CN202794359U - 氧化锌避雷器在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种氧化锌避雷器在线监测装置。该装置包括：电阻片、冲击电流处理电路、泄漏电流处理电路、采集及输出电路；电阻片输入端连接氧化锌避雷器，收到冲击电流时，电阻片输出端与冲击电流处理电路相连，收到泄漏电流时，电阻片输出端与泄漏电流处理电路连接；冲击电流处理电路包括：整流电路、冲击电流传感器和峰值保持电路；整流电路，用于得到整流电流；冲击电流传感器，用于得到冲击电压；峰值保持电路，输出第一电压；泄漏电流处理电路包括：电流电压调整单元，用于输出第二电压数据；采集及输出电路，采集并在线输出第一电压或第二电压数据。本在线监测装置灵敏度高，抗干扰能力强。现场调试简单，维护方便，运行安全。

Description

氧化锌避雷器在线监测装置

技术领域

本实用新型属于电力行业的避雷技术领域，尤其涉及一种氧化锌避雷器在线监测装置及其分析系统。 

背景技术

目前，电力系统中有关于氧化锌避雷器的技术主要包括以下两种： 

现有技术一：提供一种氧化锌避雷器放电计数器，它是串联在避雷器下面，用来记录避雷器动作次数的一种装置。如图1所示，为国内的FCZ-II型放电计数器（图1中的L为计数器线圈，C为储能电容器，R1和R2为电阻片，A为避雷器），其工作原理是：当避雷器动作时，放电电流流过电阻片R1，在R1上的压降经电阻片R2给储能电容器C充电，然后对电磁式计数器的电感线圈L放电，使其转动一格，记一次数。这类放电计数器只能测量雷电冲击次数，缺少通讯接口，只能手工填报巡检结果，效率低、容易漏项或出错。 

现有技术二：提供一种金属氧化物避雷器泄漏电流带电检测仪，它是用来监测氧化锌避雷器的泄漏电流的变化情况的一种装置，适用于变电站、发电厂和实验室测量金属氧化物避雷器的阻性电流、有功损耗和全电流等，具体有两种测量方法：自补偿法与外补偿法。自补偿法用于现场带电检测，外补偿法一般用于实验室测量。但它属便携式测量仪器，不具备在线监测功能，不能测量雷电流幅值和雷电冲击次数，没有智能传输接口。 

实用新型内容

本实用新型的目的之一是，提供一种氧化锌避雷器在线监测装置。 

该氧化锌避雷器在线监测装置，包括：电阻片、冲击电流处理电路、泄漏电流处理电路、采集及输出电路； 

所述电阻片的输入端连接氧化锌避雷器，当接收到氧化锌避雷器输入的电流为冲击电流时，电阻片的输出端与冲击电流处理电路相连接，当接收到氧化锌避雷器输入的电流为泄漏电流时，所述电阻片的输出端与泄漏电流处理电路连接； 

所述冲击电流处理电路，包括：整流电路、冲击电流传感器和峰值保持电路；其中，所述整流电路，对电阻片输入的冲击电流进行整流，得到整流电流；所述冲击电流传感器，将所述整流电流转换为冲击电压；所述峰值保持电路，对所述冲击电压进行峰值保持处理，输出第一电压数据； 

所述泄漏电流处理电路，包括：电流电压调整单元，用于将电阻片输入的泄漏电流进行调整转换，输出第二电压数据； 

采集及输出电路，用于采集并在线输出所述第一电压或第二电压数据。 

优选的是，所述的泄漏电流处理电路还包括：滤波电路，用于对所述第二电压数据进行滤波。 

优选的是，所述的采集及输出电路进一步包括： 

采集单元，用于采集所述第一电压或第二电压数据； 

DSP分析单元，用于分析所述第一电压或第二电压数据； 

输出单元，用于输出所述第一电压或第二电压数据。 

优选的是，所述的输出单元包括：蓝牙通讯接口。 

实用新型的目的之一是，提供一种氧化锌避雷器在线监测分析系统。该氧化锌避雷器在线监测分析系统包括： 

上述氧化锌避雷器在线监测装置； 

数据收发装置，接收所述在线监测装置输出的第一电压或第二电压数据，并发送至服务器； 

服务器，分析所述第一电压或第二电压数据。 

优选的是，所述的数据接收及发送装置包括：PDA。 

优选的是，所述服务器进一步包括： 

数据处理单元，将接收的所述第一电压或第二电压数据进行分类； 

比较单元，分别将所述第一电压、第二电压数据与预定值进行比较，输出比较结果； 

显示单元，根据所述比较结果，显示所述第一电压或第二电压数据。 

优选的是，所述服务器进一步包括：状态分析及告警单元，根据所述比较结果，分析氧化锌避雷器的当前工作状态，若所述氧化锌避雷器的工作状态为异常时，发出告警信息。 

优选的是，所述氧化锌避雷器的当前工作状态包括：工作正常、工作异常。 

本实用新型的有益效果在于： 

该装置在现有计数器的基础上，升级研制新型氧化锌避雷器监测装置。除测量雷电冲击次数外，该装置还能测量雷电流幅值、氧化锌避雷器的全电流、阻性电流峰值及有功损耗等多个值，具备存储功能，大大方便了用户更加准确、全面的了解避雷器的泄漏电流情况，及时发现其缺陷以制定最佳的运行和检修方案。 

该装置还提供蓝牙通讯接口，巡检人员可将数据下载至智能终端手持PDA，轻松得到巡检结果，再由PDA上传至后台管理系统，一次性完成巡检数据的填写，大大提高了巡检效率和准确率。 

基于本项目开发的避雷器在线监测装置，构建了一个全新的避雷器在线检测系统模式，如图2所示。依托避雷器在线监测装置、以输变电设备状态检修辅助决策系统平台为依托，研制开发了用于智能巡检的PDA装置，实现巡检过程中在线监测数据的回收与上传，以巡检的方式使在线监测数据作为避雷器状态分析的基础，从而实现避雷器的状态检测。 

该装置是应用最新电子技术研制的智能型装置，在功能上将以上两种装 置合二为一，并且增加了测量雷电流幅值的功能；提供蓝牙数据传输接口，以便智能巡检的实现；可累计存储10次雷电冲击的相关数据。现场施工方面，可代替氧化锌避雷器放电计数器，串联在避雷器下面。该装置灵敏度高，抗干扰能力强。在现场调试简单，维护方便，运行安全。 

基于本项目开发的避雷器在线监测装置，构建了一个全新的避雷器在线检测系统模式。依托避雷器在线监测装置、以输变电设备状态检修辅助决策系统平台为依托，研制开发了用于智能巡检的PDA装置，实现巡检过程中在线监测数据的回收与上传，以巡检的方式使在线监测数据作为避雷器状态分析的基础，从而实现避雷器的状态检测。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为现有的FCZ-II型放电计数器的电路示意图。 

图2为本实用新型的氧化锌避雷器在线监测装置的结构示意图。 

图3为本实用新型的氧化锌避雷器在线监测装置的另一结构示意图。 

图4为本实用新型的氧化锌避雷器在线监测装置的又一结构示意图。 

图5为本实用新型的氧化锌避雷器在线分析系统的结构示意图。 

图6为本实用新型的氧化锌避雷器在线分析系统的另一结构示意图。 

图7为本实用新型的氧化锌避雷器的电流分析处理流程图。 

图8为本实用新型的氧化锌避雷器的冲击电流处理电路的示意图。 

图9为本实用新型的氧化锌避雷器的泄漏电流处理电路的示意图。 

图10为本实用新型的氧化锌避雷器的采样单元的电路示意图。 

图11为本实用新型的氧化锌避雷器的DSP分析单元的电路示意图。 

图12为本实用新型的氧化锌避雷器的输出单元的电路示意图。 

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 

如图2所示，为本实用新型的氧化锌避雷器在线监测装置的结构示意图。该氧化锌避雷器在线监测装置100包括：电阻片101（或者也可称为阀片）、冲击电流处理电路102、泄漏电流处理电路103、采集及输出电路104； 

所述电阻片101的输入端连接氧化锌避雷器，当接收到氧化锌避雷器输入的电流为冲击电流（发生雷击时所产生的电流）时，电阻片101的输出端与冲击电流处理电路103相连接，当接收到氧化锌避雷器输入的电流为泄漏电流时，所述电阻片的输出端与泄漏电流处理电路103连接； 

如图3所示，为本实用新型的氧化锌避雷器在线监测装置的另一结构示意图。如图3所示，所述冲击电流处理102电路，包括：整流电路1021、冲击电流传感器1022和峰值保持电路1023；其中，所述整流电路1021，对电阻片输入的冲击电流进行整流，得到整流电流；所述冲击电流传感器1023，将所述整流电流转换为冲击电压（一般来讲，输入至电流传感器1023的电流为几千安培，而经过电流传感器1023调整转换后得到的冲击电压为几个伏特）；所述电流传感器1023，对所述冲击电压进行峰值保持处理，输出第一电压数据。具体来讲，电流传感器1023是用于将输入信号变化并以最大值保持数秒，得到的第一电压数据是一种稳态的电压，以便后续电路实现采集和计算。 

所述泄漏电流处理电路103，包括：电流电压调整单元1031，用于将电 阻片输入的泄漏电流进行调整转换（将电流数据转换成电压数据），输出第二电压数据；优选的是，所述的泄漏电流处理电路103还可包括：滤波电路1032，用于对所述第二电压数据进行滤波。 

采集及输出电路，用于采集并在线输出所述第一电压或第二电压数据。 

所述的采集及输出电路104进一步包括：采集单元1041、DSP分析单元1042和输出单元1043。其中，采集单元1041，用于采集所述第一电压或第二电压数据；DSP分析单元1042，用于分析所述第一电压或第二电压数据；输出单元1043，用于输出所述第一电压或第二电压数据。 

具体来讲，所述的输出单元1043可以是蓝牙通讯接口。但本实用新型并不以此为限。本领域技术人员可以根据实际需要，采用其他接口。 

如图4所示，氧化锌避雷器200可以是三相氧化锌避雷器（如图4中所示的氧化锌避雷器的A相201、B相202和C相203）。可以将A、B、C三相各10组进行存储，并存储最近10次氧化锌避雷器动作记录，记录数据包括雷电流幅值和累计雷电冲击次数及对应的雷电冲击时间。 

根据上述记载可知：不论是通过避雷器输入至本氧化锌避雷器在线监测装置的电流为冲击电流还是泄漏电流，本氧化锌避雷器在线监测装置均能够采集到，并输出数据。 

如图5所示，本实用新型实施例另提供一种氧化锌避雷器在线分析系统，如上所述的氧化锌避雷器在线监测装置100、数据收发装置301和服务器302。其中，数据收发装置301，接收所述在线监测装置100输出的第一电压或第二电压数据，并发送至服务器302；服务器302，用于分析所述第一电压或第二电压数据。 

具体来讲，所述的数据接收及发送装置可以是PDA，但本实用新型并不以此为限。本领域技术人员可以根据实际需要，采用其他接收装置。 

所述服务器进一步包括：数据处理单元3021、比较单元3022、显示单元3023和状态分析及告警单元3024。 

数据处理单元3021，将接收的所述第一电压或第二电压数据进行分类； 

比较单元3022，分别将所述第一电压、第二电压数据与预定值进行比较，输出比较结果； 

显示单元3023，根据所述比较结果，显示所述第一电压或第二电压数据。该显示单元3023可以是显示器。 

状态分析及告警单元3024，根据所述比较结果，分析氧化锌避雷器的当前工作状态，若所述氧化锌避雷器的工作状态为异常时，发出告警信息。 

所述氧化锌避雷器的当前工作状态包括：工作正常、工作异常。更具体地，还可将工作异常继续细分为：一般异常、严重异常等等。 

由于可以只使用电流信号而不用PT电压信号，因此可以避免相间干扰的影响，同时阻性电流的测量是根据氧化锌避雷器的固有特性并采用补偿原理，所以又在很大程度上可以减轻系统谐波的影响。本项目新型产品在现场使用时将不需从PT取参考信号，只用单相MOA泄漏电流，因此特别适合现场使用，安全、省时、可靠。 

本实用新型的氧化锌避雷器在线监测装置的相关性能指标如下： 

雷电流幅值量程：50A~20kA，精度：±5% 

全电流有效值量程：0~10mA,精度：±0.5% 

全电流峰值量程：0~15mA，精度：±1% 

阻性电流峰值量程：0~10mA，精度：±10% 

功率损耗量程：0~10W/kV，精度：±10% 

雷电冲击次数：0~99次，动作电流大于200A 

温度范围：工作温度-10~50℃。 

图6为本实用新型的氧化锌避雷器在线分析系统的另一结构示意图。服务器302还可与多个客户端（如图中的客户端1、客户端2……客户端N）相连，这样一来，客户端就可接收到来自于服务器的数据。 

图7为本实用新型的氧化锌避雷器的电流分析处理流程图。图7中的各 步骤可以在采集及输出电路104中进行。 

步骤S101，设置采样频率：例如，设置的采样频率为1024个点/秒； 

步骤S102，六通道A/D采样：例如，采用14位AD采样芯片，实现对A、B、C三相的雷电流和全电流共6个通道的采集； 

步骤S103，进行谐波运算：例如：通过加窗等谐波运算过滤掉电磁干扰等信号； 

步骤S104，进行FFT傅立叶变换； 

步骤S105，计算全电流、阻性电流峰值、有功损耗、雷电流幅值和雷电冲击次数； 

步骤S106，查询蓝牙接口连接状态、上传测试数据。例如：通过蓝牙通信模块的传输采用SPP-MASTER串行协议，PDA为通信的主动发起方，采集器为应答方，采用一问一答的方式。故而正常情况下本系统的蓝牙通信模块处于休眠状态，直到PDA唤醒。传输数据格式为ASCII码。 

为了便于理解，现提供具体电路示意图以供参考。如图8所示为本实用新型的氧化锌避雷器的冲击电流处理电路102的示意图。图9为本实用新型的氧化锌避雷器的泄漏电流处理电路103的示意图。图10为本实用新型的氧化锌避雷器的采样单元1041的电路示意图。图11为本实用新型的氧化锌避雷器的DSP分析单元1042的电路示意图。图12为本实用新型的氧化锌避雷器的输出单元（蓝牙通讯接口）的电路示意图。 

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的元器件并不一定是实施本实用新型所必须的。 

本领域技术人员可以理解实施例中的各元器件可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。 

本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了 阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。 

Claims (4)

1.一种氧化锌避雷器在线监测装置，其特征在于，包括：电阻片、冲击电流处理电路、泄漏电流处理电路、采集及输出电路； 

所述电阻片的输入端连接氧化锌避雷器，当接收到氧化锌避雷器输入的电流为冲击电流时，电阻片的输出端与冲击电流处理电路相连接，当接收到氧化锌避雷器输入的电流为泄漏电流时，所述电阻片的输出端与泄漏电流处理电路连接； 

所述冲击电流处理电路，包括：整流电路、冲击电流传感器和峰值保持电路；其中，所述整流电路，对电阻片输入的冲击电流进行整流，得到整流电流；所述冲击电流传感器，将所述整流电流转换为冲击电压；所述峰值保持电路，对所述冲击电压进行峰值保持处理，输出第一电压数据； 

所述泄漏电流处理电路，包括：电流电压调整单元，用于将电阻片输入的泄漏电流进行调整转换，输出第二电压数据； 

采集及输出电路，用于采集并在线输出所述第一电压或第二电压数据。 

2.如权利要求1所述的氧化锌避雷器在线监测装置，其特征在于，所述的泄漏电流处理电路还包括： 

滤波电路，用于对所述第二电压数据进行滤波。 

3.如权利要求1所述的氧化锌避雷器在线监测装置，其特征在于，所述的采集及输出电路进一步包括： 

采集单元，用于采集所述第一电压或第二电压数据； 

DSP分析单元，用于分析所述第一电压或第二电压数据； 

输出单元，用于输出所述第一电压或第二电压数据。 

4.如权利要求1所述的氧化锌避雷器在线监测装置，其特征在于，所述的输出单元包括：蓝牙通讯接口。 

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