CN203632360U - 无线网络避雷器智能监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是无线网络避雷器智能监测系统，其结构包括避雷器、霍尔传感器、高分辨率数字式CCD摄像头、电流互感器、模数转换电路、高分辨率数字式CCD摄像头、温湿度传感器、主控芯片、LCD液晶显示模块、GSM数据发射模块、无线终端。优点：1）动作电流范围广结合我国电网自身的特点，能在小的故障电流(50mA)下最短时间内脱离；2）避雷器损坏后，脱离器首先动作，接地线落下，故障避雷器有了明显的标志，监控摄像头拍照上传，便于查找故障；3）耐电磁干扰、耐噪声影响、耐高温和低温；4）摄像头像素高，拍摄清晰，内容逼真，反应速度快；5）安装便捷、维护简单、成本较低、实用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是无线网络避雷器智能监测系统，对避雷器的脱离器的无线网络实时图像监控，用来与电网配电避雷器共同使用。当避雷器出现劣化现象时，该脱离器迅速脱离，使避雷器退出输电系统，这时无线上传网络监控系统响应并做出相应的报警，通过手机终端的方式进行短信和彩信图像报警，属于无线网络监控技术领域。
背景技术
在国外，如欧美、日本、东南亚等国家地区，在电网中运行的配电型、电站型及线路型避雷器均已普遍配套使用了脱离器。国内在发电厂、铁路、民航、通讯及其他一些重要的供电场所，也已逐步推广使用脱离器。而对脱离器的实时监控、实时监测的需求更是迫切。现阶段国内使用的脱离器监控设备比较贫乏，尤其对于基于无线网络的实时图像监控更是一片空白。对于监控热熔式脱离器，它通过焊锡（或熔丝）和弹簧配合利用电阻片发热使焊锡熔化和弹簧的弹力实现故障避雷器与线路的脱离。这时候无线设备图像监控拟补了这种脱离器自身的缺点，首先其内部结构不能完全密封，在长期运行条件下和较潮湿环境中，很容易造成电阻片受潮、弹簧和其他金属零件锈蚀，造成脱离作用完全失效，极易出现误动作，而图像监测能够有效的进行误动作的判定，及时做出相应的措施处理，能够为维修人员赢得有效时间。其次当系统两相或三相避雷器同时发生故障，形成相间短路时，出现较大的短路电流，需要脱离器迅速动作实现故障避雷器与线路的脱离，以免事故扩大和断路器跳闸导致停电事故的发生，这时热熔式脱离器由于自身结构原理的缺陷是不能迅速脱离的。而无线网络图像监控设备有个电流实时采样电路，能够实时的进行实际电路监测，准确无误，没有延迟（延迟在几十纳秒之内，在国家允许的范围内可以忽略），有效的应对了这种避雷器的几大缺点。
对于另一种为热爆式脱离器的无线网络实时监控。由于国外大多数国家的配电网系统均属小电阻接地或直接接地系统，单相接地故障电流均在20A以上，因此，该型热爆式脱离器从原理设计上只考虑出现较大故障电流（>20A）的动作特性和安秒特性。其安秒特性曲线均从20A开始，也就是说当流过避雷器的故障电流达到20A时，脱离器才动作，因此若仅仅简单仿制国外热爆式脱离器则对我国电力系统并不适用。并且也不适合智能网络上传监测的条件。
目前，国家对于监测系统多采用“路段”后台分析，就是一旦线路出现故障，大都采用地毯式的搜索，直到发现问题截止。而无线网络图像上传技术，无论管理和维护人员在什么位置，一旦设备出现故障，会在第一时间通过网络发送到相应的手机上，并且附带设备现场图片，准确，实时，定点精确，效率非常高。
发明内容
本实用新型提出的是一种无线网络避雷器智能监测系统，其目的旨在满足我国电力系统使用要求的基于无线网络的智能监测，迅速对脱离的热爆式脱离器进行现场参数和图像监测，达到报警和上传的效果。
本实用新型的技术解决方案：无线网络避雷器智能监测系统，其结构是包括避雷器、霍尔传感器、电流互感器、高分辨率数字式CCD摄像头、模数转换电路、主控芯片、GSM数据发射模块、温湿度传感器、LCD液晶显示模块，其中避雷器的第一信号输出端连接霍尔传感器的信号输入端，避雷器的第二信号输出端连接高分辨率数字式CCD摄像头的信号输入端，避雷器的第二信号输出端连接电流互感器的信号输入端，霍尔传感器的信号输出端连接模数转换电路的第一信号输入端，高分辨率数字式CCD摄像头信号输出端连接模数转换电路的第二信号输入端，电流互感器信号输出端连接模数转换电路的第三信号输入端，模数转换电路的第四信号输入端连接温湿度传感器的信号输出端，模数转换电路的第一信号输出端连接主控芯片的信号输入端，主控芯片的第一信号输出端连接LCD液晶显示模块，主控芯片的第二信号输出端连接GSM数据发射模块的信号输入端，GSM数据发射模块的信号输出端连接无线终端。
本实用新型的优点：1）动作电流范围广结合我国电网自身的特点，能在小的故障电流(50mA)下最短时间内脱离；2）避雷器损坏后，脱离器首先动作，接地线落下，故障避雷器有了明显的标志，监控摄像头拍照上传，便于查找故障；3）耐电磁干扰、耐噪声影响、耐高温和低温；4）摄像头像素高，拍摄清晰，内容逼真，反应速度快；5）安装便捷、维护简单、成本较低、实用性强。
附图说明
附图1无线网络避雷器智能监测系统的结构示意图。
附图2是基于无线网络智能监控的流程图。
具体实施方式
对照图1，无线网络避雷器智能监测系统，其结构包括避雷器、霍尔传感器（主芯片型号为AH201）、电流互感器（主要参数型号为50A/2.5V）、高分辨率数字式CCD摄像头（型号主芯片为VIMICRO-VC0706）、模数转换电路（主芯片型号为PCF8591）、主控芯片（型号为STC89C58、STC12C5A32S2）、GSM数据发射模块（型号为SIM300）、温湿度传感器（主芯片型号为DHT11）、LCD液晶显示模块（主芯片型号为LCD12864）其中避雷器的第一信号输出端连接霍尔传感器的信号输入端，避雷器的第二信号输出端连接高分辨率数字式CCD摄像头的信号输入端，避雷器的第二信号输出端连接电流互感器的信号输入端，霍尔传感器的信号输出端连接模数转换电路的第一信号输入端，高分辨率数字式CCD摄像头信号输出端连接模数转换电路的第二信号输入端，电流互感器信号输出端连接模数转换电路的第三信号输入端，模数转换电路的第四信号输入端连接温湿度传感器的信号输出端，模数转换电路的第一信号输出端连接主控芯片的信号输入端，主控芯片的第一信号输出端连接LCD液晶显示模块，主控芯片的第二信号输出端连接GSM数据发射模块的信号输入端，GSM数据发射模块的信号输出端连接无线终端。
所述的避雷器脱离器采用热爆原理，当避雷器的故障电流通过脱离器并达到一定值时，速热电阻片加热，迅速引爆空爆管，将上电极与壳体及下电极迅速分离，实现避雷器与接触点的瞬间脱离，而且其脱离时间随着故障电流的增大而逐渐缩短，最主要的是其结构实现了工频故障电流和冲击电流的分流，降低了动作起始电流，提高了耐冲击电流能力，避免了误动作。
无线网络避雷器智能监测系统与避雷器共同工作，辅助避雷器更更好的完成避雷工作，让设备在一定范围内降低雷击造成的损失。一旦避雷器遭受到雷击等事故，发生隐患，无线上传智能监控装置会立马进行现场报警、网络报警以及数据图像上传，通过手机客户终端及时提醒相关工作人员进行设备维护和设备更新，让故障的避雷器退出运行，让工作电路恢复正常状态。
无线上传智能监控装置，工作方式简单，操作简便，一次性维护，长时间不需要二次维护（需要定期检查、备案）。其通过GSM无线传输将现场的异常有效信息传送到用户手机终端，这样用户可以可进行实时不间断监控。该监控设备应用范围广，在避雷器线路中可以进行无人不间断性监控;在重要设备室可以对设备安全进行监控。该系统可以进行实时监控并且可以远距离传输，通过对避雷器电流的采样监控，系统会在第一时间内做出响应。
使用时，作为监测脱落式避雷器故障和监测故障现场情况的特殊无线上传设备，与脱落式避雷器一同使用，用于对脱落式避雷器和一般线路型避雷器（包括保护电缆和电站型悬挂安装）的有效数据进行及时“反馈”。其目的是当脱落式避雷器出现异常，发生故障时，一旦脱落式避雷器有任何动作，利用工频短路电流，监测电流异常变化，经过采样处理、模数转化、数字化处理等，及时驱动摄像头进行现场拍照并声光报警，并且通过GPRS上传到无线网络，进而以短信和彩信的方式发送到手机终端。而手机是当今社会必备的联络方式之一，这样会很方便相关专业人员进行及时故障排查和处理，防止事故进一步扩大，并给出故障避雷器以可见性图像识别，使得维护人员及时对故障点进行维护和更换。而在脱落式避雷器处于正常工作状态时，脱离器不动作并呈低阻抗(与避雷器相比)，不影响系统原工作状态和避雷器的保护特性，保证不间断供电，所以避雷器无线上传技术和脱落式避雷器构成了有机的整体，相互依存，不可分割。脱落式避雷器是主体，是电流、电压信号采样的来源，而避雷器无线上传技术是对脱落式避雷器能正常工作，以及工作模式状态的及时“上报”，达到完美结合，大大提高脱落式避雷器的工作效率，最大程度上的减少因雷击发生造成避雷器损坏而导致人员伤亡和设备损失。
A、动作电流范围广结合我国电网自身的特点，能在小的故障电流(50mA)下最短时间内脱离。
B、避雷器损坏后，脱离器首先动作，接地线落下，故障避雷器有了明显的标志，监控摄像头拍照上传，便于查找故障。
C、耐电磁干扰、耐噪声影响、耐高温和低温。
D、摄像头像素高，拍摄清晰，内容逼真，反应速度快。
E、安装便捷、维护简单、成本较低、实用性强。
Claims (1)
1.无线网络避雷器智能监测系统，其特征是：无线网络避雷器智能监测系统，其结构是包括避雷器、霍尔传感器、电流互感器、高分辨率数字式CCD摄像头、模数转换电路、主控芯片、GSM数据发射模块、温湿度传感器、LCD液晶显示模块，其中避雷器的第一信号输出端连接霍尔传感器的信号输入端，避雷器的第二信号输出端连接高分辨率数字式CCD摄像头的信号输入端，避雷器的第二信号输出端连接电流互感器的信号输入端，霍尔传感器的信号输出端连接模数转换电路的第一信号输入端，高分辨率数字式CCD摄像头信号输出端连接模数转换电路的第二信号输入端，电流互感器信号输出端连接模数转换电路的第三信号输入端，模数转换电路的第四信号输入端连接温湿度传感器的信号输出端，模数转换电路的第一信号输出端连接主控芯片的信号输入端，主控芯片的第一信号输出端连接LCD液晶显示模块，主控芯片的第二信号输出端连接GSM数据发射模块的信号输入端，GSM数据发射模块的信号输出端连接无线终端。
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