CN204287331U - 避雷器无线监测传感器 - Google Patents
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Abstract
一种避雷器无线监测传感器，它包括电流互感器、运算放大器、AD转换器、MCU、雷击计数器、显示屏、无线通信模块和太阳能电池，所述电流互感器设置在避雷器的接地回路中，电流互感器依次串联运算放大器和AD转换器后与MCU的数据输入端相连；所述雷击计数器设置在避雷器的接地回路中，输出端与MCU的数据输入端相连；所述显示屏与MCU的数据输出端相连，所述无线通信模块与MCU的双向数据端相连；所述太阳能电池分别与运算放大器、AD转换器、MCU和雷击计数器连接。本实用新型通过无线网络技术与避雷器状态监测传感器的结合应用，避免了将雷电流引入控制室的风险，消除了避雷器在线监测设备在过电压运行状态存在的安全隐患。
Description
技术领域
本实用新型涉及避雷器技术领域，具体地说是一种避雷器无线监测传感器。
背景技术
根据国网公司要求，现阶段智能变电站一次设备由“常规一次设备本体+传感器+智能组件”组成，包括彼此间的连接电（光）缆，本体加装传感器的机械和电气接口应不影响一次设备正常运行。220kV及以上电压等级避雷器宜配置泄漏电流和动作次数监测，传感器应采用穿芯式，且其安装应不延长避雷器的接地线长度、不降低避雷器接地线的通流能力，需要设置独立的IED设备。
指针式避雷器在线监测仪是变电站普遍使用的在线监测设备，但是随着智能变电站的全面建设，指针式避雷器的不足也越来越明显：其一、全电流法的测量方式虽然简单明了，但是还是不能准确反应避雷器的工作状态；其二、没有网络连接，无法进行数据传输，因此无法对避雷器进行实时在线监测和数据共享；其三、需要操作人员定时去变电站现场巡检，如果巡检间隔比较长，事故将不容易被监测到。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种避雷器无线监测传感器，其不仅测量精确，而且能够通过无线网络将监测数据发送给IED设备实现在线监测。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：避雷器无线监测传感器，其特征是：包括电流互感器、运算放大器、AD转换器、MCU、雷击计数器、显示屏、无线通信模块和太阳能电池，所述电流互感器设置在避雷器的接地回路中，电流互感器依次串联运算放大器和AD转换器后与MCU的数据输入端相连；所述雷击计数器设置在避雷器的接地回路中，输出端与MCU的数据输入端相连；所述显示屏与MCU的数据输出端相连，所述无线通信模块与MCU的双向数据端相连；所述太阳能电池分别与运算放大器、AD转换器、MCU和雷击计数器连接。
优选地，所述MCU包括MSP430F1222芯片。
优选地，所述运算放大器为AMP04放大器。
优选地，所述AD转换器包括AD7865 高速A/D 转换芯片。
优选地，所述电流互感器为罗氏电流互感器。
优选地，所述雷击计数器为数码管式计数器。
优选地，所述无线通信模块为2.4GHz无线传输模块。
本实用新型的有益效果是：本实用新型可以将采集的数据通过无线网络传输给IED设备进行在线监测避雷器的全电流、阻性电流，从而分析和判断避雷器的运行状况。本实用新型通过无线网络技术与避雷器状态监测传感器的结合应用，避免了将雷电流引入控制室的风险，消除了避雷器在线监测设备在过电压运行状态存在的安全隐患。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的一应用结构示意图。
具体实施方式
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。
如图1所示，本实用新型的一种避雷器无线监测传感器，它包括电流互感器、运算放大器、AD转换器、MCU、雷击计数器、显示屏、无线通信模块和太阳能电池，所述电流互感器设置在避雷器的接地回路中，所述电流互感器依次串联运算放大器和AD转换器后与MCU的数据输入端相连；所述雷击计数器设置在避雷器的接地回路中，输出端与MCU的数据输入端相连；所述显示屏与MCU的数据输出端相连，所述无线通信模块与MCU的双向数据端相连；所述太阳能电池分别与运算放大器、AD转换器、MCU和雷击计数器连接，用以为其提供工作电压。所述MCU采用MSP430F1222芯片，所述运算放大器采用AMP04放大器，所述AD转换器采用AD7865 高速A/D 转换芯片，所述电流互感器优选采用罗氏电流互感器，所述雷击计数器采用数码管式计数器，所述无线通信模块采用2.4GHz无线传输模块。
本实用新型通过设置在避雷器的接地回路中电流互感器对避雷器泄漏电流进行采样，采样后的数据经AMP04放大器进行放大调理之后发送给AD7865 高速A/D 转换芯片，AD7865 高速A/D 转换芯片进行模数转换后发送给MSP430F1222芯片，雷击计数器的环绕电感线圈设置在避雷器的接地回路中，将累计信号发送给MSP430F1222芯片，MSP430F1222芯片将采集的数据通过2.4GHz无线传输模块发送给避雷器监测IED设备，再由避雷器监测IED设备作后续处理。
本实用新型的MCU采用低功耗处理器MSP430，以满足低功耗太阳能电池供电的要求。该处理器的功耗很低，系统正常工作时，其功耗在280μA～350μA，在休眠模式时，功耗在3.5μA～5.5μA。无线通信采用2.4GHz无线传输模块向避雷器绝缘监测IED传输数据，无线传输模块具有三种功率模式：1）发送模式、2）接收模式、3）休眠模式，三种模式的功耗分别为＜120mA、＜41mA、＜60μA。数据传输时，无线传输模块处于高功耗的发送或接收模式，而不需要数据传输时，处于休眠模式，大大降低了传感器功耗。
本实用新型采用2.4GHz无线传输模块实现现场测量数据的远传功能，将数据传输给避雷器监测IED设备，通过对避雷器的泄漏电流和动作次数等参数进行实时不间断的监测来反映避雷器性能和过电压限制情况，保证了实时对避雷器的运行参数进行监测、记录、传递和判断；通过无线网络技术与避雷器状态监测传感器的结合应用，避免了将雷电流引入控制室的风险，消除了避雷器在线监测设备在过电压运行状态存在的安全隐患。
图2为本实用新型的一应用结构示意图。如图2所示，本实用新型采用的是星型网络拓扑结构，由监测IED和多个传感器组成。监测IED是命令下发的起始设备、数据接收的终端设备，是整个网络的主要控制器。所有设备都有唯一的64位长地址码，该地址码可以在监测IED中用于直接通信，或者当设备发起连接时，可以将其转变为16位的短地址码分配给监测IED，因此，在设备发起连接时，应采用64位的长地址码，只有在连接成功后，系统分配了监测IED的标识符后，才能采用16位的短地址进行连接，因此，短地址吗是一个相对地址码，长地址码是一个绝对地址码。本实用新型可实现变电站内避雷器泄露电流，阻性电流和雷击次数等数据的在线监测，采用无线网络进行数据传输，并通过避雷器绝缘监测IED设备以IEC61850标准协议向站控层服务器（信息一体化平台）发送数据。
以上所述只是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.避雷器无线监测传感器，其特征是：包括电流互感器、运算放大器、AD转换器、MCU、雷击计数器、显示屏、无线通信模块和太阳能电池，所述电流互感器设置在避雷器的接地回路中，电流互感器依次串联运算放大器和AD转换器后与MCU的数据输入端相连；所述雷击计数器设置在避雷器的接地回路中，输出端与MCU的数据输入端相连；所述显示屏与MCU的数据输出端相连，所述无线通信模块与MCU的双向数据端相连；所述太阳能电池分别与运算放大器、AD转换器、MCU和雷击计数器连接；所述电流互感器为罗氏电流互感器，所述无线通信模块为2.4GHz无线传输模块。
2.根据权利要求1所述的避雷器无线监测传感器，其特征是：所述MCU包括MSP430F1222芯片。
3.根据权利要求1所述的避雷器无线监测传感器，其特征是：所述运算放大器为AMP04放大器。
4.根据权利要求1所述的避雷器无线监测传感器，其特征是：所述AD转换器包括AD7865 高速A/D 转换芯片。
5.根据权利要求1所述的避雷器无线监测传感器，其特征是：所述雷击计数器为数码管式计数器。
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