一种避雷器在线监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于避雷器技术领域，尤其是一种避雷器在线监测装置。
【背景技术】
[0002]氧化锌避雷器是发电站、变电站及输电线路用来保护电力系统中各种电气设备免受过电压损坏的电气产品，是保证电力系统安全运行的重要保护设备之一。氧化锌避雷器的主要作用是吸收雷电过电压、操作过电压等的冲击能量，防止过电压损坏电力设备及用电设备。由于氧化锌避雷器长期承受持续运行电压、冲击电压以及各种外部因素的影响会加速电阻片的老化，绝缘性遭到破坏继而发生阻性电流增加，功耗增大，导致避雷器热崩溃而发生击穿爆炸等事故。为保证避雷器正常运行，需要检测避雷器状态和过电压冲击次数。
[0003]目前的技术方案，一般通过单一电流互感器或普通有源传感器件对避雷器进行运行(泄漏)电流的监测，配合机械式雷击计数器实现雷击计数或通过有源传感元件感应避雷器接地回路的避雷器末屏信号，将其转换成为雷击数据信号，完成雷击计数。上述技术方案，频率响应范围小、检测精度低并且在干扰较强的环境下对泄漏电流的检测结果往往不能反映真实情况，造成对避雷器的监测失效。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、检测精度高、抗干扰能力强的避雷器在线监测装置。
[0005]本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0006]一种避雷器在线监测装置，包括三个混合电子式Rogowski电流互感器、一个光纤光栅温度传感器和一个主控模块，三个混合电子式Rogowski电流互感器分别连接到三相避雷器上进行运行电流、雷击电流测量，一个光纤光栅温度传感器采用光纤光栅对避雷器进行分布式温度测量，三个混合电子式Rogowski电流互感器和一个光纤光栅温度传感器的输出端分别通过光纤传输线与主控模块相连接并由主控模块对测量数据进行处理。
[0007]而且，所述混合电子式Rogowski电流互感器包括混合线圈、积分电路、ADC转换电路、ARM处理器、A/D时序控制电路、CPLD电路和电光转换模块；混合线圈包括两个空心Rogowski线圈，一个空心Rogowski线圈为雷击电流罗氏线圈，另一个空心Rogowski线圈为运行电流罗氏线圈；积分电路包括自积分电路和外积分电路;ADC转换电路包括运行电流ADC转换电路、雷击电流ADC转换电路；运行电流罗氏线圈、外积分电路、运行电流ADC转换电路和ARM处理器依次相连接，雷击电流罗氏线圈、自积分电路、雷击电流ADC转换电路和ARM处理电路依次相连接，该ARM处理器分别通过A/D时序控制电路和CPLD电路与运行电流ADC转换电路、雷击电流ADC转换电路相连接，ARM处理器通过电光转换模块并使用光纤传输线与主控模块相连接。
[0008]而且，所述光纤光栅温度传感器包括宽带光源发射器、光分路器、光纤布拉格光栅以及光纤光栅解码器，光纤布拉格光栅分布在避雷器温度场区域，宽带光源发射器发出照射光通过光分路器照射在光纤布拉格光栅上，光分路器输出端联接到光纤光栅解码器上进行解调并通过光纤传输线发送至主控模块。
[0009]而且，所述主控模块包括ARM主控处理器及与其相连接的DSP协处理器、光电转换电路、掉电检测电路、SDRAM存储器、FLASH存储器、人机交互模块、无线通讯模块；ARM主控处理器与DSP协处理器配合实现雷击电流数据分析处理功能；ARM主控处理器与光电转换电路相连接用于接收三相避雷器的电流及温度数据；ARM主控处理器通过图形驱动及键盘接口与人机交互模块相连接实现人机交互功能；ARM主控处理器通过TCP/IP与无线通讯模块相连接并与监控中心完成遥控、遥测、遥信的工作数据交互功能；SDRAM存储器包括雷击电流存储SDRAM、运行电流存储SDRAM，SDRAM存储器通过电池供电，该电池与掉电检测电路相连接实现电源切换功能；FLASH存储器用于程序存储及雷击计数存储。
[0010]而且，所述ARM主控处理器还连接声光报警器实现声光报警功能。
[0011 ] 而且，所述ARM主控处理器还连接一 USB接口用于外扩大容量存储器。
[0012]本发明的优点和积极效果是:
[0013]1、本在线监测装置采用混合电子式Rogowski电流互感器测量避雷器运行电流及过电压电流，在不影响避雷器正常工作的前提下，提高了对雷击反应的准确性，实现了精准记录雷击次数；此外，采用高速采样电路能够在记录雷击次数的同时还能精确记录闪电雷击的时间、闪电电流幅值、波形以及放电持续时间，将雷击对电网造成的危害降到了最低，满足了避雷器在线监测的要求。
[0014]2、本在线监测装置采用光纤光栅温度传感器对避雷器的实时温度进行分布式采集和监测，经过分析电流和温度判断避雷器的工作状态是否正常，能够精确、便捷地监测避雷器绝缘状态，将避雷器的隐患故障降到了最低，从而提高了供电可靠性，切实保障了电力设备地安全运行；弥补了只检测避雷器运行电流来判断避雷器状态的不足。
[0015]3、本在线监测装置具有无线通讯功能，能够实时与监控中心进行通信实现三遥功能，能够对氧化物避雷器准确地进行状态评估、故障诊断和落雷情况记录及落雷次数清零。
[0016]4、本发明设计合理，其以电磁感应原理和光电子学为基础，利用混合电子式罗果夫斯基线圈和光纤光栅为传感器，应用电力电子技术及数字信号处理技术，实现对避雷器在线实时监测的功能，具有检测电流、温度精度高，落雷捕获计数无差错，抗干扰能力强等特点。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的系统框架图；
[0018]图2是本发明的电路原理总框图；
[0019]图3是混合电子式Rogowski电流互感器的原理框图；
[0020]图4是光纤光栅温度传感器的原理框图；
[0021]图5是主控模块的原理框图。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。
[0023]一种避雷器在线监测装置，如图1所示，包括混合电子式Rogowski电流互感器(罗氏电流互感器)、光纤光栅温度传感器和主控模块。其中，混合电子式Rogowski电流互感器对避雷器的运行(泄漏)电流及冲击(雷击)电流进行测量，将测量数据通过光纤传送至主控模块，该电流互感器采用Rogowski线圈作为避雷器上的传感头，其将Rogowski线圈的输出数字化后，通过光纤传送至低压端的主控模块，利用光纤数字传输系统实现高压部分和低压部分的完全电气隔离和实现信号传输，提高了该检测装置信号传输的抗干扰能力，混合电子式Rogowski电流互感器具有良好的线性度和测量精度，动态范围大，响应速度快。由于有缺陷的避雷器在运行时的热特征是整个瓷套出现不均匀的发热或瓷套内部有缺陷部位的温度比正常高，本发明利用光纤光栅温度传感器对避雷器进行分布式测温能够实现在线检测避雷器功能，该光纤光栅温度传感器将避雷器的温度数据通过光纤传送至低压端的主控模块，光纤光栅温度传感器测温具有温度探测灵敏度高、响应时间短、抗电磁干扰能力强等优势，完全满足避雷器在线检测的要求。主控模块为本在线监测装置的核心控制部分，其完成的主要功能是:将混合电子式Rogowski电流互感器和光纤光栅温度传感器通过光纤传送过来的光信号经过光电转换电路成为电信号，主控处理器解析该电信号，然后根据数据的数值判断避雷器的运行电流是否正常、判断是否遭受雷击并记录雷击次数、判断避雷器的温度是否正常；根据运行电流和温度最终决定避雷器的运行状态并根据避雷器状态进行声光报警；记录避雷器运行电流和雷击电流的数值和避雷器温度的数值；主控模块具有人机界面处理功能，并通过无线通讯模块将避雷器各类数据和避雷器的状态远传到监控中心，还可以接受监控中心的指令实现了“三遥”功能。
[0024]图2给出了本发明的总体结构和控制流程。该在线监测装置可以同时在线监测三相避雷器的运行参数(运行电流、雷击电流、运行温度)、根据各相的运行参数判断避雷器的运行状态是否正常并记录雷击次数，将所有数据进行存储并可以与监控中心进行通