一种氧化锌避雷器在线监测仪的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种氧化锌避雷器在线监测仪，包括至少一台电压隔离取样器和至少一台避雷器智能监测器，电压隔离取样器输出端和避雷器智能监测器的漏电流检测输出端通过相位差检测电路或各通过智能模拟量输入模块与单片机MCU的I/O端口连接，单片机MCU的输出信号经I/O端口连接报警装置和/或显示屏。它具有检测及时准确、安全可靠、自动化程度高等特点。
【专利说明】一种氧化锌避雷器在线监测仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种氧化锌避雷器在线监测仪。
【背景技术】
[0002]氧化锌避雷器主要用于限制由线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压，是保证电力系统安全运行的重要保护设备之一。但由于氧化锌避雷长期承受工频电压、冲击电压，再加上各种外部环境等因素的影响而趋于老化失效，如果安装的氧化锌避雷器失效，供电系统如遇雷雨天气随时有遭受雷击的可能，将不能很好地发挥安全保障作用，因此，监测氧化锌避雷器是否失效是保障供电系统安全的一项重要措施。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种氧化锌避雷器在线监测仪，它具有检测及时准确、安全可靠、自动化程度高等特点。
[0004]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:包括至少一台电压隔离取样器和至少一台避雷器智能监测器，电压隔离取样器输出端和避雷器智能监测器的漏电流检测输出端通过相位差检测电路或各通过智能模拟量输入模块与单片机MCU的I/O端口连接，单片机MCU的输出信号经I/O端口连接报警装置和/或显示屏。
[0005]本发明进一步改进在于:避雷器智能监测器的雷击触发脉冲输出端通过智能模拟量输入模块与单片机MCU的中断请求输入端INTR连接；电压隔离取样器和避雷器智能监测器为多台，其输出端均与智能模拟量输入模块连接，上述智能模拟量输入模块的输出端均连接无线通信模块；单片机MCU为一台，其I/O端口连接用于与电压隔离取样器和避雷器智能监测器进行无线通讯的无线通信模块；电压隔离取样器输出端和避雷器智能监测器的漏电流检测输出端通过相位差检测电路与单片机MCU的I/O端口连接，相位差检测电路为两个主要由运算放大器组成的过零比较器，其中一个过零比较器输入端与电压隔离取样器输出端连接；另一个过零比较器输入端与避雷器智能监测器的漏电流检测输出端连接；两个过零比较器输出端分别与单片机MCU的I/O端口连接；氧化锌避雷器在线监测仪采用太阳能电池供电；它还包括上位机，上位计算机为变电站状态监测IED。
[0006]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:电压隔离取样器输出端和避雷器智能监测器的漏电流检测输出端通过相位差检测电路或各通过智能模拟量输入模块与单片机MCU的I/O端口连接，单片机MCU的输出信号经I/O端口连接报警装置和/或显示屏。通过检测线路交流电压与避雷器泄露电流的相位差，并与单片机MCU内相位差设定值进行比较，逻辑判断氧化锌避雷器是否失效，并经单片机I/O接口进行报警和显示；以提请工作人员进行处理，确保避雷器安全可靠地工作；避雷器智能监测器的雷击触发脉冲输出端通过智能模拟量输入模块与单片机MCU的中断请求输入端INTR连接。可对雷击信号快速响应进行计数；电压隔离取样器和避雷器智能监测器为多台，其输出端均与智能模拟量输入模块连接，上述智能模拟量输入模块的输出端均连接无线通信模块；单片机MCU为一台，其I/O端口连接用于与电压隔离取样器和避雷器智能监测器进行无线通讯的无线通信模块。通过无线网络通信技术，实现高度集中操作、显示和报警；上位计算机为变电站状态监测IED。利用现有的变电站状态监测IED平台进行管理，资源合理调配，设备利用率高，便于管理、增加了系统的安全可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本发明实施例1的结构示意图；
[0008]图2是本发明实施例2的结构示意图。
[0009]测量原理:
[0010]判断氧化锌避雷器是否发生老化或受潮，通常以观察正常运行电压下流过氧化锌避雷器阻性电流的变化情况，即观察阻性泄漏电流是否增大作为判断依据，而阻性泄漏电流往往仅占全泄露电流的10%?20%,因此，仅仅以观察全泄露电流的变化情况来确定氧化锌避雷器阻性泄露电流的变化情况是困难的，只有将阻性泄漏电流从总泄露电流中分离出来才能检测准确。一般氧化锌避雷器安装就位后，其与地之间的分布电容基本确定(即超前电压90度的容性电流大小确定)，线路经氧化锌避雷器与地构成的回路可等效为电容与电阻并联电路，因此，通过检测氧化锌避雷器的总泄露电流超前线路电压的相位差即可得知阻性泄漏电流的变化情况，从而判断出氧化锌避雷器是否失效。
【具体实施方式】
[0011]实施例1:
[0012]由图1所示的实施例可知，包括多台电压隔离取样器和多台避雷器智能监测器，每台电压隔离取样器输出端与智能模拟量输入模块连接，其智能模拟量输入模块的输出端连接无线通信模块；每台避雷器智能监测器的漏电流检测输出端和雷击触发脉冲输出端分别与智能模拟量输入模块连接，其两个智能模拟量输入模块输出端共与无线通信模块连接；单片机MCU为一台，其I/O端口连接用于与电压隔离取样器和避雷器智能监测器进行无线通讯的无线通信模块；单片机MCU为一台，其I/O端口还分别连接显示屏和变电站状态监测IED。氧化锌避雷器在线监测仪采用太阳能电池供电。
[0013]工作原理:
[0014]避雷器智能监测器以IOkHz的速率对避雷器泄漏电流进行采样，同时电压隔离取样器进行采样，采样出来的高速模拟信号经智能模拟量输入模块进行A/D转换，其转换后的数字信号经无线通信模块进行调制无线输出，由单片机MCU无线接收后，经单片机MCU内安装的相位差检测程序进行接收处理，得到避雷器泄漏电流和阻性电流，处理结果进行显示；同时送至变电站状态监测IED，进行记录和报警等集中管理。雷击计数通过雷击触发电路触发一个中断信号，通过无线通信模块将数据上传到单片机MCU，MCU在中断中将雷击次数累积，同时送至变电站状态监测IED。多台电压隔离取样器和多台避雷器智能监测器通过无线网络组成氧化锌在线监测系统，采用太阳能供电方式，不需外部电源。
[0015]相位差检测程序作为一种成熟技术检测准确、性能优良、可靠性高。
[0016]实施例2:
[0017]由图2所示的实施例可知，包括一台电压隔离取样器和一台避雷器智能监测器，电压隔离取样器输出端和避雷器智能监测器的漏电流检测输出端通过相位差检测电路与单片机MCU的I/O端口连接，相位差检测电路为两个主要由运算放大器组成的过零比较器，其中一个过零比较器输入端与电压隔离取样器输出端连接；另一个过零比较器输入端与避雷器智能监测器的漏电流检测输出端连接；两个过零比较器输出端分别与单片机MCU的I/O端口连接；避雷器智能监测器的雷击触发脉冲输出端通过智能模拟量输入模块与单片机MCU的中断请求输入端INTR连接。单片机MCU I/O端口还分别连接显示屏和变电站状态监测IED ;其供电方式采用太阳能电池供电。
[0018]工作原理:
[0019]电压隔离取样器检测的电压频率信号和避雷器智能监测器检测的漏电流频率信号经两个由运算放大器组成的过零比较器进行过零比较，然后经单片机MCU计算出两个过零比较器输出电平上升沿之间的时间差，即可得知总泄露电流超前线路电压的相位差，过零比较器具有工作可靠，测量精度高的优点，避雷器智能监测器检测的雷击触发脉冲信号以中断方式传输至单片机MCU，然后经显示屏显示或传输至变电站状态监测IED。
【权利要求】
1.一种氧化锌避雷器在线监测仪，其特征在于:包括至少一台电压隔离取样器和至少一台避雷器智能监测器，所述电压隔离取样器输出端和避雷器智能监测器的漏电流检测输出端通过相位差检测电路或各通过智能模拟量输入模块与单片机MCU的I/O端口连接，所述单片机MCU的输出信号经I/O端口连接报警装置和/或显示屏。
2.根据权利要求1所述的一种氧化锌避雷器在线监测仪，其特征在于所述避雷器智能监测器的雷击触发脉冲输出端通过智能模拟量输入模块与单片机MCU的中断请求输入端INTR连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种氧化锌避雷器在线监测仪，其特征在于所述电压隔离取样器和避雷器智能监测器为多台，其输出端均与智能模拟量输入模块连接，上述智能模拟量输入模块的输出端均连接无线通信模块；所述单片机MCU为一台，其I/O端口连接用于与电压隔离取样器和避雷器智能监测器进行无线通讯的无线通信模块。
4.根据权利要求1或2所述的一种氧化锌避雷器在线监测仪，其特征在于所述电压隔离取样器输出端和避雷器智能监测器的漏电流检测输出端通过相位差检测电路与单片机MCU的I/O端口连接，所述相位差检测电路为两个主要由运算放大器组成的过零比较器，其中一个过零比较器输入端与电压隔离取样器输出端连接；另一个过零比较器输入端与避雷器智能监测器的漏电流检测输出端连接；所述两个过零比较器输出端分别与单片机MCU的I/O端口连接。
5.根据权利要求4所述的一种氧化锌避雷器在线监测仪，其特征在于所述氧化锌避雷器在线监测仪采用太阳能电池供电。
6.根据权利要求4所述的一种氧化锌避雷器在线监测仪，其特征在于它还包括上位机，所述上位计算机为变电站状态监测IED。
【文档编号】G01R25/00GK103630769SQ201310290629
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年7月11日 优先权日:2013年7月11日
【发明者】王艳辉, 生西奎, 李明霞, 满永亮 申请人:保定市超人电子有限公司