电路进行处理，然后再输入AD采样芯片，AD将模拟量转化为数字量输入到DSP，DSP再通过处理，通过光纤传输出去。 

由于小信号采集的模拟量非常的小，所以运放电路里的运放芯片要选择高精度运放，电阻选的是低温漂的高精度电阻，以减小运放回路带来的采集误差。 

看门狗模块在采集器的程序运行出错时自动对采集器进行复位，保证其正常运行。 

电源模块对采集器进行供电，供电方式有激光供电、+5V电池供电和220V交流电供电三种方式，可以根据现场的实际状况合理选择供电方式，具有很大的灵活性。 

附图2是监测分析单元的结构框图。 

采集单元的采集数据通过光纤传送给监测分析单元的FPGA模块，FPGA与主CPU处理器通过高速并行总线连接，CPU处理器对数据进行处理后再通过高速并行总线把数据传送给FPGA，FPGA模块通过以太网口或者光纤接口将数据传送给通讯接收装置，通讯规约可选IEC61850的9-1和9-2协议。 

CPU将接收到的数据进行运算处理后，一边通过CAN总线将数据传送给HMI模块进行显示，另一边对数据进行筛选，并存入外部Flash，以便需要时读取进行分析。FLASH的容量足够大，能够存储下足够的数据以便使用者读取分析。 

看门狗模块在CPU的程序运行出错时自动对CPU进行复位，保证其正常运行。 

HMI人机界面模块通过CAN总线与CPU主处理器进行数据交互，当使用者在人机界面上更改参数时，HMI将更改的参数传送给CPU，由CPU进行处理、存储，再返回给HMI模块。HMI人机界面上的LED指示灯能够准确直观的指示出监测分析单元的运行状况，同时还能够记录相应的SOE事件，一边使用者查询运行记录。HMI人机界面还能通过CAN总线让CPU对Flash数据进行读取，显示实时监测避雷器的泄漏电流、记录波形数据、记录避雷器动作次数、避雷器动作时的动作波形等。 

附图3是本发明的整体连接示意图。 

采集单元的两个信号采集线圈套在避雷器上，输出端通过屏蔽双绞线连接至采集器，采集器通过一根数据传送光纤、一根时钟信号光纤和一根激光电源光纤连接至监测分析单元。采集器的电源可以选择由监测分析单元提供的激光电源，也可以选择外部交流220V或者外部直流5V电源进行供电。 

当避雷器处于正常工作状态下，小信号采集线圈采集避雷器的泄漏电流，采集器采集分析后传送给监测分析单元，监测分析单元对数据进行计算，实时显示，并定时存储采集到的波形数据和峰值。操作者可以在监测分析单元上操作，查看历史记录的泄漏电流波形和任意时间段内的泄漏电流的历史变化趋势。 

当避雷器过电压导致避雷器动作时，小信号采集线圈饱和，大信号采集线圈采集避雷器导通电流，采集器采集分析后传送给监测分析单元，监测分析单元对数据进行计算，实时显示，大于设定的导通电流定值后，显示的避雷器动作次数加1，同时监测分析单元告警、记事件记录、记录动作前后的导通电流波形，操作者可以在监测分析单元上观看到避雷器的动作总次数，也可以调出以前的避雷器动作时的电流波形进行查看等。 

虽然本发明以较佳实施例已公开如上，但实施例和附图并不是用来限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，但同样在本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。 

Claims (5)

1.一种避雷器在线监测装置，其特征在于，它包括信号监测分析单元和信号采集单元，所述信号采集单元包括两个信号采集线圈和一个采集器，所述信号采集单元装设于避雷器端，所述信号采集单元与所述信号监测分析单元之间通过光纤连接。

2.根据权利要求1所述的避雷器在线监测装置，其特征在于：所述信号采集单元的采集器的工作电源是信号监测分析单元提供的激光电源。

3.根据权利要求1所述的避雷器在线监测装置，其特征在于：所述信号采集单元的采集器的工作电源是选择外部直流5V或者交流220V。

4.根据权利要求1、2或3所述的避雷器在线监测装置，其特征在于：所述信号采集单元分为大信号采集线圈、高精度小信号采集线圈和采集器，两信号采集线圈的互感器套在避雷器上，输出端接入信号采集单元的采集器，所述采集器对接收到的采集信号进行放大、滤波，送入AD芯片，经过处理后将数据信号通过光纤传送给所述信号监测分析单元。

5.根据权利要求1、2或3所述的避雷器在线监测装置，其特征在于：所述信号采集单元的两个信号采集线圈套在避雷器上，输出端通过屏蔽双绞线连接至采集器，所述采集器通过一根数据传送光纤、一根时钟信号光纤和一根激光电源光纤连接至所述信号监测分析单元。

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