一種避雷器實時在線監控方法與流程
2023-05-16 07:53:36 3
本發明涉及智能電網技術領域，具體涉及一種避雷器實時在線監控方法。
背景技術：
目前的信號避雷器基本原理見圖1，主要器件包括第一級放電器件放電管g，退藕器件r，第二級放電tvs管t，外部信號線遭雷擊後，雷電通過g和t洩放到地，後面設備受到保護。信號避雷器經過多年使用或遭到過較大雷擊後，性能開始衰減，衰減的主要結果包括兩方面：(1)是g和t的放電能力下降，比如信號避雷器的放電能力為5ka，衰減後可能降到1ka以下，此時，一次較大的雷電發生時，g和t不能完全洩放到地，大部分雷電到了設備，造成設備損壞。(2)保護電壓大幅提高，保護電壓是雷電通過避雷器後被鉗制的電壓，雷電一般在幾千伏以上，經過避雷器後到設備能承受的範圍(一般幾十伏)，避雷器性能衰減後，保護電壓可能達千伏，超過了設備的承受電壓造成設備損壞。
為保證不產生幹擾，現有的避雷器內部不供電，不設置有源監控，其性能衰減後，無告警指示，不能及時提醒工作人員更換避雷器，造成後面設備損壞。
技術實現要素：
基於此，本發明實施例的目的在於提供一種避雷器實時在線監控方法，可以及時提醒工作人員更換避雷器，避免造成後面設備損壞。
為達到上述目的，本發明實施例採用以下技術方案：
一種避雷器實時在線監控方法，包括步驟：
採集設置在避雷器的放電管表面的第一熱敏電阻的溫度及電壓、以及採集設置在避雷器的瞬變二極體表面的第二熱敏電阻的溫度及電壓；
依據第一熱敏電阻與溫度的關係係數、第一熱敏電阻的溫度及電壓、流過放電管雷電流與溫度的關係係數，獲取流過放電管的雷電流；
依據第二熱敏電阻與溫度的關係係數、第二熱敏電阻的溫度及電壓、流過瞬變二極體雷電流與溫度的關係係數，獲取流過瞬變二極體的雷電流；
當流過放電管的雷電流大於放電管的標稱最大放電電流時，控制避雷器狀態指示燈亮，並顯示第一報警信息；
當流過瞬變二極體的雷電流大於瞬變二極體的標稱最大放電電流時，控制避雷器狀態指示燈亮，並顯示第二報警信息。
本發明中，在避雷器的放電管g、瞬變二極體t表面各設置一個熱敏電阻r1和r2，流過放電管g、瞬變二極體t的電流增大到他們各自的最大值時，放電管g、瞬變二極體t的表面溫度急劇上升，獲取r1和r2的電壓和溫度；然後依據r1和r2的電壓和溫度、熱敏電阻(r1、r2)與所測溫度t的關係係數，以及流過放電管/瞬變二極體的雷電流和所測溫度t的關係係數即可反推流過放電管/瞬變二極體的雷電流。當放電管/瞬變二極體雷電流超過放電管/瞬變二極體的標稱最大放電電流時(該參數明確標註在器件手冊中)確認為器件老化或故障，控制避雷器狀態指示燈亮，並將相關信息通過串口接口模塊上傳至本地計算機，可以及時提醒工作人員更換避雷器，避免造成後面設備損壞。
附圖說明
附圖是用來提供對本發明的進一步理解，並構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用於解釋本發明，但不應構成對本發明的限制。在附圖中，
圖1是現有技術中的信號避雷器的結構示意圖；
圖2是本發明提出的一種避雷器實時在線監控方法的流程圖。
圖3是本發明提出的一種避雷器實時在線監控的應用示意圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步的詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施方式僅僅用以解釋本發明，並不限定本發明的保護範圍。
圖2示出了一種避雷器實時在線監控方法的流程圖，包括步驟：
s100、採集設置在避雷器的放電管表面的第一熱敏電阻的溫度及電壓、以及採集設置在避雷器的瞬變二極體表面的第二熱敏電阻的溫度及電壓；
s101、依據第一熱敏電阻與溫度的關係係數、第一熱敏電阻的溫度及電壓、流過放電管雷電流與溫度的關係係數，獲取流過放電管的雷電流；
s102、依據第二熱敏電阻與溫度的關係係數、第二熱敏電阻的溫度及電壓、流過瞬變二極體雷電流與溫度的關係係數，獲取流過瞬變二極體的雷電流；
為便於理解，下面對cpu反推流過放電管/瞬變二極體的雷電流的過程進行說明。先以反推放電管的過程進行說明：設：i1是流過熱敏電阻r1上的恆流測試電流，設定為10ma，u1是r1上的電壓，通過cpu讀出來，則u1＝r1*0.01，即r1＝u1/0.01；
設：電阻r1與溫度t的關係係數為s，則r1＝t*s，不同放電管關係係數s不同，不一定是常數，可能是一個關係式，可查器件手冊獲取，或實驗獲得；
設：i01是流過放電管上的雷電，流過放電管的雷電流和溫度t的關係係數為k，則io1＝t*k，不同放電管關係係數k不同，不一定是常數，可能是一個關係式，可查器件手冊獲取，或實驗獲得；
由此，可計算出：流過放電管的雷電流大小為i01＝[k/(0.01*s)]*u1，cpu讀出電壓後即可換算出流過放電管的電流，當電流大於放電管的標稱最大放電電流時，放電管開始老化甚至損壞。瞬變二級管的放電電流同樣的方法計算。
s103、當流過放電管的雷電流大於放電管的標稱最大放電電流時，控制避雷器狀態指示燈亮，並顯示第一報警信息；第一報警信息可以包括：避雷器編號、放電管表面溫度；
s104、當流過瞬變二極體的雷電流大於瞬變二極體的標稱最大放電電流時，控制避雷器狀態指示燈亮，並顯示第二報警信息。第二報警信息可以包括：避雷器編號、瞬變二極體表面溫度；
本發明中，如圖3所示在避雷器的放電管g、瞬變二極體t表面各設置一個熱敏電阻r1和r2，流過放電管g、瞬變二極體t的電流增大到他們各自的最大值時，放電管g、瞬變二極體t的表面溫度急劇上升，獲取r1和r2的電壓和溫度；然後依據r1和r2的電壓和溫度、熱敏電阻(r1、r2)與所測溫度t的關係係數，以及流過放電管/瞬變二極體的雷電流和所測溫度t的關係係數即可反推流過放電管/瞬變二極體的雷電流。當放電管/瞬變二極體雷電流超過放電管/瞬變二極體的標稱最大放電電流時(該參數明確標註在器件手冊中)確認為器件老化或故障，控制避雷器狀態指示燈亮，並將相關信息通過串口接口模塊上傳至本地計算機，可以及時提醒工作人員更換避雷器，避免造成後面設備損壞。
在上述實施例的改進方案中，還包括步驟：監測所述避雷器被雷擊中的次數，若避雷器被雷擊中的次數大於或者等於預警值時，控制避雷器狀態指示燈亮，並顯示第三報警信息。第三報警信息可以包括：避雷器編號、避雷器被雷擊的累計次數。
具體的，參看圖3，感應線圈套接在避雷器的放電管和瞬變二極體的接地線的共同線路段上，所述感應線圈連接至所述雷擊脈衝計數模塊，所述雷擊脈衝計數模塊連接所述cpu。感應的電壓通過a和b線接到雷擊脈衝計數模塊，然後輸出一個電壓脈衝，每當避雷器放電一次就輸出一個電壓脈衝。雷擊脈衝計數模塊的輸出脈衝接入cpu，累計脈衝次數。當累計的次數超過避雷器的標稱放電次數(避雷器定型試驗中確定該數據)時確認為避雷器老化或故障，cpu控制避雷器狀態指示燈亮同時控制聲音報警器發出報警聲音表示避雷器故障，在遠程伺服器和本地計算機顯示避雷器故障及相關信息。
在上述實施例的改進方案中，還包括步驟：採集避雷器的交流工作電壓，以及採集避雷器交流電的零線和地線之間的電壓；
當避雷器的交流工作電壓大於或者等於預設的第一電壓值時，和/或，當避雷器交流電的零線和地線之間的電壓大於或者等於預設的第二電壓值時，控制避雷器狀態指示燈亮，並顯示第四報警信息。第四報警信息可以包括：避雷器編號、避雷器的交流工作電壓，和/或，避雷器交流電的零線和地線之間的電壓。
優選地，當交流工作電壓偏差超過設定值(一般10％，通過採集的電壓與預設的電壓值進行比較得到)時電壓報警，當零線和地線之間的電壓超過3v時報警。有時候設備(包括電源避雷器)不一定是雷擊直接損壞，而是雷擊引起電壓波動燒壞設備，有了電壓實時監測，可準確判斷設備損壞原因。
當環境的溫度和溼度超出設置門檻值時報警。任何電子設備的運行都要求在一定溫度和溼度下，長期偏離加速設備老化。監測實時的溫度和溼度，可進行設備運行環境對比統計。在上述實施例的改進方案中，還包括步驟：採集避雷器所處環境的環境溫度和溼度；當避雷器所處環境的環境溫度超過預設的環境溫度，和/或，當避雷器所處環境的環境溼度超過預設的環境溼度時，控制避雷器狀態指示燈亮，並顯示第五報警信息。第五報警信息可以包括：避雷器編號、避雷器所處環境溫度和溼度。
避雷器報警還可以進行遠程監控，在上述實施例的改進方案中，還包括步驟：將報警信息上傳至遠程伺服器。
進行避雷器報警還可以進行聲音報警，當出現上述實施例的任何一種燈光報警時，還可以進行聲音報警。
在本發明中，避雷器的id、報警狀態數據、累計放電次數、工作電壓、零地電壓、溫度、溼度等數據組成一個數據包每5分鐘輸出一次，通過乙太網發送到遠程伺服器，通過串口連接到本地計算機。
只要不違背本發明創造的思想，對本發明的各種不同實施例進行任意組合，均應當視為本發明公開的內容；在本發明的技術構思範圍內，對技術方案進行多種簡單的變型及不同實施例進行的不違背本發明創造的思想的任意組合，均應在本發明的保護範圍之內。