CN208140817U - 一种避雷器在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种避雷器在线监测系统，包括：安装在避雷器处的环境参数传感器，用于获取避雷器处的环境参数信号；与避雷器的接地回路耦合的电流传感器，用于获取避雷器的泄露电流信号；分别与环境参数传感器和电流传感器相连的信号发送电路，用于将环境参数信号和泄漏电流信号发送至控制器；与信号发送电路相连的控制器，用于调用预设数据库，根据预设数据库确定与环境参数信号对应的泄露电流阈值，并在泄漏电流信号大于泄漏电流阈值时，向报警器发送警示指令；与控制器相连的报警器，用于根据警示指令进行示警。本申请利用不同环境条件下对避雷器性能的区别检测，可有效避免环境因素对测量结果的影响，降低误报率，提高监测结果的准确率。

Description

一种避雷器在线监测系统

技术领域

本申请涉及电气设备技术领域，特别涉及一种避雷器在线监测系统。

背景技术

避雷器是一种用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流时间(也常限制续流幅值)的常用电器。

避雷器一般由氧化锌阀片叠装而成，并利用氧化锌阀片的优异非线性特性实现对电气设备的保护：在电网的正常运行电压下，氧化锌阀片的电阻值很大，相当于断路；而一旦供电线路因雷电侵入或操作不当导致过电压时，氧化锌阀片的工作电压将大于其动作电压，使得氧化锌阀片的电阻值瞬间变得很小，相当于短路，令过电压能量通过避雷器所在支路得以释放，从而避免电气设备受到侵害；而当工作电压下降至动作电压以下后，氧化锌阀片又会恢复至“断路”状态。

由于良好的非线性特性是避雷器正常工作的基础，因此在实际应用中，需要经常对避雷器进行状态检测，以便及时发现进水受潮、脏污劣化、瓷质裂纹、硅橡胶损伤等影响其非线性特性的问题。现有技术中，一些避雷器状态检测产品通过对避雷器的泄露电流进行在线检测而得到避雷器状态优劣的结论。但是，这些产品由于并没有结合环境条件对避雷器当前状态进行综合检测，因而检测结果的精确度有待提高。

可见，采用何种避雷器在线监测技术以便有效提高监测结果的准确度，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种避雷器在线监测系统，以便有效地提高监测结果的准确度。

为解决上述技术问题，本申请提供一种避雷器在线监测系统，包括：

安装在避雷器处的环境参数传感器：用于获取所述避雷器处的环境参数信号；

与所述避雷器的接地回路耦合的电流传感器：用于获取所述避雷器的泄露电流信号；

分别与所述环境参数传感器和所述电流传感器相连的信号发送电路：用于将所述环境参数信号和所述泄漏电流信号发送至控制器；

与所述信号发送电路相连的所述控制器：用于调用预设数据库，根据所述预设数据库确定与所述环境参数信号对应的泄露电流阈值，并在所述泄漏电流信号大于所述泄漏电流阈值时，向报警器发送警示指令；

与所述控制器相连的所述报警器：用于根据所述警示指令进行示警。

可选地，所述环境参数传感器、所述电流传感器和所述信号发送电路的数目均与所述避雷器的数目相同，各个所述避雷器均有对应的所述环境参数传感器、所述电流传感器和所述信号发送电路；

所述控制器具体用于：

根据所述预设数据库分别确定与各个避雷器处的所述环境参数信号对应的所述泄露电流阈值，并在所述避雷器的所述泄漏电流信号大于对应的所述泄漏电流阈值时，向所述报警器发送对应的所述警示指令，所述警示指令包括所述避雷器的识别信息。

可选地，所述信号发送电路为无线信号发送电路，具体用于将所述环境参数信号和所述泄漏电流信号以无线信号的形式发送至所述控制器。

可选地，当所述避雷器的接地回路中不存在压敏电阻时，所述电流传感器为电流互感器。

可选地，当所述避雷器的接地回路中存在压敏电阻时，所述电流传感器为电阻式电流传感器。

可选地，还包括与所述控制器相连的电压传感器；所述电压传感器用于检测所述避雷器的工作电压信号，并发送至所述控制器；

所述控制器具体用于：

根据所述泄漏电流信号和所述工作电压信号，计算所述避雷器的阻性电流信号；调用所述预设数据库，根据所述预设数据库确定与所述环境参数信号对应的阻性电流阈值；并在所述泄漏电流信号大于所述泄漏电流阈值且所述阻性电流信号大于所述阻性电流阈值时，向所述报警器发送所述警示指令。

可选地，所述环境参数传感器包括以下任意一种或者任意组合：

温度传感器、湿度传感器、PH值传感器。

可选地，所述报警器包括以下任意一种或者任意组合：

指示灯报警器、声音报警器、图像报警器。

可选地，还包括：

与所述控制器相连的显示器：用于显示和存储所述环境参数信号、所述泄漏电流信号、所述阻性电流信号和所述警示指令。

本申请所提供的避雷器在线监测系统包括：安装在避雷器处的环境参数传感器，用于获取所述避雷器处的环境参数信号；与所述避雷器的接地回路耦合的电流传感器，用于获取所述避雷器的泄露电流信号；分别与所述环境参数传感器和所述电流传感器相连的信号发送电路，用于将所述环境参数信号和所述泄漏电流信号发送至控制器；与所述信号发送电路相连的所述控制器，用于调用预设数据库，根据所述预设数据库确定与所述环境参数信号对应的泄露电流阈值，并在所述泄漏电流信号大于所述泄漏电流阈值时，向报警器发送警示指令；与所述控制器相连的所述报警器，用于根据所述警示指令进行示警。

可见，本申请所提供的避雷器在线监测系统，通过在避雷器处设置安装环境参数传感器，可对避雷器处的环境参数信号进行检测，从而由控制器结合环境参数信号对避雷器的性能进行精确检测。本申请所提供的避雷器在线监测系统，利用不同环境条件下对避雷器性能的区别检测，可有效避免环境因素对测量结果的影响，降低误报率，进而提高监测结果的准确率。

附图说明

为了更清楚地说明现有技术和本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。

图1为本申请所提供的一种避雷器在线监测系统的结构框图；

图2为本申请所提供的一种避雷器在线监测系统的电路结构图。

具体实施方式

本申请的核心在于提供一种避雷器在线监测系统，以便有效地提高监测结果的准确度。

为了对本申请实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行介绍。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1为本申请所提供的一种避雷器在线监测系统的结构框图；包括安装在避雷器处的环境参数传感器1、与避雷器的接地回路耦合的电流传感器2、分别与环境参数传感器1和电流传感器2相连的信号发送电路3、与信号发送电路3相连的控制器4、以及与控制器4相连的报警器5；

其中，环境参数传感器1用于获取避雷器处的环境参数信号；

电流传感器2用于获取避雷器的泄露电流信号；

信号发送电路3用于将环境参数信号和泄漏电流信号发送至控制器4；

控制器4用于调用预设数据库，根据预设数据库确定与环境参数信号对应的泄露电流阈值，并在泄漏电流信号大于泄漏电流阈值时，向报警器5发送警示指令；

报警器5用于根据警示指令进行示警。

具体地，为了有效提高监测结果的准确性、避免环境因素对监测结果的干扰，本申请所提供的避雷器在线监测系统设置有环境参数传感器1，并安装在避雷器处，以便对避雷器所处环境的环境参数信号进行检测，从而可以结合该环境参数信号对避雷器自身状态的优劣进行准确检测。

作为一种优选实施例，所说的环境参数传感器1可以包括以下任意一种或者任意组合：

温度传感器、湿度传感器、PH值传感器。

其中，温度、湿度、PH值等都是一些会影响到电路测量的环境参数。例如，当环境湿度明显增大时，正常避雷器的泄露电流也会暂时增大；而当环境湿度下降时，同一避雷器的泄露电流也会随之下降。这些环境参数的变化虽然也会对测量结果造成一定影响，但并不会对避雷器本身的非线性特性造成变化，即，从某种程度上说，因环境参数变化而导致的测量数据的变化属于正常情况。当然，本领域技术人员还可以根据实际应用情况自行选择其他种类的环境参数传感器并设置，本申请实施例对此并不进行限定。

为了防止这些环境参数导致的测量数据的变化影响到对避雷器性能监测结果的判断，本申请实施例所提供的避雷器监测系统对避雷器所处环境的环境参数进行检测，并根据检测到的环境参数信号来灵活调整对应的泄露电流阈值，以便在各种环境条件下都采用最合适的阈值判断标准、得到最精确的结果。

具体地，本申请实施例中，控制器4存储有预设数据库，所说的数据库存储有大量的环境参数数据以及预设的对应的泄露电流阈值，当然，这些数据可以由本领域技术人员根据技术经验或者实验测试来设定，本申请实施例对此并不进行限定。当信号发送电路3将检测到的避雷器的泄露电流信号和环境参数信号发送至控制器4后，控制器4便可以调用预设数据库确定出在当前环境条件下最合理的泄露电流阈值，从而根据泄露电流信号是否大于该泄露电流阈值来对该避雷器是否出现问题作出判断，以便及时利用报警器5进行报警。

可见，本申请所提供的避雷器在线监测系统，通过在避雷器处设置安装环境参数传感器，可对避雷器处的环境参数信号进行检测，从而由控制器结合环境参数信号对避雷器的性能进行精确检测。本申请所提供的避雷器在线监测系统，利用不同环境条件下对避雷器性能的区别检测，可有效避免环境因素对测量结果的影响，降低误报率，进而提高监测结果的准确率。

请参考图2，图2为本申请所提供的一种避雷器在线监测系统的电路结构图。本申请所提供的避雷器在线监测系统，在上述实施例的基础上：

作为一种优选实施例，环境参数传感器1、电流传感器2和信号发送电路3的数目均与避雷器的数目相同，各个避雷器均有对应的环境参数传感器1、电流传感器2和信号发送电路3；

控制器4具体用于：

根据预设数据库分别确定与各个避雷器处的环境参数信号对应的泄露电流阈值，并在避雷器的泄漏电流信号大于对应的泄漏电流阈值时，向报警器5发送对应的警示指令，警示指令包括避雷器的识别信息。

具体地，由于在一些应用场景中很可能会设置有多个避雷器，则此时需要对各个避雷器都分别进行检测。因此，本申请实施例所提供的避雷器在线监测系统中，可为每个避雷器都设置安装一套环境参数传感器1、电流传感器2和信号发送电路3，并且将各个避雷器处的信号发送电路3都与控制器4相连，由控制器4对各个避雷器处的情况进行监测。由此，当供电线路中的避雷器增设后，在新增的避雷器处安装设置环境参数传感器1、电流传感器2和信号发送电路3即可轻松实现系统扩展。

当然，这里所说的信号发送电路3与控制器4之间的连接是指功能上的通信连接，本领域技术人员可采用各种具体的通信连接方式，包括有线连接和无线连接，本申请对此并不进行限定。

容易理解的是，当系统中存在有多个避雷器时，控制器4发送至报警器5的警示指令具体可包含出现问题的避雷器的识别信息，例如预设的设备编号等，以便报警器5可针对该避雷器进行报警。

作为一种优选实施例，信号发送电路3为无线信号发送电路，具体用于将环境参数信号和泄漏电流信号以无线信号的形式发送至控制器4。

具体地，由于不同场景下电气设备和供电线路的安装布局复杂多变，因此，为了避免复杂的长距离走线，所说的信号发送电路3具体可如上文所述采用无线连接的通信方式与控制器4连接，即，将环境参数信号和泄漏电流信号以无线信号的形式进行发送，如图2所示。当然，相对应地，控制器4具有无线信号接收的能力。并且，利用无线通信的便利性，控制器4可由本领域技术人员自行安装设置在安全隐蔽的场所，例如专用的电气控制箱中等。

作为一种优选实施例，当避雷器的接地回路中不存在压敏电阻时，电流传感器2为电流互感器。

作为一种优选实施例，当避雷器的接地回路中存在压敏电阻时，电流传感器2为电阻式电流传感器。

具体地，用于在线采集避雷器泄露电流的电流传感器2需要依据现场电路情况而选取。当避雷器的接地回路中不存在压敏电阻时，接地回路中流过的电流就是避雷器的泄露电流，因此此时可采用电流互感器作为电流传感器2，对泄露电流进行非接触式测量。

一般地，避雷器的接地回路中不存在压敏电阻时具体可分为两种情况，即避雷器的接地回路中没有接入放电计数器，或者接入的放电计数器本身不带有压敏电阻(或者说是具有电流显示功能)。

而当避雷器的接地回路中存在压敏电阻时，即接入了带有压敏电阻的放电计数器时，由于受到压敏电阻影响，此时接地回路中的电流并不等于避雷器的泄露电流，因此此时可采用电阻式电流传感器对泄露电流进行检测。所说的电阻式电流传感器实质为具有电流检测功能的接触式测量的检测电路，在使用时可将其与放电计数器并联，从而避免压敏电阻所在支路对电流检测的影响。当然，所说的电阻式电流传感器的具体电路结构可以由本领域技术人员根据实际应用情况自行设计实现，本申请实施例对此并不进行限定。

如图2所示，图2中的避雷器1的接地回路中没有接入放电计数器，故具体采用了电流互感器来检测泄露电流；而避雷器2的接地回路中因放电计数器的存在而引入了压敏电阻，因此采用了电阻式电流传感器。

由于两种接地回路对应着两种电流传感器和检测方式，所以本申请中的信号发送电路3相当于具有两种电流检测接口。值得一提的是，在实际应用中，具体还可将环境参数传感器1、电流传感器2和信号发送电路3一同进行模块化集成设计，以进一步方便安装。

作为一种优选实施例，还包括与控制器相连的电压传感器；电压传感器用于检测避雷器的工作电压信号，并发送至控制器4；

控制器4具体用于：

根据泄漏电流信号和工作电压信号，计算避雷器的阻性电流信号；调用预设数据库，根据预设数据库确定与环境参数信号对应的阻性电流阈值；并在泄漏电流信号大于泄漏电流阈值且阻性电流信号大于阻性电流阈值时，向报警器5发送警示指令。

具体地，为了进一步提高监测结果的准确度，本申请所提供的避雷器在线监测系统在上述实施例的基础上，还可以进一步通过增设电压传感器和相关计算，将泄露电流中的阻性电流也同样用于避雷器的性能监测。

避雷器的泄露电流中包含了阻性电流和容性电流。当避雷器因受潮或老化而绝缘性能下降后，其泄露电流将变大，而这其中主要是阻性电流的变化在起作用，但是，由于阻性电流相较于容性电流较小，因此，这些变化对于数值较大的泄露电流来说往往受限于检测的灵敏度。

所以，本申请所提供的避雷器监测系统具体可将阻性电流也用于检测：即，利用存储有大量环境参数数据和预设的对应的阻性电流阈值的预设数据库，确定出在当前环境条件下最适合的阻性电流阈值，以便与泄露电流共同用于检测。至于避雷器中实际的阻性电流信号的大小，具体可采用相位补偿等方法，利用电压传感器检测到的避雷器的工作电压信号与泄露电流信号进行计算。具体的计算过程可由本领域技术人员自行设计实现，本申请实施例对此并不进行限定。

需要说明的是，这里所说的电压传感器具体可选为常用的电压互感器。并且，由于多个避雷器一般是并联工作，所以在实际应用中，往往也只需设置一个电压传感器。具体可参考图2。

作为一种优选实施例，报警器5包括以下任意一种或者任意组合：

指示灯报警器、声音报警器、图像报警器。

具体地，本申请对报警器5的种类即报警方式并不进行限定，例如可利用指示灯报警，并具体可用不同位置的指示灯来表示不同的避雷器。当然，本领域技术人员也可以采用除指示灯报警器、声音报警器、图像报警器以外的其他的报警器。

作为一种优选实施例，还包括：

与控制器4相连的显示器：用于显示和存储环境参数信号、泄漏电流信号、阻性电流信号和警示指令。

具体地，为了增强与用户之间的交互性，本申请所提供的避雷器监测系统，在上述实施例的基础上，还可以进一步设置显示器作为和用户间的交互终端，用于显示和存储相关的数据。并且，可以将显示器设置在便于用户观察的场所，例如主控室等，本领域技术人员可自行选择并设置实现。

本申请中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

还需说明的是，在本申请文件中，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语，仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。此外，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、系统、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、系统、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、系统、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请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申请的系统及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种避雷器在线监测系统，其特征在于，包括：

安装在避雷器处的环境参数传感器：用于获取所述避雷器处的环境参数信号；

与所述避雷器的接地回路耦合的电流传感器：用于获取所述避雷器的泄漏电流信号；

分别与所述环境参数传感器和所述电流传感器相连的信号发送电路：用于将所述环境参数信号和所述泄漏电流信号发送至控制器；

与所述信号发送电路相连的所述控制器：用于调用预设数据库，根据所述预设数据库确定与所述环境参数信号对应的泄漏电流阈值，并在所述泄漏电流信号大于所述泄漏电流阈值时，向报警器发送警示指令；

与所述控制器相连的所述报警器：用于根据所述警示指令进行示警。

2.根据权利要求1所述的避雷器在线监测系统，其特征在于，

所述环境参数传感器、所述电流传感器和所述信号发送电路的数目均与所述避雷器的数目相同，各个所述避雷器均有对应的所述环境参数传感器、所述电流传感器和所述信号发送电路；

所述控制器具体用于：

根据所述预设数据库分别确定与各个避雷器处的所述环境参数信号对应的所述泄漏电流阈值，并在所述避雷器的所述泄漏电流信号大于对应的所述泄漏电流阈值时，向所述报警器发送对应的所述警示指令，所述警示指令包括所述避雷器的识别信息。

3.根据权利要求2所述的避雷器在线监测系统，其特征在于，所述信号发送电路为无线信号发送电路，具体用于将所述环境参数信号和所述泄漏电流信号以无线信号的形式发送至所述控制器。

4.根据权利要求3所述的避雷器在线监测系统，其特征在于，

当所述避雷器的接地回路中不存在压敏电阻时，所述电流传感器为电流互感器。

5.根据权利要求3所述的避雷器在线监测系统，其特征在于，

当所述避雷器的接地回路中存在压敏电阻时，所述电流传感器为电阻式电流传感器。

6.根据权利要求1至5任一项所述的避雷器在线监测系统，其特征在于，还包括与所述控制器相连的电压传感器；所述电压传感器用于检测所述避雷器的工作电压信号，并发送至所述控制器；

所述控制器具体用于：

根据所述泄漏电流信号和所述工作电压信号，计算所述避雷器的阻性电流信号；调用所述预设数据库，根据所述预设数据库确定与所述环境参数信号对应的阻性电流阈值；并在所述泄漏电流信号大于所述泄漏电流阈值且所述阻性电流信号大于所述阻性电流阈值时，向所述报警器发送所述警示指令。

7.根据权利要求6所述的避雷器在线监测系统，其特征在于，所述环境参数传感器包括以下任意一种或者任意组合：

温度传感器、湿度传感器、pH值传感器。

8.根据权利要求7所述的避雷器在线监测系统，其特征在于，所述报警器包括以下任意一种或者任意组合：

指示灯报警器、声音报警器、图像报警器。

9.根据权利要求8所述的避雷器在线监测系统，其特征在于，还包括：

与所述控制器相连的显示器：用于显示和存储所述环境参数信号、所述泄漏电流信号、所述阻性电流信号和所述警示指令。