CN217278710U - 一种避雷器电压监测装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种避雷器电压监测装置，包括：放电开关1、放电开关2、过压保护模块、串联耦合模块、滤波器、放大器、报警模块、模数转换模块、微处理器和显示器。所述避雷器电压监测装置具备保护功能。通过放电开关实现对装置的保护并释放避雷器末屏端的电压。所述过压保护模块具备过压保护功能，因此在不确定感应电压幅度的情况下可实现安全可靠的测量。当需要观测脉冲电压波形时，通过所述模数转换模块和微处理器实现，并在所述显示器上显示。所述避雷器电压监测装置能够快速响应避雷器的脉冲电压，实现对避雷器高压端感应电压的监测和报警。提醒操作人员此刻避雷器尽管已经停电，但还存在感应电压，需要规避触电的风险。

Description

一种避雷器电压监测装置

技术领域

本申请涉及电力设备检测技术领域，尤其涉及一种避雷器电压监测装置。

背景技术

雷击所引发的过电压是电力系统中常见的电磁扰动现象，其造成的电力设备绝缘损坏将引发电力系统短路故障，严重危害电网的安全性和稳定性。因此，需要在线路或变电站过电压故障点附近设置避雷器。

氧化锌避雷器是具有良好保护性能的一种避雷器。利用氧化锌良好的非线性伏安特性，使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小。当过电压作用时，电阻急剧下降，泄放过电压的能量，达到保护的效果。

500kV氧化锌避雷器在变电站的应用中，由于变电站内其他带电线路干扰影响，导致氧化锌避雷器容易感应过电压。因此，即使停电，氧化锌避雷器也会存在感应电压，导致停电检修人员触电。

实用新型内容

本申请提供了一种避雷器电压监测装置，以解决氧化锌避雷器存在感应电压，导致停电检修人员触电的问题。

本申请提供一种避雷器电压监测装置，包括：放电开关1、放电开关2、过压保护模块、串联耦合模块、滤波器、放大器、报警模块、模数转换模块、微处理器和显示器，其中，所述放电开关1一端与避雷器末屏端连接，另一端与接地端连接；所述避雷器末屏端与所述串联耦合模块输入端连接；所述滤波器输入端与所述串联耦合模块输出端连接，所述滤波器输出端与接地端连接；所述放电开关2一端与所述串联耦合模块输出端连接，另一端与接地端连接；所述过压保护模块输入端与所述串联耦合模块输出端连接，所述过压保护模块输出端与接地端连接；所述放大器输入端与所述串联耦合模块输出端连接，所述放大器输出端与所述报警模块连接；所述串联耦合模块输出端与所述模数转换模块输入端连接，所述模数转换模块输出端与所述微处理器连接；所述微处理器与显示器连接。

所述避雷器电压监测装置具备保护功能。通过放电开关实现对装置的保护并释放避雷器末屏端的电压。所述过压保护模块具备过压保护功能，因此在不确定感应电压幅度的情况下可实现安全可靠的测量。所述报警模块和过压保护模块都是模拟器件，很容易实现，因此成本低，可靠性好。当需要观测脉冲电压波形时，通过所述模数转换模块和微处理器实现，并在所述显示器上显示。所述避雷器电压监测装置能够快速响应避雷器的脉冲电压，实现对避雷器高压端感应电压的监测和报警。提醒操作人员此刻避雷器尽管已经停电，但还存在感应电压，需要规避触电的风险。

可选的，所述过压保护模块为钳位二极管一个或多个串联。

钳位二极管用于在电路中将某点的电位进行限制，可以有效保护电路中的器件。钳位二极管使用简单，成本也比较低。

可选的，所述串联耦合模块为电感和电容串联组成。

所述串联耦合模块是电感和电容串联组成，并串联在回路中。电容用于隔离和耦合来自避雷器的感应脉冲，并起到抑制低频信号的作用；电感起到抑制过快感应脉冲的作用。

可选的，所述滤波器为低频陷波滤波器。

陷波滤波器指的是一种可以在某一个频率点迅速衰减输入信号，以达到阻碍此频率信号通过的滤波效果的滤波器。陷波滤波器属于带阻滤波器的一种，只是它的阻带非常狭窄，起阶数必须是二阶以上。使用低频陷波滤波器，用于滤除小于50Hz的低频信号。

可选的，所述放大器为模拟运算放大器组成的功率放大器。

模拟运算放大器组成的功率放大器，用于对检测到的避雷器脉冲信号进行功率放大，便于推动报警模块。

可选的，所述报警模块为扬声器。

使用扬声器便于提供报警，使用简单，成本低廉。

可选的，所述微处理器为STM32F103系列微处理器。

STM32F103系列微处理器是新型的32位嵌入式微处理器，它是不需要操作系统的ARM，其性能远高于51系列单片机，但开发过程与51系列单片机一样简便，因而在很多应用场合可替代51系列单片机。使用STM32F103系列微处理器可以很容易的实现对脉冲电压波形的处理。

可选的，所述显示器为液晶屏。

使用液晶屏方便显示脉冲电压的波形。

可选的，所述避雷器电压监测装置还包括：电池和充电模块。

使用电池和充电模块，可以使所述避雷器电压监测装置便于携带，使用方便。

本申请提供一种避雷器电压监测装置，包括：放电开关1、放电开关2、过压保护模块、串联耦合模块、滤波器、放大器、报警模块、模数转换模块、微处理器和显示器。所述避雷器电压监测装置具备保护功能。通过放电开关实现对装置的保护并释放避雷器末屏端的电压。所述过压保护模块具备过压保护功能，因此在不确定感应电压幅度的情况下可实现安全可靠的测量。当需要观测脉冲电压波形时，通过所述模数转换模块和微处理器实现，并在所述显示器上显示。所述避雷器电压监测装置能够快速响应避雷器的脉冲电压，实现对避雷器高压端感应电压的监测和报警。提醒操作人员此刻避雷器尽管已经停电，但还存在感应电压，需要规避触电的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请所述避雷器电压监测装置的原理示意图；

图2为本申请所述串联耦合模块的原理示意图；

图3为本申请所述避雷器电压监测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。

设氧化锌避雷器为500kV等级，末屏接入量程为10V。正常情况下线路停电后，氧化锌避雷器感应电压为零，末屏端感应电压也为零。但当停电线路感应带电线路干扰信号时，该干扰信号施加到避雷器上，避雷器等效为电容，将该耦合感应电压经内部分压到末屏端，因此末屏端的电压为一定比例的高压侧感应电压值。

当感应电压脉冲速度越快，容抗越小，末屏端的电压越高。通过监测避雷器末屏端的电压并发出警报，能够提醒操作人员此刻避雷器上存在感应电压，存在触电的风险。

参见图1，为一种避雷器电压监测装置的原理示意图。

本申请提供一种避雷器电压监测装置，包括：放电开关1、放电开关2、过压保护模块、串联耦合模块、滤波器、放大器、报警模块、模数转换模块、微处理器和显示器，其中，所述放电开关1一端与避雷器末屏端连接，另一端与接地端连接；所述避雷器末屏端与所述串联耦合模块输入端连接；所述滤波器输入端与所述串联耦合模块输出端连接，所述滤波器输出端与接地端连接；所述放电开关2一端与所述串联耦合模块输出端连接，另一端与接地端连接；所述过压保护模块输入端与所述串联耦合模块输出端连接，所述过压保护模块输出端与接地端连接；所述放大器输入端与所述串联耦合模块输出端连接，所述放大器输出端与所述报警模块连接；所述串联耦合模块输出端与所述模数转换模块输入端连接，所述模数转换模块输出端与所述微处理器连接；所述微处理器与显示器连接。

所述放电开关1、放电开关2、过压保护模块、串联耦合模块、滤波器、放大器、报警模块、模数转换模块、微处理器和显示器设置在一块PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)电路板上，各个模块之间通过金属导线连接。

所述避雷器电压监测装置具备保护功能。通过放电开关实现对装置的保护并释放避雷器末屏端的电压。所述过压保护模块具备过压保护功能，因此在不确定感应电压幅度的情况下可实现安全可靠的测量。所述报警模块和过压保护模块都是模拟器件，很容易实现，因此成本低，可靠性好。当需要观测脉冲电压波形时，通过所述模数转换模块和微处理器实现，并在所述显示器上显示。所述避雷器电压监测装置能够快速响应避雷器的脉冲电压，实现对避雷器高压端感应电压的监测和报警。提醒操作人员此刻避雷器尽管已经停电，但还存在感应电压，需要规避触电的风险。

在一种示意性的实施方式中，所述过压保护模块为钳位二极管一个或多个串联。

钳位二极管可以选用1N4744型号。钳位二极管用于在电路中将某点的电位进行限制，可以有效保护电路中的器件。钳位二极管使用简单，成本也比较低。

在一种示意性的实施方式中，所述串联耦合模块为电感和电容串联组成。

如图2所示，所述串联耦合模块是电感和电容串联组成，并串联在回路中，电感可以选用NLV32T-100J-PF型号，电容可以选用1206贴片型。电容用于隔离和耦合来自避雷器的感应脉冲，并起到抑制低频信号的作用；电感起到抑制过快感应脉冲的作用。

在一种示意性的实施方式中，所述滤波器为低频陷波滤波器。

陷波滤波器指的是一种可以在某一个频率点迅速衰减输入信号，以达到阻碍此频率信号通过的滤波效果的滤波器。陷波滤波器属于带阻滤波器的一种，只是它的阻带非常狭窄，起阶数必须是二阶以上。低频陷波滤波器可以选用TI(德州仪器)的UAF42型号，用于滤除小于50Hz的低频信号。

在一种示意性的实施方式中，所述放大器为模拟运算放大器组成的功率放大器。

模拟运算放大器组成的功率放大器，可以选用TDA2030A型号，用于对检测到的避雷器脉冲信号进行功率放大，便于推动报警模块。

在一种示意性的实施方式中，所述报警模块为扬声器。

扬声器可以选用阻抗8-16欧姆的,便于提供报警，使用简单，成本低廉。

在一种示意性的实施方式中，所述微处理器为STM32F103系列微处理器。

STM32F103系列微处理器是新型的32位嵌入式微处理器，它是不需要操作系统的ARM，其性能远高于51系列单片机，但开发过程与51系列单片机一样简便，因而在很多应用场合可替代51系列单片机。使用STM32F103系列微处理器可以很容易的实现对脉冲电压波形的处理。

STM32F103系列微处理器是首款基于ARMv7-M体系结构的32位标准RISC(精简指令集)处理器，提供很高的代码效率，在通常8位和16位系统的存储空间上发挥了ARM内核的高性能。该系列微处理器工作频率为72MHz，内置高达128K字节的Flash存储器和20K字节的SRAM，具有丰富的通用I/O端口。

在一种示意性的实施方式中，所述显示器为液晶屏。

液晶屏可以选用FRD280C24041-A型号，方便显示脉冲电压的波形。

在一种示意性的实施方式中，所述避雷器电压监测装置还包括：电池和充电模块。

使用电池和充电模块，可以使所述避雷器电压监测装置便于携带，使用方便。

在使用时，如图3所示，将避雷器末屏端连接到所述避雷器电压监测装置的连接端1，避雷器接地端连接到所述避雷器电压监测装置的连接端2。放电开关1和放电开关2为常开开关，当测试前或测试完成后，闭合开关进行放电处理。测试前，闭合放电开关1，打开放电开关2，释放掉来自避雷器的残余电荷，提高避雷器和测试人员安全性。测试时，打开放电开关1和放电开关2进行测试。测试完成后，同时闭合放电开关1和放电开关2，释放避雷器的电荷，以及耦合电容和滤波器内部的残余电荷。

本申请提供一种避雷器电压监测装置，包括：放电开关1、放电开关2、过压保护模块、串联耦合模块、滤波器、放大器、报警模块、模数转换模块、微处理器和显示器。所述避雷器电压监测装置具备保护功能。通过放电开关实现对装置的保护并释放避雷器末屏端的电压。所述过压保护模块具备过压保护功能，因此在不确定感应电压幅度的情况下可实现安全可靠的测量。当需要观测脉冲电压波形时，通过所述模数转换模块和微处理器实现，并在所述显示器上显示。所述避雷器电压监测装置能够快速响应避雷器的脉冲电压，实现对避雷器高压端感应电压的监测和报警。提醒操作人员此刻避雷器尽管已经停电，但还存在感应电压，需要规避触电的风险。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种避雷器电压监测装置，其特征在于，包括：放电开关1、放电开关2、过压保护模块、串联耦合模块、滤波器、放大器、报警模块、模数转换模块、微处理器和显示器，其中，

所述放电开关1一端与避雷器末屏端连接，另一端与接地端连接；

所述避雷器末屏端与所述串联耦合模块输入端连接；

所述滤波器输入端与所述串联耦合模块输出端连接，所述滤波器输出端与接地端连接；

所述放电开关2一端与所述串联耦合模块输出端连接，另一端与接地端连接；

所述过压保护模块输入端与所述串联耦合模块输出端连接，所述过压保护模块输出端与接地端连接；

所述放大器输入端与所述串联耦合模块输出端连接，所述放大器输出端与所述报警模块连接；

所述串联耦合模块输出端与所述模数转换模块输入端连接，所述模数转换模块输出端与所述微处理器连接；

所述微处理器与显示器连接。

2.根据权利要求1所述的一种避雷器电压监测装置，其特征在于，所述过压保护模块为钳位二极管一个或多个串联。

3.根据权利要求1所述的一种避雷器电压监测装置，其特征在于，所述串联耦合模块为电感和电容串联组成。

4.根据权利要求1所述的一种避雷器电压监测装置，其特征在于，所述滤波器为低频陷波滤波器。

5.根据权利要求1所述的一种避雷器电压监测装置，其特征在于，所述放大器为模拟运算放大器组成的功率放大器。

6.根据权利要求1所述的一种避雷器电压监测装置，其特征在于，所述报警模块为扬声器。

7.根据权利要求1所述的一种避雷器电压监测装置，其特征在于，所述微处理器为STM32F103系列微处理器。

8.根据权利要求1所述的一种避雷器电压监测装置，其特征在于，所述显示器为液晶屏。

9.根据权利要求1所述的一种避雷器电压监测装置，其特征在于，所述避雷器电压监测装置还包括：电池和充电模块。

Images