一种测量氧化锌避雷器电气性能的装置的制作方法

本实用新型涉及充电控制领域，尤其是涉及一种测量氧化锌避雷器电气性能的装置。

背景技术：

氧化锌避雷器是用来保护电力系统中各种电器设备免受过电压损坏的电器产品，具有良好保护性能。但氧化锌避雷器会老化、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。因此，对线路中的氧化锌避雷器进行性能检测显得非常必要。

氧化锌避雷器目前主要在带电的情况下进行检测，主要按照以下方式进行：首先用采样单元将氧化锌避雷器的泄漏电流取下来，计算出电流的峰值，有效值，阻性电流值，然后采集电压互感器二次侧电压，计算出电压基波与电流基波之间相角，试验人员根据泄漏电流的大小、阻性电流的大小及相角的大小来判断避雷器的性能。

目前测量氧化锌避雷器电气性能的方式大致有两种，一种是带电测量，另一种是在线测量。带电测量采用人工巡检的方式，试验人员携带着测量仪器，将电流测量夹子放置在避雷器放电计数器的上下两端来获取氧化锌避雷器的泄漏电流，同时采用有线或者无线的方式获取电压互感器的电压信号，从而来测量氧化锌避雷器的相关参数，当测量结束后，试验人员关闭仪器并卸掉相关连线；在线监测需要事先在每一处测量点安放监测单元、然后可以在后台的主机上进行数据的测量，安放监测单元需要在停电的情况下进行，每个监测单元和主机之间采用无线、光纤或者GPRS等方式通讯，一旦安装完成后，很难在进行拆卸，因此整个系统存在着投资巨大、系统复杂、校验困难等缺点，而且，没有办法在没有安装监测单元的氧化锌避雷器上进行监测。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的存在的问题提供一种结合在线和带电两种测量方式的测量氧化锌避雷器电气性能的装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种测量氧化锌避雷器电气性能的装置，其特征在于：包括有线测量单元、无线测量单元、用于测量的传感器模块，信号处理模块、主控模块和电源模块，所述有线测量单元包括与传感器模块有线电连接的模数转换模块，无线测量单元包括无线模块，所述无线模块通过无线信号直接从传感器模块上获取采集数据并通过无线模块传输给信号处理模块，所述信号处理模块用于计算分析得出氧化锌避雷器的电气数据并传输至主控模块；所述电源模块用于给整个装置提供电源。

进一步地，所述传感器模块包括用于有线测量氧化锌避雷器的电流的电流互感器和用于有线或无线测量氧化锌避雷器的电压的电压互感器，所述电流互感器采用钳表。

进一步地，所述钳表设有补偿电路，所述补偿电路包括补偿线圈N、功率放大器和第一运算放大器A，补偿线圈N的一端连接第一运算放大器A的负极，补偿线圈N的另一端和第一运算放大器A的正极对地电连接，第一运算放大器A的输出端串联功率放大器后连接至与钳表自身线圈N的正极端,钳表自身线圈N的负极端为钳表测得的输出，钳表自身线圈N作为二次线圈，氧化锌避雷器的线圈N作为一次线圈。

进一步地，所述无线模块为双通道接口，一通道接口为同时采集电压互感器的三相电压信号，另一通道接口为采集电压互感器中的单相位的同步电压信号。

进一步地，所述信号处理模块中对应无线模块的双通道接口分别设有不同的计算分析方式，对应于采集三相电压信号的通道采用傅里叶计算方式，对应于采集单相同步电压信号采用移相计算方式，所述傅里叶计算方式同时应用于有线测量。

进一步地，所述电源模块包括电源板、与电源板电连接的大容量锂电池和充电接口，当以无线测量模方式测量时，由锂电池提供所需电量，在锂电池电量持续时间内可进行无线测量。

进一步地，还包括与主控模块电连接的数据存储模块、用于显示氧化锌避雷器电气性能数据的显示模块、用于调试和操作的按键模块、用于辅助测量环境温度的温度传感器模块以及外接PC端用的PC接口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：该装置能结合了带电测量和在线测量两种方式，放置在被测氧化锌避雷器上进行几天、几个月或者长期的在线监测工作，需组网，用户只需用PC机定期的读取系统存储的数据即可在PC机上显示被测氧化锌避雷器在监护时期内的数据，还可以显示母线电压、温湿度等数据，同时也可以做为带电测试仪使用，且接线简单方便，对测得的数据可以进行实时的运算分析和显示。

附图说明

图1为本实用新型一种测量氧化锌避雷器电气性能的装置的结构框图。

图2为本实用新型一种测量氧化锌避雷器电气性能的装置有线测量单元的结构框图。

图3为本实用新型一种测量氧化锌避雷器电气性能的装置无线测量单元的结构框图。

图4为图1的具体结构框图。

图5为本实用新型一种测量氧化锌避雷器电气性能的装置中补偿电路的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1和图4所示，一种测量氧化锌避雷器电气性能的装置，包括有线测量单元100、无线测量单元200、用于测量的传感器模块300，信号处理模块400、主控模块500和电源模块600，有线测量单元100包括与传感器模块300有线电连接的模数转换模块110，无线测量单元200包括无线模块210，无线模块210通过无线信号直接从传感器模块300上获取采集数据并通过无线模块210传输给信号处理模块400，该无线信号可以光纤或者GPRS等，信号处理模块400用于计算分析得出氧化锌避雷器的电气数据并传输至主控模块500；电源模块600用于给整个装置提供电源。

如图2所示，有线测量单元100中，传感器模块300测量得到的信号通过放大、滤波等电路处理后通过模数转换模块110转换数字信号，信号处理模块400从模数转换模块110从获取采样数据的数字信号，通过信号处理模块400的傅里叶计算方式分析，计算出氧化锌避雷器的全电流、基波阻性电流、电压电流基波信号相位角等数据。

如图3所示，无线测量单元200中，传感器模块300测量得到的信号通过放大、滤波等电路处理后直接通过无线模块210将采集到的数据传给信号处理单元，由于无线模块210为双通道接口，一通道接口为同时采集电压互感器的三相电压信号，另一通道接口为采集电压互感器中的单相位的同步电压信号，本实施例中无线模块210为单独采集B相上的同步电压信号，对应不同的通道接口的采集数据的不同，在信号处理单元中应用不同的分析运算方法，本实施例中对应于采集三相电压信号的通道采用傅里叶计算方式，对应于采集单相同步电压信号采用移相计算方式。

本实施例中传感器模块300包括用于有线测量氧化锌避雷器的电流的钳表310和用于有线或无线测量氧化锌避雷器的电压的电压互感器320，为了解决现有市面上钳表的比差和角差大的问题，进而有助提高钳表测量的精度，本实施例对上述的钳表设有补偿电路311，如图5所示，次线圈N1代表被测量的氧化锌避雷器的电流测量端，二次线圈N2代表钳表自身的线圈，上述补偿电路包括补偿线圈N3、功率放大器和第一运算放大器A1，补偿线圈N3的一端连接第一运算放大器A1的负极，补偿线圈N3的另一端和第一运算放大器A1的正极对地电连接，第一运算放大器A1的输出端串联功率放大器后连接至与钳表自身线圈N2的正极端,线圈N2的负极端为经过补偿线圈N3补偿后的钳表测得的输出，线圈N2负极端正接串联第二运算放大器A2，第二运算放大器A2的输出端上串联电阻R2，第二运算放大器A2是用于跟随和放大线圈N2负载两端的电压信号，电阻R2是用来将电压信号转为不易受干扰的电流信号，以便于测量，提升测量的精度。

上述电源模块600包括电源610、与电源板610电连接的大容量锂电池620和充电接口630，当以无线测量模方式测量时，由锂电池620提供所需电量，在锂电池620电量持续时间内可进行无线测量。

该装置还包括与主控模块500电连接的数据存储模块700、显示模块800、按键模块900，数据存储模块700能长时间的存储数据，可以直接通过外接读卡器或者数据线读取数据存储模块700内的数据，显示模块800用于显示氧化锌避雷器电气性能数据、按键模块900用于调试和操作该装置的运行，还配备有用于辅助测量环境温度的温度传感器1100以及外接PC端用的PC接口1200。

为了防止现场电磁场的干扰，我们还设计了一款对电磁场均有良好屏蔽作用的屏蔽盒(图中未示)，屏蔽盒的材料选择了具有较高电导率和磁导率的不锈铁，屏蔽盒在使用时需要接地。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理前提下，可以对本实用新型进行多种改型或改进，这些均被视为本实用新型的保护范围之内。