CN2697659Y - 金属氧化物避雷器远方在线智能监测仪 - Google Patents

Abstract

一种金属氧化物避雷器远方在线智能监测仪，在包括传输电缆和主要由单片机、数据存储器、程序存储器、液晶显示器、键盘和打印机组成的智能监测主机的基础上，增加了多路现场在线切换装置和装在主机上的控制数据光耦隔离器、雷击计数器输出数据光耦隔离器及三个检测信号隔离放大器，由多路现场在线切换装置将多个避雷器的采样信号集中处理后再经共用的传输电缆送到控制室的智能监测主机进行巡回监测，能有效地提高工作效率，具有结构合理、传输电缆少、使用方便等优点，在无人值班变电站使用时也便于通过远传通信口传输到更远处的有人值班的主控制室，使一般控制室有可能成为无人值班的变电站。

Description

金属氧化物避雷器远方在线智能监测仪

技术领域

本实用新型涉及一种避雷器性能监测仪器，特别是一种远距离监测发、变电站母线、架空线路、电缆终端等运行的金属氧化物避雷器(简称MOA)性能的仪器，属于电性能的测试装置。

背景技术

金属氧化物避雷器(简称MOA)因能将过电压或雷击电流迅速流入大地，当雷击电流流过后或线路电压恢复正常时，又能自动恢复绝缘性能很好即泄漏电流很小的正常工作状态等优点，是保护发、变电站母线、架空线路、电缆终端免受雷击和过电压危害的重要设备，现已得到广泛的应用。但避雷器都是连接在线路与大地之间，性能正常时对线路没有影响，一旦性能变差就要及时更换，否则很容易被击穿短路而造成严重事故，因避雷器不能经常从线路上拆下来检查，更不能等事故发生后再作处理，所以必须定期进行测量其持续电流及其阻性电流的变化，对于金属氧化物避雷器早期故障的诊断，以检测阻性电流的变化最为灵敏。因此国内外生产厂家纷纷推出各种带电测量MOA阻性电流的仪器。目前使用的在线测量MOA阻性电流的装置主要由在线监测器、信号采样电路和由单片机、数据存储器、程序存储器、显示器、键盘及打印机组成的主机组成，该主机可在现场对MOA逐个进行检测，也可从在线监测器上引出MOA的内部泄漏电流信号和瓷套污秽电流信号用电缆线接到控制室后再用主机进行检测，但由于发、变电站的母线和架空线路很多，距离控制室较远，如果将每个MOA的内部泄漏电流信号和瓷套污秽电流信号都分别用电缆线接到控制室，则电缆线太多，造成很多浪费又使控制室太乱。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术中将各路避雷器的现场采样信号分别用电缆线接到控制室而造成浪费等的不足之处，设计一种安装在现场的采样信号切换装置，将附近的若干个避雷器的采样信号切换后经共用电缆轮流传输到控制室智能监测主机的结构合理、传输电缆少、使用方便和便于在无人值班变电站使用的金属氧化物避雷器远方在线智能监测仪。

本实用新型的金属氧化物避雷器远方在线智能监测仪，包括传输电缆和主要由单片机、数据存储器、程序存储器、液晶显示器、键盘和打印机组成的智能监测主机的基础上，增加了多路现场在线切换装置和装在主机上的控制数据光耦隔离器、雷击计数器输出数据光耦隔离器及三个检测信号隔离放大器，由多路现场在线切换装置将多个避雷器的采样信号集中处理后再经共用的传输电缆送到控制室的智能监测主机进行巡回监测，所述的各路切换装置包括有避雷器内部泄漏电流信号检测转换开关、避雷器瓷套污秽电流信号检测转换开关、雷击感应变压器及整流器、雷击次数计数器、雷击计数器输出数据转换开关、转换开关的译码驱动电路，所述内部泄漏电流信号检测转换开关的动触点经雷击感应变压器初级线圈与避雷器的内部泄漏电流信号线连接，其常闭触点接地，其常开触点多路并联后经传输电缆和检测信号隔离放大器与单片机的一个A/D输入端连接；避雷器瓷套污秽电流信号检测转换开关的动触点与避雷器的瓷套污秽电流信号线连接，其常闭触点接地，其常开触点多路并联后经传输电缆和检测信号隔离放大器与单片机的另一个A/D输入端连接；雷击感应变压器次级线圈经整流器与雷击次数计数器的输入端连接，雷击次数计数器的四个信号输出端分别与四组常开式数据开关的一端连接，多路四组常开式数据开关的另一端依序分别并联后经传输电缆和雷击计数器输出数据光耦隔离器与单片机的计数数据端连接，单片机的控制数据端经控制数据光耦隔离器和传输电缆与译码驱动电路连接，译码驱动电路的多路输出端分别与各路的数据转换开关和信号检测转换开关的控制线圈连接，控制线圈的另一端接电源正极。

本实用新型的金属氧化物避雷器远方在线智能监测仪，由于将远离控制室的现场的若干避雷器信号用多路现场在线切换装置集中处理后再经共用的传输电缆送到控制室的主机进行巡回监测，能有效的提高工作效率，具有结构合理、传输电缆少、使用方便等优点，在无人值班变电站使用时也便于通过远传通信口传输到更远处的有人值班的主控制室，使一般控制室有可能成为无人值班的变电站。

附图及其说明

附图1是本实用新型中的主要电路结构示意图；

附图2是图1中的模拟信号隔离放大器实施例的电路图；

附图3是图1中的译码驱动电路实施例的电路图。

具体实施方式

附图1是本实用新型中代表性部分的主要电路结构示意图，包括多路现场在线切换装置(图中所示的是以两路为代表)、传输电缆12及智能监测主机，所述智能监测主机包括控制数据的光耦隔离器21、雷击计数器输出数据的光耦隔离器22及三个检测信号隔离放大器23和24及25、单片机27、数据存储器28、程序存储器29、液晶显示器30、键盘31和打印机32。所述多路现场在线切换装置中的各路切换装置均包括有避雷器内部泄漏电流信号检测转换开关5、避雷器瓷套污秽电流信号检测转换开关6、雷击感应变压器3及整流器4、雷击次数计数器8、雷击计数器输出数据转换开关9及控制线圈10和转换开关的译码驱动电路11，所述内部泄漏电流信号检测转换开关5的动触点经雷击感应变压器3的初级线圈与避雷器1连接的在线监测器2上的内部泄漏电流信号线Vi连接，其常闭触点接地，其常开触点与多路对应触点并联后经传输电缆12和检测信号隔离放大器23与单片机27的一个A/D输入端连接；避雷器瓷套污秽电流信号检测转换开关6的动触点与避雷器的瓷套污秽电流信号线Vo连接(Vi和Vo从现有的在线监测器上接出)，其常闭触点接地，其常开触点与多路对应触点并联后经传输电缆12和检测信号隔离放大器24与单片机的另一个A/D输入端连接；雷击感应变压器3的次级线圈经整流器4与雷击次数计数器8的输入端连接，雷击次数计数器8的四个信号输出端分别与四组常开式数据开关9的一端连接，多路四组常开式数据开关9的另一端依序分别与多路的对应开关触点并联后经传输电缆12和雷击计数器输出数据光耦隔离器22与单片机27的计数数据端(P3口)连接，单片机27的控制数据端(P2口)经控制数据光耦隔离器21和传输电缆12与译码驱动电路11连接，译码驱动电路11的多路输出端分别与各路的数据转换开关9的控制线圈10和信号检测转换开关6的控制线圈7连接，控制线圈10和7的另一端接电源正极。上述的雷击计数器输出数据转换开关9及控制线圈10也可用CD4067等型号的模拟开关代替。

上述电路中的三个检测信号隔离放大器23、24和25的电路如图2所示，分别包括隔离模块U20、双运放U21、6个电阻R1-R6，所述二个检测信号隔离放大器的隔离模块U20的信号输入端(1脚)经电阻R1和传输电缆分别与避雷器内部泄漏电流信号检测转换开关(图1中的5)的常开触点或避雷器瓷套污秽电流信号检测转换开关(图1中的6)的常开触点连接；另一个检测信号隔离放大器25的隔离模块U20的信号输入端经电阻与PT(图1中的26)连接；隔离模块的输出端经电阻R2与双运放U21中一个运放U21a的同相输入端连接，该运放的输出端经电阻R3和R4分别与该运放的反相输入端和另一个运放U21b的同相输入端连接，U21b的输出端为隔离放大器的输出端分别经电阻R5和R6与该运放的反相输入端和单片机的一个A/D输入端连接，另外二个隔离放大器的输出端与单片机的另二个A/D输入端连接。

上述电路中的译码驱动电路11的一种实用电路如图3所示，该电路包括译码器U30和放大器T，所述译码器U30的数据输入口D1-D4经传输电缆和雷击计数器输出数据光耦隔离器21与单片机27的控制数据端(P2口)连接，译码器U30的数据输出口S0-S14分别经放大器T与各路的数据转换开关的控制线圈10和信号检测转换开关的控制线圈7连接，控制线圈10和7的另一端接电源正极。

上述电路中的光耦隔离器21和22选用TLP521型光电耦合器，单片机27选用80C196型单片机，译码驱动电路中的译码器U30选用CD4514型4-16译码器，放大器T选用达林顿式驱动器，隔离放大器23、24和25中的隔离模块U20选用AD202型集成电路，运放U21选用TL072型双运放集成电路，雷击次数计数器选用CD4520型二进制加法计数器。

由于选用CD4514型4-16译码器，所以每个多路现场在线切换装置可与15个避雷器连接，如现场避雷器数量更多时，可适当增加多路现场在线切换装置的数量。工作时，系统将现场传送来的避雷器内部漏电流及外部污秽电流通过现场的多路切换装置依次送往主机的测量单元，将内部漏电流对应避雷器PT电压信号(已在主控室)也送至主机的测量单元，再经过隔离装置送至AD转换器，由CPU统一采集。避雷器漏电流的全电流值由采集到的电流信号直接求解，其阻性分量则根据P.T的电压信号推算出来，从而实现避雷器全电流及其阻性分量的监测；MOA动作次数则通过多路转换器前端检测装置记录并同漏电流信号一起送往测量单元。CPU在完成信号的采集以后对MOA的运行状态进行判断，并将测量结果通过液晶显示器实时显示出来，同时将测量结果通过通讯接口传送给上位监控机。

Claims (4)

1、一种金属氧化物避雷器远方在线智能监测仪，包括传输电缆和主要由单片机、数据存储器、程序存储器、液晶显示器、键盘和打印机组成的智能监测主机，其特征在于还包括有多路现场在线切换装置和装在主机上的控制数据光耦隔离器、雷击计数器输出数据光耦隔离器及三个检测信号隔离放大器，由多路现场在线切换装置将多个避雷器的信号集中处理后再经共用的传输电缆送到控制室的智能监测主机进行巡回监测，所述的各路切换装置包括有避雷器内部泄漏电流信号检测转换开关、避雷器瓷套污秽电流信号检测转换开关、雷击感应变压器及整流器、雷击次数计数器、雷击计数器输出数据转换开关、转换开关的译码驱动电路，其电路连接关系是：避雷器内部泄漏电流信号检测转换开关的动触点经雷击感应变压器初级线圈与避雷器的内部泄漏电流信号线连接，其常闭触点接地，其常开触点多路并联后经传输电缆和检测信号隔离放大器与单片机的一个A/D输入端连接；避雷器瓷套污秽电流信号检测转换开关的动触点与避雷器的瓷套污秽电流信号线连接，其常闭触点接地，其常开触点多路并联后经传输电缆和检测信号隔离放大器与单片机的另一个A/D输入端端连接；雷击感应变压器次级线圈经整流器与雷击次数计数器的输入端连接，雷击次数计数器的四个信号输出端分别与四组常开式数据开关的一端连接，多路四组常开式数据开关的另一端依序分别并联后经传输电缆和雷击计数器输出数据光耦隔离器与单片机的计数数据端连接，单片机的控制数据端经控制数据光耦隔离器和传输电缆与译码驱动电路连接，译码驱动电路的多路输出端分别与各路的数据转换开关的控制线圈和信号检测转换开关的控制线圈连接，控制线圈的另一端接电源正极。

2、如权利要求1所述的金属氧化物避雷器远方在线智能监测仪，其特征在于所述三个检测信号隔离放大器分别包括隔离模块U20、双运放U21、6个电阻R1-R6，所述二个检测信号隔离放大器的隔离模块U20的信号输入端经电阻R1和传输电缆分别与避雷器内部泄漏电流信号检测转换开关的常开触点或避雷器瓷套污秽电流信号检测转换开关的常开触点连接；另一个检测信号隔离放大器的隔离模块U20的信号输入端经电阻与PT输出端连接；隔离模块的输出端经电阻R2与双运放U21中一个运放U21a的同相输入端连接，该运放的输出端经电阻R3和R4分别与该运放的反相输入端和另一个运放U21b的同相输入端连接，U21b的输出端为隔离放大器的输出端，分别经电阻R5和R6与该运放的反相输入端和单片机的一个A/D输入端连接，另外二个隔离放大器的输出端与单片机的另二个A/D输入端连接。

3、如权利要求1或2所述的金属氧化物避雷器远方在线智能监测仪，其特征在于所述译码驱动电路(11)包括译码器U30和放大器A，所述译码器U30的数据输入口D1-D4经传输电缆(12)和控制数据的光耦隔离器(21)与单片机(27)的P2口连接，译码器U30的数据输出口S0-S14分别经放大器A与各路的控制线圈(10)和(7)连接，控制线圈(10)和(7)的另一端接电源正极。

4、如权利要求3所述的金属氧化物避雷器远方在线智能监测仪，其特征在于所述光耦隔离器选用TLP521型光电耦合器，单片机选用80C196型单片机，译码器选用CD4514型4-16译码器，隔离放大器中的隔离模块U20选用AD202型集成电路，运放U21选用TL072型双运放集成电路，雷击次数计数器选用CD4520型二进制加法计数器。