CN2862050Y - 一种避雷器放电和漏电流集中监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种避雷器放电和漏电流集中监测装置，包括至少一个避雷器就地监测器、信号集中处理装置及计算机集中监测装置，每个避雷器就地监测器的光纤接口经传递光纤与信号集中处理装置的光纤接口相接，信号集中处理装置的输出接计算机集中监测装置的输入，由计算机集中监测装置对雷击次数计数及避雷器漏电流进行监测。本实用新型不仅可以自动实现就地雷击次数计数及避雷器漏电流指示，还可通过光纤远传接口将雷击放电事件信息和避雷器漏电流过大的信息传递给远方计算机集中监测装置，使远方监测装置能够记录避雷器放电事件的发生时刻和发生次数以及监测避雷器漏电流是否超限。

Description

一种避雷器放电和漏电流集中监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种监测避雷器放电时刻和次数并监测避雷器漏电流的避雷器放电和漏电流集中监测装置。

背景技术

由于雷电压或电路过电压常常对电气设备和微电子设备的安全构成很大威胁，严重时对设备造成损坏，因而抑制这些过电压和研究过电压特别是雷电压的出现规律等已成为一个重要的课题，现有的波形自动拍摄装置或记忆波器其装置复杂、笨重、价格昂贵，所以大面积的观察或应用受到限制。

一种不需记录波形，只需记录放电次数的避雷器用放电计数监测器早已在6KV以上的电力系统使用了，如西安电瓷研究所生产的JCQ-1型避雷器计数监测器，这种监测器有体积小，不需工频电源等优点。目前的该类产品一般都能通过就地指针式电表指示雷击放电次数的计数值和避雷器的漏电流大小，但都没有提供可以将每次雷击事件远传的接口，远方监测系统无法自动记录雷击事件的发生时刻及次数，也无法监测避雷器漏电流是否正常。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于提供一种能集中自动监测并记录避雷器放电时刻和次数且能监测避雷器漏电流是否超限的避雷器放电和漏电流集中监测装置，解决目前避雷器无法自动记录雷击事件的发生时刻及次数以及无法远程监测避雷器漏电流是否正常的问题。

为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：包括信号集中处理装置、计算机集中监测装置以及至少一个避雷器就地监测器，每个避雷器就地监测器的光纤接口经传递光纤与信号集中处理装置的光纤接口相接，信号集中处理装置的输出接计算机集中监测装置的输入。上述的避雷器放电和漏电流集中监测装置中，所述信号集中处理装置包括

至少一个光纤接收器，光纤接收器的输入端接传递光纤，光纤接收器的输出端接数字处理芯片的输入端；

数字处理芯片，与光纤接收器的输出端相接，将每一个传递光纤传递来的开关量信号进行处理后输出两个开关信号，将其与中断信号一起输送到信号输出接口电路；

信号输出接口电路，与数字处理芯片的输出端相接，将数字处理芯片的输出信号进行隔离及放大处理后输出计算机集中监测装置。

本实用新型的有益效果：1)本实用新型在有雷击电压或操作过电压通过避雷器时，通过光信号或继电器触点传递放电信号到远方，实现了放电的电信号与远方监测装置的电路的电气隔离，能确保监测装置的安全正常运行；2)在避雷器漏电流过大时，能够监测出超限的漏电流并转换成脉冲信号传递到远方，远方自动监测装置能通过脉冲宽度的不同判断出是放电信号还是漏电流超限信号。3)通过输入GPS时钟信号，能准确的记录放电发生的时刻及次数。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型中避雷器就地监测器的结构框图；

图3为本实用新型中信号集中处理装置的结构框图；

图4为本实用新型中计算机集中监测装置的结构框图；

图5为本实用新型中避雷器就地监测器的实施例电路原理图；

图6为本实用新型中信号集中处理装置的实施例电路原理图；

图7为本实用新型中计算机集中监测装置的实施例电路原理图；

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括多个避雷器就地监测器11-1N、传递光纤21-2N、信号集中处理装置3及计算机集中监测装置4。每个避雷器就地监测器的光纤接口分别和一根信号传递光纤的一端相连接，信号传递光纤的另一端分别连接到信号集中处理装置的光纤接口，信号集中处理装置进行处理后输出输入开关量的双倍开关量信号及1个中断开关量信号到计算机集中监测装置。

如图2所示，避雷器就地监测器由检测阀片101A、整流电路104A、稳压电路105A、电磁计数器指针电表106A、继电器触点输出接口107A、直流稳压电源电路103A、漏电流取样电路102A、比较和处理电路108A和光纤远传信号接口109A组成。检测阀片101A、漏电流取样电路102A、直流稳压电源电路103A、整流电路104A、稳压电路105A依次串接，稳压电路105A的输出端分别与电磁计数器指针电表106A的输入端、继电器触点输出接口107A的输入端、光纤远传信号接口109A的第一个输入端及比较和处理电路108A的第三个输入端相连接，直流稳压电源电路103A和漏电流取样电路102A的第二个输出端分别连接到比较和处理电路108A的前两个输入端，比较和处理电路108A的输出端连接到光纤远传信号接口109A的第二个输入端。继电器触点输出接口(107A)为继电器线圈驱动的一对常开或常闭接点。

整流电路104A和稳压电路105A将检测阀片检测到的避雷器放电信号转换成一个表征避雷器放电的脉冲电压信号，驱动电磁计数器指针电表、继电器及光纤发送器。直流稳压电源电路103A将避雷器大小不稳定的交流漏电流转换成为一个基本稳定的直流电压源，漏电流取样电路102A将避雷器的交流漏电流转换成为一个直流漏电流电压信号，并用电磁式电流指针电表指示避雷器漏电流，而比较和处理电路108A将直流漏电流信号与一个限值进行比较，形成表征避雷器漏电流超限的脉冲电压信号，脉冲信号高电平宽度大于避雷器放电脉冲信号高电平宽度，该信号也驱动光纤发送器。

如图3所示，信号集中处理装置由多个光纤接收器3021-302N、数字处理芯片301及信号输出接口电路303组成。数字处理芯片301输入光纤接收器3021-302N接收的开关量信号，输出一个中断信号及双倍输入开关量的开关量输出信号到信号输出接口电路的输入端，信号输出接口电路303对输入信号进行隔离及放大输出到计算机集中监测装置4。数字处理芯片301输出的中断信号是其输入的所有光纤接收器接收的开关量信号的逻辑反信号的逻辑或信号；数字处理芯片输出的第一组开关量信号均为脉冲信号，分别表征避雷器放电或避雷器漏电流超限，当脉冲信号高电平宽度为T1时，表征对应的避雷器放电，当脉冲信号高电平宽度为T2时，表征对应的避雷器漏电流超限，T1、T2都大于零且T2大于T1；数字处理芯片输出的第二组开关量信号均为脉冲信号，脉冲信号高电平宽度为T3，分别表征N个避雷器漏电流超限，T3大于零。

如图4所示，计算机集中监测装置由单片机(含程序及数据存储器)401、开关量输入接口电路402、GPS信号输入接口408、串行通信接口403、键盘接口407、点阵液晶显示器406、时钟电路405及报警触点输出电路404组成。开关量输入接口电路402输入2N个开关量并通过总线与单片机401相连接；单片机401通过第一个串行口及一个外部中断输入口与GPS信号输入接口408相连接；单片机401通过总线分别与键盘接口407、点阵液晶显示器406及时钟电路405相连接；单片机401通过第二个串行口与串行通信接口403相连接；单片机401通过一个开关量输出口与报警触点输出电路404相连接。

如图5所示，在本实用新型避雷器就地监测器的实施例中，检测阀片5为普通氧化锌阀片R0，它是一个非线性电阻，整流电路由整流桥B1组成，电阻R1、R4、C2、Z2、E1、R18组成稳压电路，稳压电路输出接电磁计数器指针电表的电磁线圈J1及继电器触点输出接口的电磁线圈J2。

如图5所示，Z1、CT2、R2、B2、E2、Z3构成直流稳压电源电路，Z1并联接到检测阀片5的两端，CT2的原边多匝绕组串联接在检测阀片5的一端(接大地端)和整流桥B1的一个交流输入端之间。CT1、RA、A、ZA、R3、B3、RI1、RI2、C1构成漏电流取样电路，CT1的原边多匝绕组串联接在检测阀片5的另一端和RA及ZA的一端之间，RA和A串联后和ZA的另一端并接到整流桥B1的另一个交流输入端。Z1为双向瞬态电压抑制二极管，用于保护后续电路免遭过电压损坏。A为电磁式电流指针电表，指示避雷器漏电流大小，ZA为双向稳压管(可由两个稳压管反串联而成)，RA和ZA用于在漏电流过大时保护指针表A。

如图5所示，R5-R12、R15-R17、N1-N5、P1、P2、Z4、Z5、D4、E3、VR、RL、L1构成比较与处理电路。当避雷器漏电流超限时，C1上电压信号超过设定值，VR阴阳极间导通，P1也导通，Z3上的稳压电源电压加到R9上，通过D2驱动光纤发送器OPT，同时N4、P2导通，Z3上的稳压电源电压通过R5叠加到C1上，这样，即使漏电流变得不超限，C1上的电压也能维持VR阴阳极间导通一段时间；由于R9的消耗及通过D2驱动光纤发送器的消耗，E2放电电流超过充电电流，使E2上电压持续下降，当E2上电压低于Z5稳压值且低于Z4稳压值时，N2、N3都截止，N1导通，C1电压降为0，VR阴阳极间截止，P1截止，R9上电压降为0，N4、P2也截止，光纤发送器OPT停止发光。此后，只有E3上电压重新充电到超过Z5稳压值之后，使N2导通，N1截止，且漏电流重新变得超限后，P1才会重新导通一段时间，驱动OPT一段时间。当有雷击放电时，R18上会出现一段时间的高电压，一方面通过Z6、D1驱动OPT一段时间，另一方面通过D4、R16、R17、E3、N5使C1上漏电流取样电压为0，防止比较与处理电路12误发避雷器漏电流超限信号。E1还可以起到隔离直流电压作用，防止较大的漏电流引起计数器及光纤发送器误动。L1为发光二极管，指示漏电流超限脉冲电压信号。可见，比较与处理电路可将避雷器漏电流超限信号转化为R9上一个高电平持续一段时间的脉冲信号，来表征避雷器漏电流超限。

如图5所示，Z6、D1-D3、RD、OPT构成光纤远传信号接口，它是一个光纤发送器驱动电路，将来自稳压电路的放电脉冲电压信号及来自比较与处理电路的漏电流超限脉冲电压信号转变成OPT发出的一个脉冲光信号通过光纤传递到远方。

如图6所示，在本实用新型信号集中处理装置的实施例中，光纤数N＝3。UR1-UR3为光纤接收器(HFRB2412T)，KI1-KI3为接收到的开关量信号；U1、U2构成数字处理芯片，其中U1为现场可编程门阵列(FPGA芯片XC2S50)芯片，U2为U1的程序存储器芯片(PROM芯片XCF02S)；O1-O7、RO1-RO7、S11-S71、S12-S72、S13-S73、S14-S74、R4-R10构成信号输出接口电路16，IO11、IO12、IO13为数字处理芯片输出的第一组开关量信号，IO21、IO22、IO23为数字处理芯片输出的第二组开关量信号，IOZ为数字处理芯片输出的中断信号，O1-O7为光耦，KO1-KO3为输出的第一组开关量信号，KO4-KO6为输出的第二组开关量信号，KOZ为输出的中断信号。以IO11信号的输出接口电路为例，光耦O1对IO11进行隔离及放大，跳线S11和S12短接、S13和S14断开时，输出信号KO1为光耦发射极高电平输出，跳线S11和S12断开、S13和S14短接时，输出信号KO1为光耦集电极开路输出。在实际应用中，只有当计算机集中监测装置无法按数字处理芯片输出的第一组开关量信号的高电平脉冲宽度的不同来区分是避雷器放电信号还是避雷器漏电流超限信号时，才需要数字处理芯片输出第二组表征避雷器漏电流超限的开关量信号，且如果使用第二组开关量信号来表征避雷器漏电流超限，则第一组开关量信号只需为一种高电平脉宽的信号来表征避雷器放电即可。

如图7所示，在本实用新型计算机集中监测装置的实施例中，N＝8。U1为带程序存储器及数据存储器的单片机(W77E516)，U2(8255)及插座XI1、XI2构成开关量输入接口，U8(MAX3221)及外围元件及X232-1插座、XGPS插座构成GPS信号输入接口，U9(MAX3221)及外围电路及X232-2插座构成串行通信接口20，U4(8279)及插座XKEY构成键盘接口，XLCD及外围电路构成点阵液晶显示器的接口，U5(MC146818)构成时钟电路23，R7、N1、D1、J1及插座XO构成报警触点输出电路。U8(MAX3221)及外围元件及X232-1插座通过RS232串行通行输入GSP时钟信号，而XGPS插座引入GPS脉冲时钟信号KGPS到U1的外部中断输入端INT2。插座XI1、XI2输入信号集中处理装置输出的16路开关量信号，插座XIZ输入信号集中处理装置输出的中断信号。U6为片选译码器，U7及外围电路构成自动复位电路。

Claims (10)

1、一种避雷器放电和漏电流集中监测装置，包括信号集中处理装置、计算机集中监测装置以及至少一个避雷器就地监测器，其特征在于：每个避雷器就地监测器的光纤接口经传递光纤与信号集中处理装置的光纤接口相接，信号集中处理装置的输出接计算机集中监测装置的输入。

2、根据权利要求1所述的避雷器放电和漏电流集中监测装置，其特征在于：所述避雷器就地监测器由检测阀片(101A)、漏电流取样电路(102A)、直流稳压电源电路(103A)、整流电路(104A)、稳压电路(105A)、电磁计数器指针电表(106A)、继电器触点输出接口(107A)、比较和处理电路(108A)和光纤远传信号接口(109A)组成，所述检测阀片(101A)、漏电流取样电路(102A)、直流稳压电源电路(103A)、整流电路(104A)、稳压电路(105A)依次串接，稳压电路(105A)的输出端分别与电磁计数器指针电表(106A)的输入端、继电器触点输出接口(107A)的输入端、光纤远传信号接口(109A)的第一个输入端及比较和处理电路(108A)的第三个输入端相连接，直流稳压电源电路(103A)和漏电流取样电路(102A)的第二个输出端分别连接到比较和处理电路(108A)的前两个输入端，比较和处理电路(108A)的输出端连接到光纤远传信号接口(109A)的第二个输入端。

3、根据权利要求2所述的避雷器放电和漏电流集中监测装置，其特征在于：所述继电器触点输出接口(107A)为继电器线圈驱动的一对常开或常闭接点。

4、根据权利要求2所述的避雷器放电和漏电流集中监测装置，其特征在于：所述光纤远传信号接口(109A)为一个光纤发送器驱动电路，用于将一次放电的脉冲电压信号及漏电流超限的脉冲电压信号转变成一个脉冲光信号通过光纤传递到远方。

5、根据权利要求1所述的避雷器放电和漏电流集中监测装置，其特征在于：所述的信号集中处理装置包括

至少一个光纤接收器，光纤接收器的输入端接传递光纤，光纤接收器的输出端接数字处理芯片的输入端；

数字处理芯片，与光纤接收器的输出端相接，将每一个传递光纤传递来的开关量信号进行处理后输出两个开关信号，将其与中断信号一起输送到信号输出接口电路；

信号输出接口电路，与数字处理芯片的输出端相接，将数字处理芯片的输出信号进行隔离及放大处理后输出计算机集中监测装置。

6、根据权利要求1所述的避雷器放电和漏电流集中监测装置，其特征在于：所述的计算机集中监测装置由单片机(401)、开关量输入接口电路(402)、GPS信号输入接口(408)、串行通信接口(403)、键盘接口(407)、点阵液晶显示器(406)、时钟电路(405)及报警触点输出电路(404)组成；开关量输入接口电路(402)输入2N个开关量并通过总线与单片机(401)相连接；单片机(401)通过第一个串行口及一个外部中断输入口与GPS信号输入接口(408)相连接；单片机(401)通过总线分别与键盘接口(407)、点阵液晶显示器(406)及时钟电路(405)相连接；单片机(401)通过第二个串行口与串行通信接口(403)相连接；单片机(401)通过一个开关量输出口与报警触点输出电路(404)相连接。

7、根据权利要求2所述的避雷器放电和漏电流集中监测装置，其特征在于：所述的整流电路(104A)和稳压电路(105A)将检测阀片检测到的避雷器放电信号转换成一个表征避雷器放电的脉冲电压信号。

8、根据权利要求2所述的避雷器放电和漏电流集中监测装置，其特征在于：所述漏电流取样电路(102A)将避雷器的交流漏电流转换成为一个直流漏电流电压信号，并用电磁式电流指针电表指示避雷器漏电流。

9、根据权利要求2所述的避雷器放电和漏电流集中监测装置，其特征在于：所述的比较和处理电路(108A)将直流漏电流信号与一个限值进行比较，形成表征避雷器漏电流超限的脉冲电压信号，脉冲信号高电平宽度大于避雷器放电脉冲信号高电平宽度。

10、根据权利要求1所述的避雷器放电和漏电流集中监测装置，其特征在于：所述的数字处理芯片输出的中断信号是其输入的所有光纤接收器接收的开关量信号的逻辑反信号的逻辑或信号；数字处理芯片输出的第一组开关量信号均为脉冲信号，分别表征避雷器放电或避雷器漏电流超限，当脉冲信号高电平宽度为T1时，表征对应的避雷器放电，当脉冲信号高电平宽度为T2时，表征对应的避雷器漏电流超限，T1、T2都大于零且T2大于T1；数字处理芯片输出的第二组开关量信号均为脉冲信号，脉冲信号高电平宽度为T3，分别表征N个避雷器漏电流超限，T3大于零。

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