氧化锌避雷器在线监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种氧化锌避雷器在线监测装置，包括：若干用于监测避雷器设备两端电压的基准电压监测装置、若干用于监测避雷器末端的泄漏电流的避雷器电流监测装置；基准电压监测装置包括：电流传感器一和电流传感器二分别与前置处理单元连接；前置处理单元、采样保持单元、模数转换单元和计算机依次串联连接；锁相倍频单元并联在所述前置处理单元和采样保持单元之间，光电隔离单元与计算机、数模转换单元和前置处理单元分别连接，计算机上设有通讯接口和数据存储器。本实用新型有益效果：可以对氧化锌避雷器进行远程实时在线监测，检测精确度高，能够实时监测金属氧化物避雷器的运行状态并及时排除故障。
【专利说明】氧化锌避雷器在线监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力设备性能检测领域，尤其涉及一种氧化锌避雷器在线监测装置。
【背景技术】
[0002]氧化锌避雷器是供电线路和供电设备的重要保护设备，如果电力系统中的避雷器老化、损坏或失效，可能会引起大型电力事故，造成电力设备损坏，供电线路停电。常用的检测方法是进行定期的停电试验、检修和维护，这种方法难以及时反映设备内部的绝缘潜伏性故障，具有一定的盲目性，同时也造成了大量人力物力的浪费；而且试验电压往往要低于运行电压，因此其等效性相对较差，对某些缺陷反映不够灵敏，不能完全适应电网的安全、经济、稳定运行需求。
[0003]目前虽然出现了一些携带方便的带电检测仪器，可以直接测量避雷器的泄露电流、电压等性能参数，但是采用这些仪器对避雷器进行检测存在着检测精度低、实时性不够等缺点。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提出了一种氧化锌避雷器在线监测系统，该系统可以对氧化锌避雷器进行远程实时在线监测，检测精确度高，能够实时监测金属氧化物避雷器的运行状态并及时排除故障。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种氧化锌避雷器在线监测装置，包括:若干用于监测避雷器设备两端电压的基准电压监测装置、若干用于监测避雷器末端的泄漏电流的避雷器电流监测装置；
[0007]所述基准电压监测装置包括:电流传感器一和电流传感器二分别与前置处理单元连接；前置处理单元、采样保持单元、模数转换单元和计算机依次串联连接；锁相倍频单元并联在所述前置处理单元和采样保持单元之间，光电隔离单元与计算机、数模转换单元和前置处理单元分别连接，计算机上设有通讯接口和数据存储器。
[0008]所述避雷器电流监测装置包括:电流传感器三和电流传感器四分别与前置处理单元连接；前置处理单元、采样保持单元、模数转换单元和计算机依次串联连接；锁相倍频单元并联在所述前置处理单元和采样保持单元之间，光电隔离单元与计算机、数模转换单元和前置处理单元分别连接，计算机上设有通讯接口和数据存储器。
[0009]所述电流传感器四为零磁通电流传感器，置于避雷器电流监测装置外侧。
[0010]所述电流传感器四连接至避雷器末端，用于采集避雷器末端的电流信号。
[0011]所述基准电压监测装置和避雷器电流监测装置所测的数据通过RS485网络传送至数据监控中心。
[0012]所述基准电压监测装置通过专用电力电缆连接至避雷器对应的PT端子箱。
[0013]所述基准电压监测装置和避雷器电流监测装置中计算机的通讯接口与RS485网络接口连接。
[0014]所述基准电压监测装置和避雷器电流监测装置均采用IP65级防水设计。
[0015]本实用新型的有益效果是:
[0016]本系统具有极高的可靠性、安全性以及相对低廉的价格，可以安装到每组输电线路氧化锌避雷器进行实时检测，实现集中监测，有效地提高了线路避雷器的巡视效率、减轻巡视人员的劳动强度；做到准确及时掌握运行设备的健康状况，使运行人员及时掌握并提前处理事故隐患，保障电力电网安全供电。
[0017]与现有检测方式相比，本实用新型具有如下优点:
[0018](I)实时监测:全天候24小时不间断在线监测氧化锌避雷器的各项特性数据，并可对采集数据进行实时处理及状态预警。
[0019](2)电流传感器为采用坡莫合金做为铁芯的高精密泄漏电流传感器，可以高精密微弱交流泄漏电流进行检测，相位误差小于I分。
[0020](3)避雷器电流监测装置采用容性电流补偿法进行设备绝缘状态的诊断，可有效地削弱环境、工频干扰、变电站高压PT等因素对阻性电流测量结果的影响，大大提高运行状态诊断结果的可信度。
[0021 ] (4)基准电压监测装置和避雷器电流监测装置内部
[0022]采用IP65级防水设计的信号传感器及监测装置，满足极端天气的户外使用要求。【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型氧化锌避雷器在线监测装置结构示意图；
[0024]图2为本实用新型基准电压监测装置和避雷器电流监测装置连接示意图；
[0025]图3为本实用新型基准电压监测装置结构示意图；
[0026]图4为本实用新型避雷器电流监测装置结构示意图；
[0027]图5为本实用新型前置处理单元电路图。
[0028]其中，1.电流传感器一，2.电流传感器二，3.前置处理单元，4.采样保持单元，5.锁相倍频单元，6.模数转换单元，7.计算机，8.通讯接口，9.数据存储器，10.光电隔离单元，11.电流传感器三，12.电流传感器四，13.基准电压监测装置，14.避雷器电流监测。
【具体实施方式】:
[0029]下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明:
[0030]参考图1，一种氧化锌避雷器在线监测装置，包括:若干用于监测避雷器设备两端电压的基准电压监测装置13、若干用于监测避雷器末端的泄漏电流的避雷器电流监测装置14 ;基准电压监测装置13和避雷器电流监测装置14所测的数据通过RS485网络传送至数据监控中心。
[0031]为了将基准电压监测装置13和避雷器监测装置14能同时引入同相供电电源，通常将这两个设备安装在避雷器高压设备下方的水泥杆上。
[0032]参考图2-图4，基准电压监测装置13包括:电流传感器一 I和电流传感器二 2分别与前置处理单元3连接；前置处理单元3、采样保持单元4、模数转换单元6和计算机7依次串联连接；锁相倍频单元5并联在所述前置处理单元3和采样保持单元4之间，光电隔离单元10与计算机7、数模转换单元6和前置处理单元3分别连接，计算机7上设有通讯接口8和数据存储器9。
[0033]避雷器电流监测装置14包括:电流传感器三11和电流传感器四12分别与前置处理单元3连接；前置处理单元3、采样保持单元4、模数转换单元6和计算机7依次串联连接；锁相倍频单元5并联在所述前置处理单元3和采样保持单元4之间，光电隔离单元10与计算机7、数模转换单元和6前置处理单元3分别连接，计算机7上设有通讯接口 8和数据存储器9。
[0034]如图5所示，前置处理单元包括:传感器采集到的电流信号和电压信号分别经过信号调零处理电路、信号放大处理电路和信号跟随处理电路后进入采样保持单元。
[0035]以电压信号处理过程为例，信号调零处理电路包括:电压信号进入运算放大器U15的3号引脚，运算放大器U15的I号引脚与8号引脚之间接可变电阻W1，运算放大器U15的2号引脚与6号引脚连接、7号和4号引脚分别接正负15V电源，运算放大器U15的4号引脚经电容C2后接地、7号引脚经电容C5后接地。上述运算放大器型号为0P07。
[0036]信号放大处理电路包括:运算放大器U20的I号、2号和9号引脚接地，8号和3号引脚分别接正负15V电源，运算放大器U20的3号引脚经电容C7后接地、8号引脚经电容C9后接地，4号、5号引脚分别接入VFD，6号引脚分别接电阻R53和R55，运算放大器U20的10号引脚与运算放大器U15的6号引脚连接。上述运算放大器型号均为AD8253。
[0037]信号跟随处理电路包括:运算放大器U23的I号和8号引脚悬空，2号引脚和6号引脚连接，7号和4号引脚分别接正负15V电源，运算放大器U23的7号引脚经电容C17后接地、4号引脚经电容C13后接地，运算放大器U23的3号引脚经电阻R6与运算放大器U20的7号引脚连接。上述运算放大器型号为0P07。
[0038]电流传感器四12为零磁通电流传感器，置于避雷器电流监测装置14外侧。电流传感器四12连接至避雷器末端，用于采集避雷器末端的电流信号。基准电压监测装置13通过专用电力电缆连接至避雷器对应的PT端子箱。基准电压监测装置13和避雷器电流监测装置14中计算机的通讯接口与RS485网络接口连接。
[0039]基准电压监测装置13和避雷器电流监测装置14均采用IP65级防水设计。
[0040]基准电压监测装置13和避雷器电流监测装置14，接入同相供电电源AC220V，并通过串接电阻转为电流传感器识别的信号。除了接入供电电源信号，基准电压监测装置13接入避雷器设备PT 二次侧两端的电压信号，通过串接电阻和保险转为电流互感器识别的信号；避雷器电流监测装置14接入避雷器设备末端的零磁通电流传感器传来的电压信号。传感器的输出是电压信号
[0041]基准电压监测装置13和避雷器监测装置14用于采集避雷器设备两端的电压和泄漏电流数据及电压与电流的相位差关系，然后将各自的数据及相位信息通过RS485网络传递到监控中心，监控中心将两个设备的相位数据进行计算，便可得到真实的电压与电流的相位差，进而得到避雷器设备泄漏电流的容性成分、阻性成分和功率损耗，监控中心利用数据库技术对这些信息进行存储、分析及诊断。
[0042]上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
【权利要求】
1.一种氧化锌避雷器在线监测装置，其特征是，包括:若干用于监测避雷器设备两端电压的基准电压监测装置、若干用于监测避雷器末端的泄漏电流的避雷器电流监测装置； 所述基准电压监测装置包括:电流传感器一和电流传感器二分别与前置处理单元连接；前置处理单元、采样保持单元、模数转换单元和计算机依次串联连接；锁相倍频单元并联在所述前置处理单元和采样保持单元之间，光电隔离单元与计算机、数模转换单元和前置处理单元分别连接，计算机上设有通讯接口和数据存储器。
2.如权利要求1所述的一种氧化锌避雷器在线监测装置，其特征是，所述避雷器电流监测装置包括:电流传感器三和电流传感器四分别与前置处理单元连接；前置处理单元、采样保持单元、模数转换单元和计算机依次串联连接；锁相倍频单元并联在所述前置处理单元和采样保持单元之间，光电隔离单元与计算机、数模转换单元和前置处理单元分别连接，计算机上设有通讯接口和数据存储器。
3.如权利要求2所述的一种氧化锌避雷器在线监测装置，其特征是，所述电流传感器四为零磁通电流传感器，置于避雷器电流监测装置外侧； 所述电流传感器四连接至避雷器末端，用于采集避雷器末端的电流信号。
4.如权利要求1所述的一种氧化锌避雷器在线监测装置，其特征是，所述基准电压监测装置和避雷器电流监测装置所测的数据通过RS485网络传送至数据监控中心。
5.如权利要求1所述的一种氧化锌避雷器在线监测装置，其特征是，所述基准电压监测装置通过专用电力电缆连接至避雷器对应的PT端子箱。
6.如权利要求1所述的一种氧化锌避雷器在线监测装置，其特征是，所述基准电压监测装置和避雷器电流监测装置中计算机的通讯接口与RS485网络接口连接。
7.如权利要求1所述的一种氧化锌避雷器在线监测装置，其特征是，所述基准电压监测装置和避雷器电流监测装置均采用IP65级防水设计。
【文档编号】G01R31/00GK203825111SQ201420125019
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2014年3月19日
【发明者】孔令明, 刘娟, 王晓辉, 赵建军, 马德龙, 李斌 申请人:国家电网公司, 国网山东省电力公司济宁供电公司