CN203084097U

CN203084097U - 一种氧化锌避雷器状态在线监测装置

Info

Publication number: CN203084097U
Application number: CN 201220698490
Authority: CN
Inventors: 吴东; 李滨; 侯丽珍; 刘洪国; 郑建
Original assignee: BEIJING GUANGYAO ELECTRICITY AUTOMATION CO LTD
Current assignee: Beijing Guangyao Power Technology Co ltd
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2022-12-17

Abstract

一种氧化锌避雷器状态在线监测装置，包括电流信号采集模块，嵌入式系统板卡，PT二次三相电压端子，母线电压采集模块，数据处理模块，后台工作站，显示器和数据线。电流信号采集模块中的微电流传感器串联连接在接地导线与避雷器接地点之间，输出端与信号处理单元输入端连接，母线电压采集模块中的微电流传感器输入端经电压信号采样保护器分别与PT二次三相电压端子相连接，输出端经另一组AD转换与信号处理单元输入端连接，信号处理单元的输出端与嵌入式系统板卡连接，数据线分别连接嵌入式系统板卡和后台工作站。

Description

一种氧化锌避雷器状态在线监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种电力高压设备在线监测类装置，具体的说是一种对高压氧化锌（MOA）避雷器的绝缘和运行状态进行实时在线监测的装置。

背景技术

高压氧化锌避雷器的故障多数是由于绝缘失效和老化造成的，而现有的避雷器检修及绝缘预防性试验方法存在以下不足：a.试验条件和运行条件有差别，离线试验不能完全反映设备在运行条件下的绝缘状况。b.绝缘故障虽有发生和形成过程，但发展速度大不相同，突发性故障在超高压设备事故中占有相当大的比重。c.定期维修和绝缘预防性试验均需停电离线进行，试验时间长，工作量大，还可能造成设备损害。

氧化锌避雷器的绝缘可以被等效成若干电容串联的电气设备。因氧化锌避雷器无串联间隙，在运行中长期直接承受电力系统运行电压的作用，阀片将逐渐产生劣化；因结构不良导致密封不严，使阀片在运行中容易受潮；阀片受潮后泄漏电流增大又会加剧劣化，从而进一步导致泄漏电流增大，泄漏电流中的阻性分量使阀片温度上升，产生有功损耗，形成热崩溃，严重时将导致氧化锌避雷器损坏或爆炸。

目前尚没有可以实用的氧化锌避雷器在线监测装置对其进行实时在线监测，因而不能有效预知和预防避雷器绝缘缺陷，保障电力设备安全和可靠运行。由于避雷器是限制电力系统过电压的重要设备，有效预防和控制氧化锌避雷器事故的发生，实现科学合理的安排检修时间和制定检修方案，减少氧化锌避雷器的停电预防性试验的时间和次数，提高避雷器的运行可靠性已经成为保障电力设备安全运行的迫切问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种氧化锌避雷器在线监测装置，该装置可以在线实时检测高压氧化锌避雷器的运行状态，实现对高压氧化锌避雷器运行状态的准确把握，判断设备的异常，预知设备的故障，指导检修工作。

本实用新型是这样实现的：

一种氧化锌避雷器状态在线监测装置,包括电流信号采集模块（1），嵌入式系统板卡（3），PT二次三相电压端子（4），母线电压采集模块(5)，数据处理模块（6），后台工作站（7），显示器（8），数据线（9），其中电流信号采集模块（1）中的三个微电流传感器串联连接在三相接地导线A1、B1、C1与避雷器接地点之间，微电流传感器输出端连接数据处理模块（6）中的AD转换输入端，输出端与信号处理单元输入端连接，母线电压采集模块(5)中的三个微电流传感器输入端经电压信号采样保护器分别与PT二次三相电压端子（4）的A2、B2、C2相连接，输出端连接数据处理模块（6）中的另一组AD转换输入端，另一组AD转换输出端与信号处理单元输入端连接，信号处理单元的输出端与嵌入式系统板卡（3）的输入端连接，数据线（9）分别连接嵌入式系统板卡（3）和后台工作站（7）的RS485接口，显示器（8）与嵌入式系统板卡（3）的显示接口连接。

2、本实用新型的一种较佳的实施方案,所述的氧化锌避雷器状态在线监测装置中，所述微电流传感器采用穿芯式微电流传感器。

3、本实用新型的又一种较佳的实施方案，其中增加了放电次数采集模块（2），放电次数采集模块（2）的输出端连接信号处理单元的输入端。

4、本实用新型的又一种较佳的实施方案，所述的氧化锌避雷器状态在线监测装置中，所述数据处理模块（6）中采用光电隔离电路，串联连接在两组AD转换的输出端与信号处理单元的输入端之间。

5、本实用新型的又一种较佳的实施方案，其中所述的嵌入式板卡（3）采用32位windows系统进行数据处理，数据线（9）分别连接嵌入式系统板卡（3）和后台工作站（7）的以太网接口。

本实用新型的优点和效果是：

1、解决了在运行工况下氧化锌避雷器的绝缘水平无统计的法测量和避雷器击穿次数问题，

2、可以对阻性电流，容性电流和总泄露电流进行全面连续的监测与采集，对避雷器击穿频率和次数进行实时监测和统计，实时掌握避雷器工作的全面状态；

3、可以对氧化锌避雷器绝缘问题及时做出判断，帮助电力检修运行人员预防和消除这些异常和故障状态。对氧化锌避雷器的维护提供进行必要的指导建议，提高氧化锌避雷器运行安全性、可靠性和有效性；

4、提供灵活的数据提供方式：开关报警量输出、远程通讯，更好的适应用户需求；

5、装置体积小、安装方便；

6、抗干扰能力好，在复杂电磁环境下测量精度不受影响；

7、过载能力强，信号采集单元可以耐受长时100A电流。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1是氧化锌避雷器状态在线监测装置结构图。

图中（1）电流信号采样模块，（2）放电次数采集模块，（3）嵌入式板卡（CPU），（4）PT二次三相电压端子，（5）母线电压采样模块，（6）数据处理模块，（7）后台工作站，(8)显示器，(9)数据线

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，结合实施案例，对高压氧化锌避雷器在线监测装置进行进一步的说明，不是限定性的，不以下述实施案例来限定本实用专利的保护范围。

实施例

本实用新型提出一种高压氧化锌避雷器在线监测装置，该装置通过获取避雷器的绝缘接地点的阻性电流，容性电流和总泄露电流进行全面连续的监测与采集，并对避雷器击穿的频率和次数进行监测和统计。该装置包含避雷器末屏电流传感器，放电次数采集模块、电流信号采集模块、母线电压采集模块、信号处理模块、嵌入式系统板卡（Window系统），后台工作站。

放电次数采集模块：获取避雷器历史放电次数。其特征是，利用氧化锌避雷器放电时产生的浪涌脉冲电流，使储能电容产生充电，而后电容再对计数器的电感线圈放电，使开关器件继电器动作，接到放电次数采集模块里的计数电路，并进行信号处理后进行导通次数的统计。

电流信号采集模块：获取避雷器接地点处全电流信号。传感器采用穿芯式设计，穿芯式微电流传感器可以测量0.1mA的微弱电流信号，不改变原有接地结构，对所监测氧化锌避雷器接地点的泄露的全电流信号进行采集。

母线电压采集模块：对所监测避雷器的母线电压进行采集分析。其特征是通过电压信号采集模块的信号取样保护器和穿芯式零磁通电流传感器获取母线电压的实时信号；通过此模块可得到所监测避雷器对应的母线电压矢量值，由电压互感器(PT)二次侧获取。此模块包括信号取样保护器，在信号取样保护器内专门做一组带熔断保护的PT二次信号取样端子，用一电压隔离器经同轴信号电缆进行保护取样。

信号处理模块：通过光电隔离电路、信号调整、高速A/D采样模块、信号处理模块对采集的避雷器全电流信号和电压信号进行处理。

嵌入式系统板卡（Window系统）：进行采集数据的处理和计算，并实现以太网通讯功能。其特征是，通过板卡内的Windows系统平台，预安装监测软件，进行电流和电压信号分析计算，得到阻性电流，容性电流和总泄露电流值，并监测和统计避雷器的放电次数。并通过以太网口进行协议数据传输。

高压氧化锌避雷器在线监测装置采用以太网传输技术，高压氧化锌避雷器在线监测系统由后台工作站和若干个现地信号处理单元构成，其结构框图如图1所示。

信号处理单元和嵌入式板卡：安装在变电站被监测设备的运行现场，种类及数量可根据监测要求确定。目前可提供的本地测量单元可对避雷器的阻性电流、容性电流及全电流等绝缘参数进行监测；对避雷器击穿次数进行计数和统计。并以通讯方式，通过以太网监测数据以数字形式传送到后台工作站。

后台工作站：安装在变电站控制室或监测设备现场，每台后台工作站提供的通讯总线上最多可挂载128多个避雷器在线监测装置。能够通过总线控制各个避雷器在线监测装置的工作状态，读取测量数据及异常信息，获得反映设备绝缘状态的特征参量，并按照下列方式保存各个设备的监测数据，能够对监测数据进行分析判断，自动筛选出绝缘参数异常的电气设备，及时发出状态预警信号，同时提供包括参数变化趋势图在内的相关信息，以便管理人员作出更为精确的诊断。

本实用新型实现在确保氧化锌避雷器安全可靠运行的前提下，合理安排检修计划，有效的避免失修过修情况的发生；减少氧化锌避雷器的设备维护的成本，提高工作效率；减少系统停电时间,增加供电量和供电可靠性；降低事故发生的概率，显著提高输变电公司的企业效益。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种氧化锌避雷器状态在线监测装置,包括电流信号采集模块（1），嵌入式系统板卡（3），PT二次三相电压端子（4），母线电压采集模块(5)，数据处理模块（6），后台工作站（7），显示器（8），数据线（9），其特征是电流信号采集模块（1）中的三个微电流传感器串联连接在三相接地导线A1、B1、C1与避雷器接地点之间，微电流传感器输出端连接数据处理模块（6）中的AD转换输入端，输出端与信号处理单元输入端连接，母线电压采集模块(5)中的三个微电流传感器输入端经电压信号采样保护器分别与PT二次三相电压端子（4）的A2、B2、C2相连接，输出端连接数据处理模块（6）中的另一组AD转换输入端，另一组AD转换输出端与信号处理单元输入端连接，信号处理单元的输出端与嵌入式系统板卡（3）的输入端连接，数据线（9）分别连接嵌入式系统板卡（3）和后台工作站（7）的RS485接口，显示器（8）与嵌入式系统板卡（3）的显示接口连接。

2.根据权利要求1所述的氧化锌避雷器状态在线监测装置，其特征在于所述微电流传感器采用穿芯式微电流传感器。

3.根据权利要求1所述的氧化锌避雷器状态在线监测装置，其特征在于增加了放电次数采集模块（2），放电次数采集模块的输出端连接信号处理单元的输入端。

4.根据权利要求1所述的氧化锌避雷器状态在线监测装置，其特征在于数据处理模块（6）中采用光电隔离电路，串联连接在两组AD转换的输出端与信号处理单元的输入端之间。

5.根据权利要求1所述的氧化锌避雷器状态在线监测装置，其特征在于所述的嵌入式板卡（3）采用32位windows系统进行数据处理，数据线（9）分别连接嵌入式系统板卡（3）和后台工作站（7）的以太网接口。