基于光纤数字化的避雷器绝缘在线监测系统的制作方法

本实用新型涉及变电站内的金属氧化物避雷器绝缘监测技术领域，具体为基于光纤数字化的避雷器绝缘在线监测系统。

背景技术：

目前，我国电力生产部门对电力设备的维护工作所采取的主要方式为定期检修模式，即依照《电气设备预防性试验规程》的要求对各类电气设备定期进行预防性试验，或依照设备检修导则的要求定期进行大修和中、小修。这种模式的维护工作起到了非常积极的作用，可以较及时地发现设备之间的缺陷，防范设备故障，保障设备和电网安全运行。但是由于近些年电力系统的迅猛发展，各地变电站与设备数量的增长非常迅速，工作量繁重，而检修职工人数的增加却严重滞后。这使得电力生产部门迫切需要采取有效方法，合理配置检修资源。

现阶段，电网所用金属氧化锌避雷器性能检测主要靠以下几种方式：停电检测、避雷器泄漏电流全电流在线监测以及用避雷器阻性电流测试仪测量阻性电流等手段。现常规使用的避雷器泄漏电流全电流在线监测仪器因其本身原理上的缺陷，不容易及时发现避雷器内部存在的受潮等缺陷；且由于避雷器的数量较多，每年雷雨季节之前又需要检测其状态，目前主要通过大量人力，用避雷器阻性电流测试仪等仪器来检测，等到雷雨季节就不再检测，如在此期间避雷器出现故障，则无法及时的判断和解决。因此能够开发出新型的、切实合理有效的避雷器绝缘监测技术显得更加重要。

出于能够快速、准确地监控避雷器绝缘是否处于正常状态，本实用新型公开了一种更可靠、更有效、更安全的基于光纤数字化的避雷器绝缘在线监测系统，提出了一套基于光纤数字化的光纤数据采集系统，来准确、可靠地获得通过微电流电流传感器得到的避雷器泄漏电流信号和避雷器动作计数。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述不足之处，提供一种基于光纤数字化的避雷器绝缘在线监测系统，利用光纤数字化的光纤数据采集系统在避雷器绝缘监测方面的应用，对避雷器绝缘进行实时监测；能够快速、准确、安全地监控避雷器绝缘是否处于正常状态。

本实用新型是采取以下技术方案实现的：

基于光纤数字化的避雷器绝缘在线监测系统，由信号采集模块的远方模块、本地模块和上位机三部分组成；

信号采集模块包括零磁通微电流互感器模块、电压互感器模块和动作计数器装置模块；

远方模块包括互相连接的a/d转换模块、第一光/电变换模块和电/光变换模块；

本地模块包括依次相连的第二光/电变换模块、信号处理电路模块和网络信息转换模块，电源电路模块，以及激光器模块；

其中所述零磁通微电流互感器模块、电压互感器模块、动作计数器装置模块、电/光变换模块、第一光/电变换模块分别和a/d转换模块相连接；电/光变换模块和第二光/电变换模块通过数据电缆相连接；网络信息转换模块、信号处理电路模块和第二光/电变换模块依次连接；第二光/电变换模块、激光器模块分别和电源模块相连接；激光器模块和第一光/电变换模块采用光纤连接。

第一光/电变换模块和第二光/电变换模块采用ppc光电转换器，其作用是将光信号转换为电信号；电/光变换模块采用mp-732t/r-mm电光转换器，其作用是将电信号转换光信号。

网络信息转换模块中采用iec61850规约转换器，其作用是将避雷器在线监测数据通过规约转换器上送到上层的综合处理单元。

电流传感器采用穿心式零磁通微电流传感器，利用动态平衡电子电路对传感器铁芯的激磁电流进行动态补偿，使铁芯始终处于“动态零磁通状态”，提高对微电流信号测量的准确度。

动作计数器装置模块由零磁通电流传感器、kbp210全桥整流芯片、stm32f407zgt6单片机、7寸tft液晶触摸屏组成；零磁通电流互感器从避雷器地线耦合雷电流信号后，通过全桥整流芯片整流，通过信号输入接口输入核心处理器处理，并在液晶上显示。

a/d转换模块采用pcf859芯片，避雷器信号先经过零磁通电流互感器以及电压互感器模块，然后送入pcf859芯片中，进行模数信号转换。

信号处理电路模块采用opa2889电压反馈型放大器，有整流滤波的作用，由于电流有正极性和负极性，也能避免电流过大烧毁芯片。

电源电路模块采用工业级的模块电源，能够实现交直流转换以及不同电压的dc／dc转换，对装置中各个模块功率估算后选用合适的模块电源，电源电路模块通过与母板的接口将电流送入母板的供电通道，为整个装置供电。

本实用新型采用光纤数字化的光纤数据采集系统，利用传感器输出信号不经过任何环节而直送到前置信号调理单元，由高精度a/d变换器变成数字信号，然后经过电/光变换，通过光纤传送给后台主机数据分析系统，从而保证了原始数据的绝对准确且不受其它环节影响，这样也就保证了测取避雷器全电流的测量精度，进而完成对避雷器的实时监测。

本实用新型的优点：

本实用新型是一种更可靠、更有效、更安全的基于光纤数字化的避雷器绝缘在线监测系统，具有高绝缘性、抗电磁干扰、操作灵敏、数据传输稳定可靠等诸多优点。能准确、可靠地获得通过微电流电流传感器得到的避雷器泄漏电流信号和避雷器动作计数；从而能够快速、准确、安全地监控避雷器绝缘是否处于正常状态。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的硬件结构框图；

图2为本实用新型的系统工作原理图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步说明：

参照附图1，基于光纤数字化的避雷器绝缘在线监测系统，由信号采集模块的远方模块、本地模块和上位机三部分组成；

信号采集模块包括零磁通微电流互感器模块、电压互感器模块和动作计数器装置模块；

远方模块包括互相连接的a/d转换模块、第一光/电变换模块和电/光变换模块；

本地模块包括依次相连的第二光/电变换模块、信号处理电路模块和网络信息转换模块，电源电路模块，以及激光器模块；

其中零磁通微电流互感器模块、电压互感器模块、动作计数器装置模块、电/光变换模块、第一光/电变换模块分别和a/d转换模块相连接；电/光变换模块和第二光/电变换模块相连接；信号处理电路模块与第二光/电变换模块相连接；激光器模块与第一光/电变换模块相连接；第二光/电变换模块、激光器模块分别和电源电路模块相连接；网络信息转换模块和信号处理电路模块相连接。

所述上位机为监测终端pc机。

参照附图2，本系统使用时，首先远方模块和本地模块组成所述的光纤数据采集系统，若干套光纤数据采集系统之间通过光纤连接。其中远方模块安装在高压设备侧，负责数据采集、调理设备一次侧电压、电流信号并转化成数字信号，并进行电/光变换，通过光纤将信号传输出去。每个远方模块可同时采集3路电压或电流信号。本地模块安装在变电站主控室，通过同步光纤发送同步控制命令给各个远方模块，各远方模块采集的数据通过数据光纤传输数据至本地模块合并处理，本地模块通过网络接口iec61850规约转换器与上位机（即监测终端pc机）通信。各套光纤数据采集系统的本地模块之间通过光纤连接，并以此传输光同步信号，以此实现各套模块间的光同步触发数据的采集，进而完成对避雷器的实时监测。