氧化鋅避雷器在線監測裝置的製作方法

2023-06-02 07:35:26 1

專利名稱：氧化鋅避雷器在線監測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電力行業的避雷技術領域，尤其涉及一種氧化鋅避雷器在線監測裝置及其分析系統。
背景技術：
目前，電力系統中有關於氧化鋅避雷器的技術主要包括以下兩種現有技術一提供一種氧化鋅避雷器放電計數器，它是串聯在避雷器下面，用來記錄避雷器動作次數的一種裝置。如圖I所示，為國內的FCZ-II型放電計數器(圖I中的L為計數器線圈，C為儲能電容器，Rl和R2為電阻片，A為避雷器)，其工作原理是當避雷器動作時，放電電流流過電阻片R1，在Rl上的壓降經電阻片R2給儲能電容器C充電，然後對電磁式計數器的電感線圈L放電，使其轉動一格，記一次數。這類放電計數器只能測量雷電 衝擊次數，缺少通訊接口，只能手工填報巡檢結果，效率低、容易漏項或出錯。現有技術二提供一種金屬氧化物避雷器洩漏電流帶電檢測儀，它是用來監測氧化鋅避雷器的洩漏電流的變化情況的一種裝置，適用於變電站、發電廠和實驗室測量金屬氧化物避雷器的阻性電流、有功損耗和全電流等，具體有兩種測量方法自補償法與外補償法。自補償法用於現場帶電檢測，外補償法一般用於實驗室測量。但它屬可攜式測量儀器，不具備在線監測功能，不能測量雷電流幅值和雷電衝擊次數，沒有智能傳輸接口。

實用新型內容本實用新型的目的之一是，提供一種氧化鋅避雷器在線監測裝置。該氧化鋅避雷器在線監測裝置，包括電阻片、衝擊電流處理電路、洩漏電流處理電路、採集及輸出電路；所述電阻片的輸入端連接氧化鋅避雷器，當接收到氧化鋅避雷器輸入的電流為衝擊電流時，電阻片的輸出端與衝擊電流處理電路相連接，當接收到氧化鋅避雷器輸入的電流為洩漏電流時，所述電阻片的輸出端與洩漏電流處理電路連接；所述衝擊電流處理電路，包括整流電路、衝擊電流傳感器和峰值保持電路；其中，所述整流電路，對電阻片輸入的衝擊電流進行整流，得到整流電流；所述衝擊電流傳感器，將所述整流電流轉換為衝擊電壓；所述峰值保持電路，對所述衝擊電壓進行峰值保持處理，輸出第一電壓數據；所述洩漏電流處理電路，包括電流電壓調整單元，用於將電阻片輸入的洩漏電流進行調整轉換，輸出第二電壓數據；採集及輸出電路，用於採集並在線輸出所述第一電壓或第二電壓數據。優選的是，所述的洩漏電流處理電路還包括濾波電路，用於對所述第二電壓數據進行濾波。優選的是，所述的採集及輸出電路進一步包括採集單元，用於採集所述第一電壓或第二電壓數據；[0014]DSP分析單元，用於分析所述第一電壓或第二電壓數據；輸出單元，用於輸出所述第一電壓或第二電壓數據。優選的是，所述的輸出單元包括藍牙通訊接口。實用新型的目的之一是，提供一種氧化鋅避雷器在線監測分析系統。該氧化鋅避雷器在線監測分析系統包括上述氧化鋅避雷器在線監測裝置；數據收發裝置，接收所述在線監測裝置輸出的第一電壓或第二電壓數據，並發送至伺服器；伺服器，分析所述第一電壓或第二電壓數據。 優選的是，所述的數據接收及發送裝置包括PDA。優選的是，所述伺服器進一步包括數據處理單元，將接收的所述第一電壓或第二電壓數據進行分類；比較單元，分別將所述第一電壓、第二電壓數據與預定值進行比較，輸出比較結果;顯示單元，根據所述比較結果，顯示所述第一電壓或第二電壓數據。優選的是，所述伺服器進一步包括狀態分析及告警單元，根據所述比較結果，分析氧化鋅避雷器的當前工作狀態，若所述氧化鋅避雷器的工作狀態為異常時，發出告警信
肩、O優選的是，所述氧化鋅避雷器的當前工作狀態包括工作正常、工作異常。本實用新型的有益效果在於該裝置在現有計數器的基礎上，升級研製新型氧化鋅避雷器監測裝置。除測量雷電衝擊次數外，該裝置還能測量雷電流幅值、氧化鋅避雷器的全電流、阻性電流峰值及有功損耗等多個值，具備存儲功能，大大方便了用戶更加準確、全面的了解避雷器的洩漏電流情況，及時發現其缺陷以制定最佳的運行和檢修方案。該裝置還提供藍牙通訊接口，巡檢人員可將數據下載至智能終端手持PDA，輕鬆得到巡檢結果，再由PDA上傳至後臺管理系統，一次性完成巡檢數據的填寫，大大提高了巡檢效率和準確率。基於本項目開發的避雷器在線監測裝置，構建了一個全新的避雷器在線檢測系統模式，如圖2所示。依託避雷器在線監測裝置、以輸變電設備狀態檢修輔助決策系統平臺為依託，研製開發了用於智能巡檢的PDA裝置，實現巡檢過程中在線監測數據的回收與上傳，以巡檢的方式使在線監測數據作為避雷器狀態分析的基礎，從而實現避雷器的狀態檢測。該裝置是應用最新電子技術研製的智能型裝置，在功能上將以上兩種裝置合二為一，並且增加了測量雷電流幅值的功能；提供藍牙數據傳輸接口，以便智能巡檢的實現；可累計存儲10次雷電衝擊的相關數據。現場施工方面，可代替氧化鋅避雷器放電計數器，串聯在避雷器下面。該裝置靈敏度高，抗幹擾能力強。在現場調試簡單，維護方便，運行安全。基於本項目開發的避雷器在線監測裝置，構建了一個全新的避雷器在線檢測系統模式。依託避雷器在線監測裝置、以輸變電設備狀態檢修輔助決策系統平臺為依託，研製開發了用於智能巡檢的PDA裝置，實現巡檢過程中在線監測數據的回收與上傳，以巡檢的方式使在線監測數據作為避雷器狀態分析的基礎，從而實現避雷器的狀態檢測。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為現有的FCZ-II型放電計數器的電路示意圖。圖2為本實用新型的氧化鋅避雷器在線監測裝置的結構示意圖。圖3為本實用新型的氧化鋅避雷器在線監測裝置的另一結構示意圖。圖4為本實用新型的氧化鋅避雷器在線監測裝置的又一結構示意圖。圖5為本實用新型的氧化鋅避雷器在線分析系統的結構示意圖。圖6為本實用新型的氧化鋅避雷器在線分析系統的另一結構示意圖。圖7為本實用新型的氧化鋅避雷器的電流分析處理流程圖。圖8為本實用新型的氧化鋅避雷器的衝擊電流處理電路的示意圖。圖9為本實用新型的氧化鋅避雷器的洩漏電流處理電路的示意圖。圖10為本實用新型的氧化鋅避雷器的採樣單元的電路示意圖。圖11為本實用新型的氧化鋅避雷器的DSP分析單元的電路示意圖。圖12為本實用新型的氧化鋅避雷器的輸出單元的電路示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。如圖2所示，為本實用新型的氧化鋅避雷器在線監測裝置的結構示意圖。該氧化鋅避雷器在線監測裝置100包括電阻片101(或者也可稱為閥片)、衝擊電流處理電路102、洩漏電流處理電路103、採集及輸出電路104 ；所述電阻片101的輸入端連接氧化鋅避雷器，當接收到氧化鋅避雷器輸入的電流為衝擊電流(發生雷擊時所產生的電流)時，電阻片101的輸出端與衝擊電流處理電路103相連接，當接收到氧化鋅避雷器輸入的電流為洩漏電流時，所述電阻片的輸出端與洩漏電流處理電路103連接；如圖3所示，為本實用新型的氧化鋅避雷器在線監測裝置的另一結構示意圖。如圖3所示，所述衝擊電流處理102電路，包括整流電路1021、衝擊電流傳感器1022和峰值保持電路1023 ;其中，所述整流電路1021，對電阻片輸入的衝擊電流進行整流，得到整流電流；所述衝擊電流傳感器1023，將所述整流電流轉換為衝擊電壓(一般來講，輸入至電流傳感器1023的電流為幾千安培，而經過電流傳感器1023調整轉換後得到的衝擊電壓為幾個伏特)；所述電流傳感器1023，對所述衝擊電壓進行峰值保持處理，輸出第一電壓數據。具體來講，電流傳感器1023是用於將輸入信號變化並以最大值保持數秒，得到的第一電壓數據是一種穩態的電壓，以便後續電路實現採集和計算。所述洩漏電流處理電路103，包括電流電壓調整單元1031，用於將電阻片輸入的洩漏電流進行調整轉換(將電流數據轉換成電壓數據)，輸出第二電壓數據；優選的是，所述的洩漏電流處理電路103還可包括濾波電路1032，用於對所述第二電壓數據進行濾波。採集及輸出電路，用於採集並在線輸出所述第一電壓或第二電壓數據。所述的採集及輸出電路104進一步包括採集單元1041、DSP分析單元1042和輸出單元1043。其中，採集單元1041，用於採集所述第一電壓或第二電壓數據；DSP分析單元1042，用於分析所述第一電壓或第二電壓數據；輸出單元1043，用於輸出所述第一電壓或第二電壓數據。具體來講，所述的輸出單元1043可以是藍牙通訊接口。但本實用新型並不以此為 限。本領域技術人員可以根據實際需要，採用其他接口。如圖4所示，氧化鋅避雷器200可以是三相氧化鋅避雷器(如圖4中所示的氧化鋅避雷器的A相201、B相202和C相203)。可以將A、B、C三相各10組進行存儲，並存儲最近10次氧化鋅避雷器動作記錄，記錄數據包括雷電流幅值和累計雷電衝擊次數及對應的雷電衝擊時間。根據上述記載可知不論是通過避雷器輸入至本氧化鋅避雷器在線監測裝置的電流為衝擊電流還是洩漏電流，本氧化鋅避雷器在線監測裝置均能夠採集到，並輸出數據。如圖5所示，本實用新型實施例另提供一種氧化鋅避雷器在線分析系統，如上所述的氧化鋅避雷器在線監測裝置100、數據收發裝置301和伺服器302。其中，數據收發裝置301，接收所述在線監測裝置100輸出的第一電壓或第二電壓數據，並發送至伺服器302 ；伺服器302，用於分析所述第一電壓或第二電壓數據。具體來講，所述的數據接收及發送裝置可以是PDA，但本實用新型並不以此為限。本領域技術人員可以根據實際需要，採用其他接收裝置。所述伺服器進一步包括數據處理單元3021、比較單元3022、顯示單元3023和狀態分析及告警單元3024。數據處理單元3021，將接收的所述第一電壓或第二電壓數據進行分類；比較單元3022，分別將所述第一電壓、第二電壓數據與預定值進行比較，輸出比較結果;顯示單元3023，根據所述比較結果，顯示所述第一電壓或第二電壓數據。該顯示單元3023可以是顯示器。狀態分析及告警單元3024，根據所述比較結果，分析氧化鋅避雷器的當前工作狀態，若所述氧化鋅避雷器的工作狀態為異常時，發出告警信息。所述氧化鋅避雷器的當前工作狀態包括工作正常、工作異常。更具體地，還可將工作異常繼續細分為一般異常、嚴重異常等等。由於可以只使用電流信號而不用PT電壓信號，因此可以避免相間幹擾的影響，同時阻性電流的測量是根據氧化鋅避雷器的固有特性並採用補償原理，所以又在很大程度上可以減輕系統諧波的影響。本項目新型產品在現場使用時將不需從PT取參考信號，只用單相MOA洩漏電流，因此特別適合現場使用，安全、省時、可靠。本實用新型的氧化鋅避雷器在線監測裝置的相關性能指標如下[0067]雷電流幅值量程50A 20kA，精度±5%全電流有效值量程(Tl0mA，精度±0. 5%全電流峰值量程(Tl5mA，精度土 1%阻性電流峰值量程(Tl0mA，精度土 10%功率損耗量程(TlOW/kV，精度±10%雷電衝擊次數0 99次，動作電流大於200A溫度範圍工作溫度-1(T5(TC。圖6為本實用新型的氧化鋅避雷器在線分析系統的另一結構示意圖。伺服器302 還可與多個客戶端(如圖中的客戶端I、客戶端2……客戶端N)相連，這樣一來，客戶端就可接收到來自於伺服器的數據。圖7為本實用新型的氧化鋅避雷器的電流分析處理流程圖。圖7中的各步驟可以在採集及輸出電路104中進行。步驟S101，設置採樣頻率例如，設置的採樣頻率為1024個點/秒；步驟S102，六通道A/D採樣例如，採用14位AD採樣晶片，實現對A、B、C三相的雷電流和全電流共6個通道的採集；步驟S103，進行諧波運算例如通過加窗等諧波運算過濾掉電磁幹擾等信號；步驟S104，進行FFT傅立葉變換；步驟S105，計算全電流、阻性電流峰值、有功損耗、雷電流幅值和雷電衝擊次數；步驟S106，查詢藍牙接口連接狀態、上傳測試數據。例如通過藍牙通信模塊的傳輸採用SPP-MASTER串行協議，PDA為通信的主動發起方，採集器為應答方，採用一問一答的方式。故而正常情況下本系統的藍牙通信模塊處於休眠狀態，直到PDA喚醒。傳輸數據格式為ASCII碼。為了便於理解，現提供具體電路示意圖以供參考。如圖8所示為本實用新型的氧化鋅避雷器的衝擊電流處理電路102的示意圖。圖9為本實用新型的氧化鋅避雷器的洩漏電流處理電路103的示意圖。圖10為本實用新型的氧化鋅避雷器的採樣單元1041的電路示意圖。圖11為本實用新型的氧化鋅避雷器的DSP分析單元1042的電路示意圖。圖12為本實用新型的氧化鋅避雷器的輸出單元(藍牙通訊接口)的電路示意圖。本領域技術人員可以理解附圖只是一個優選實施例的示意圖，附圖中的元器件並不一定是實施本實用新型所必須的。本領域技術人員可以理解實施例中的各元器件可以按照實施例描述進行分布於實施例的裝置中，也可以進行相應變化位於不同於本實施例的一個或多個裝置中。上述本實用新型實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。本實用新型中應用了具體實施例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本實用新型的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
權利要求1.一種氧化鋅避雷器在線監測裝置，其特徵在於，包括電阻片、衝擊電流處理電路、洩漏電流處理電路、採集及輸出電路； 所述電阻片的輸入端連接氧化鋅避雷器，當接收到氧化鋅避雷器輸入的電流為衝擊電流時，電阻片的輸出端與衝擊電流處理電路相連接，當接收到氧化鋅避雷器輸入的電流為洩漏電流時，所述電阻片的輸出端與洩漏電流處理電路連接； 所述衝擊電流處理電路，包括整流電路、衝擊電流傳感器和峰值保持電路；其中，所述整流電路，對電阻片輸入的衝擊電流進行整流，得到整流電 流；所述衝擊電流傳感器，將所述整流電流轉換為衝擊電壓；所述峰值保持電路，對所述衝擊電壓進行峰值保持處理，輸出第一電壓數據； 所述洩漏電流處理電路，包括電流電壓調整單元，用於將電阻片輸入的洩漏電流進行調整轉換，輸出第二電壓數據； 採集及輸出電路，用於採集並在線輸出所述第一電壓或第二電壓數據。
2.如權利要求I所述的氧化鋅避雷器在線監測裝置，其特徵在於，所述的洩漏電流處理電路還包括 濾波電路，用於對所述第二電壓數據進行濾波。
3.如權利要求I所述的氧化鋅避雷器在線監測裝置，其特徵在於，所述的採集及輸出電路進一步包括 採集單元，用於採集所述第一電壓或第二電壓數據； DSP分析單元，用於分析所述第一電壓或第二電壓數據； 輸出單元，用於輸出所述第一電壓或第二電壓數據。
4.如權利要求I所述的氧化鋅避雷器在線監測裝置，其特徵在於，所述的輸出單元包括藍牙通訊接口。
專利摘要本實用新型提供一種氧化鋅避雷器在線監測裝置。該裝置包括電阻片、衝擊電流處理電路、洩漏電流處理電路、採集及輸出電路；電阻片輸入端連接氧化鋅避雷器，收到衝擊電流時，電阻片輸出端與衝擊電流處理電路相連，收到洩漏電流時，電阻片輸出端與洩漏電流處理電路連接；衝擊電流處理電路包括整流電路、衝擊電流傳感器和峰值保持電路；整流電路，用於得到整流電流；衝擊電流傳感器，用於得到衝擊電壓；峰值保持電路，輸出第一電壓；洩漏電流處理電路包括電流電壓調整單元，用於輸出第二電壓數據；採集及輸出電路，採集並在線輸出第一電壓或第二電壓數據。本在線監測裝置靈敏度高，抗幹擾能力強。現場調試簡單，維護方便，運行安全。
文檔編號G01R19/00GK202794359SQ20122015187
公開日2013年3月13日 申請日期2012年4月11日 優先權日2012年4月11日
發明者彭瓏, 李 雨, 劉少宇, 鄧春, 王劍, 劉連睿, 劉亞新, 陶煒, 谷瑞英, 陸新原 申請人:華北電力科學研究院有限責任公司, 北京華科興盛電力工程技術有限公司