一种输变电避雷器状态在线监测系统的制作方法

1.本发明涉及避雷器设备在线监测技术领域，具体为一种输变电避雷器状态在线监测系统。


背景技术：

2.避雷器由于机械、电气及耐热性能优良，被广泛应用于输配电线路及变电站中，是电力发、输、变、配几大系统雷电防护的主要设备。随着避雷器运行年限的增长，叠加其运行环境恶劣、雷电活动频繁、产品质量不良、施工安装缺陷，进一步加速了避雷器老化、阀片受潮，平均故障率均呈上升态势，大量未达到设计寿命即发生爆炸的事故次数不断增加。
3.目前，各运维单位对于避雷器的运维大多局限于从外观巡视目测的方法，发现其运行隐患或停电例行维护、检测、修理，外观巡视和停电检修耗时耗力，会造成检修费用的大幅度增加和系统(设备)运行可靠性的下降。所以，怎样保证发、输、变、配系统在运行可靠性的前提下，合理地安排相关避雷器等防雷设备的维护、检测、修理，有效地提高检修效率、降低运维本，是近年来发、输、变、配运维关注和亟待解决的难题。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种输变电避雷器状态在线监测系统，解决了提高检修效率、降低运维本，是近年来发、输、变、配运维关注和亟待解决的难题问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种输变电避雷器状态在线监测系统是由云服务器、雷击检测模块、避雷检测预警装置、物联网平台模块和远程监控平台模块组成，所述由云服务器的输出端与雷击检测模块、避雷检测预警装置、物联网平台模块和远程监控平台模块的输入端电信连接，所述雷击检测模块、避雷检测预警装置、物联网平台模块和远程监控平台模块的输出端与4g/5g物联网通信模块的输入端电性连接，所述4g/5g物联网通信模块是用于与系统进行通信。
6.优选的，所述雷击监测装置包括采样单元、泄露电源采样支路单元、数据监控采集支路单元、边缘计算单元、主控mcu单元和供电电源及低功耗管理系统单元，所述雷击监测装置输出端与采样单元、泄露电源采样支路单元、数据监控采集支路单元、边缘计算单元、主控mcu单元和供电电源及低功耗管理系统单元的输入端电性连接，所述雷击检测装置是用于检测雷击时间和螺丝电流大小。
7.优选的，所述物联网平台模块包括云端数据中心单元、控制现实中心单元、告警中心单元、数据后处理单元、数据处理中心单元和识别单元，所述物联网平台模块的输出端与云端数据中心单元、控制现实中心单元、告警中心单元、数据后处理单元、数据处理中心单元和识别单元的输入端电性连接。
8.优选的，所述识别单元的输出端与储存单元的输入端电性连接，所述储存单元的输出端与计算单元的输入端电性连接，所述计算单元的输出端与告警中心单元的输入端电性连接，所述告警中心单元的输出端与显示单元的输入端电性连接，所述储存单元是用于
对检测的数据进行储存。
9.优选的，所述避雷监测预警装置包括雷击电源采样单元、泄露电路采样单元、信号调整电路单元、a/d主控单元和本地边缘计算mcu单元，所述避雷监测预警装置的输出端与雷击电源采样单元、泄露电路采样单元、信号调整电路单元、a/d主控单元和本地边缘计算mcu单元的输入端电性连接。
10.优选的，所述远程监控平台模块包括pc检测端模块、移动检测端模块和手持模块，所述远程监控平台模块的输出端与pc检测端模块、移动检测端模块和手持模块的输入端电性连接。
11.优选的，所述泄漏电流采集支路单元包括泄漏电流采样单元、信息放大单元、调整电流单元和a/d单元，所述泄漏电流采集支路单元的输出端与泄漏电流采样单元、信息放大单元、调整电流单元和a/d单元的输入端电性连接。
12.优选的，所述雷击检测模块的输出端与的避雷检测预警装置的输入端电性连接、所述避雷检测预警装置的输出端与物联网平台模块的输入端电性连接、所述物联网平台模块的输出端与远程监控平台模块的输入端电性连接，所述雷击检测模块通过避雷检测预警装置来进行数据分析。
13.工作原理：在对电避雷器状态在线监测的时候，首先将雷击监测装置安装在避雷器泄流通道上，通过雷击监测装置内部的采样单元进行采样，然后将数据传输到泄露电源采样支路单元、数据监控采集支路单元的内部进行检测，当监测到雷电信号、泄漏电流信号后，在通过避雷检测预警装置内部的本地边缘计算mcu单元进行本地边缘计算处理，在根据需要，利用4g/5g物联网无线通信模块，将整理后的信息传递到远程物联网云平台模块的内部，通过将检测到的数据传输到物联网平台模块，物联网平台模块适用于来负责在云端处理物联网数据，远程监控平台模块可以是pc检测端模块，也可以是移动检测端模块，如手机和pad还可以是手持模块，来进行确保信息报告给应用单位能方便查看、阅读、处理、分析边缘计算、云端处理后的设备运行数据，在对进行检测电流是否泄露的时候，将数据传输到泄漏电流采集支路单元，在通过泄漏电流采集支路单元内部的由泄漏电流采样单元、信息放大单元、调理电路单元和/d单元组成，其任务是在避雷器工作状态正常的情况下，每2小时采集1次避雷器泄漏电流，当避雷器工作状态出现异常(如泄漏主超过500μa)时，装置通过边缘计算，加密采集次数(每1小时采集1次避雷器泄漏电流)，如劣化趋势进一步加剧，则向平台出告警信息，通知相关人员采取相应措施，本边缘计算mcu单元与主控mcu单元是负责所有设备的驱动，组织协调采集系统的采集与计算，进行边缘计算，并决策将数据传向云端的过程，当需要进行系通信的时候使用主控mcu和平台的控制4g/5g物联网通信单元来进行系统通信，当避雷器监测装置监测数值超过不同级别阈值时，远程监控平台模块可通过短信、弹窗等手段向用户推送预警信息，预警阈值可远程配置；可对避雷器监测装置数据进行统计、分析，为线路防雷综合分析及下阶段防雷整治措施提供技术依据，实现电力系统防雷效果评估，系统可存储10年状态数据。电力设备避雷器多状态远程监控显示平台，主控mcu单元将与供电电源及低功耗管理系统单元组成软硬件一体的低功耗系统，通过低功耗硬件与精确的采集、发送时间控制，实现系统低功耗的效果，电力设备避雷器运行状态监测与故障趋势预警装置通过采用超低功耗芯片，并结合软件低功耗控制算法，使得避雷器监测装置额定功率小于1mw，其平均功率远小于市面同类型产品功耗，可保证设备连续稳定工作5
～8年免维护，同时也方便快捷组建以4g/5g为核心的物联网监控系统，达到了可扩展性强、系统成本低的效果。
14.本发明提供了一种输变电避雷器状态在线监测系统。具备以下有益效果：
15.本发明通过雷击检测装、避雷监测预警装置和远程监控平台模块之间的通信，可以实现电力设备避雷器雷击电流、雷击时间、雷击次数及防雷设备性能状态等数据的实时监测，并对上述波形数据进行统计、分析，为线路防雷综合分析及下阶段防雷整治措施提供技术依据，从而提高电力设备避雷器电气绝缘判断精度，实现配电架空线路防雷效果评估，线路运维人员也可以通过pc检测模块、移动端检测模块和app端后台实时监测电力设备避雷器的雷击电流、泄漏电流情况，并根据监测系统给出的防雷设备状态评价结果，在通过物联网平台模块，结合云边算法，及时准确地反映电力设备避雷器的运行状况、劣化趋势，为电力设备避雷器的运行状态评价和检修策略制定提供依据，减少因防雷设备事故带来的经济损失，同时为电力系统雷电防护综合分析及今后雷电防护综合治理提供数据的效果。
附图说明
16.图1为本发明一种输变电避雷器状态在线监测系统的主框架程序图；
17.图2为本发明一种输变电避雷器状态在线监测系统的雷击检测装置程序图；
18.图3为本发明一种输变电避雷器状态在线监测系统的避雷检测预警装置程序图；
19.图4为本发明一种输变电避雷器状态在线监测系统的物联网平台模块流程序图；
20.图5为本发明一种输变电避雷器状态在线监测系统的识别单元程序图；
21.图6为本发明一种输变电避雷器状态在线监测系统的泄漏电流采集支路单元程序图。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例：
24.如图1-6所示，本发明实施例提供一种输变电避雷器状态在线监测系统，输变电避雷器状态在线监测系统，是由云服务器、雷击检测模块、避雷检测预警装置、物联网平台模块和远程监控平台模块组成，由云服务器的输出端与雷击检测模块、避雷检测预警装置、物联网平台模块和远程监控平台模块的输入端电信连接，雷击检测模块、避雷检测预警装置、物联网平台模块和远程监控平台模块的输出端与4g/5g物联网通信模块的输入端电性连接，4g/5g物联网通信模块是用于与系统进行通信，在进行在线检测系统的时候，线路运维人员也可以通过pc检测端模块、app端后台实时监测电力设备避雷器的雷击电流、泄漏电流情况，并根据监测系统给出的防雷设备状态评价结果，远程监控平台模块包括pc检测端模块、移动检测端模块和手持模块，远程监控平台模块的输出端与pc检测端模块、移动检测端模块和手持模块的输入端电性连接，远程监控平台模块可显示设备检测到的雷击电流、泄漏电流、雷击次数、雷击时间等信息诸元，雷击检测模块的输出端与的避雷检测预警装置的
输入端电性连接、避雷检测预警装置的输出端与物联网平台模块的输入端电性连接、物联网平台模块的输出端与远程监控平台模块的输入端电性连接，以上的配合是用于采集电力设备避雷器在运行电压下的泄漏电流、雷击电流、雷击次数、雷击时间特征等数据，从而及时准确地反映电力设备避雷器的运行状况。
25.如图2所示，雷击监测装置包括采样单元、泄露电源采样支路单元、数据监控采集支路单元、边缘计算单元、主控mcu单元和供电电源及低功耗管理系统单元，雷击监测装置输出端与采样单元、泄露电源采样支路单元、数据监控采集支路单元、边缘计算单元、主控mcu单元和供电电源及低功耗管理系统单元的输入端电性连接，雷击检测装置是用于检测雷击时间和螺丝电流大小，主控mcu单元将与供电电源及低功耗管理系统单元组成软硬件一体的低功耗系统，通过低功耗硬件与精确的采集、发送时间控制，实现系统低功耗，雷击检测模块通过避雷检测预警装置来进行数据分析。
26.如图3所示，物联网平台模块包括云端数据中心单元、控制现实中心单元、告警中心单元、数据后处理单元、数据处理中心单元和识别单元，物联网平台模块的输出端与云端数据中心单元、控制现实中心单元、告警中心单元、数据后处理单元、数据处理中心单元和识别单元的输入端电性连接，通过云端数据中心单元将监控到的数据进行传输，在通过告警中心单元对检测到异常的数据通过短信、弹窗等手段向用户推送预警信息，预警阈值可远程配置；可对避雷器监测装置数据进行统计、分析，为线路防雷综合分析及下阶段防雷整治措施提供技术依据，实现电力系统防雷效果评估。
27.如图4所示，识别单元的输出端与储存单元的输入端电性连接，储存单元的输出端与计算单元的输入端电性连接，计算单元的输出端与告警中心单元的输入端电性连接，告警中心单元的输出端与显示单元的输入端电性连接，储存单元是用于对检测的数据进行储存。
28.如图5所示，避雷监测预警装置包括雷击电源采样单元、泄露电路采样单元、信号调整电路单元、a/d主控单元和本地边缘计算mcu单元，避雷监测预警装置的输出端与雷击电源采样单元、泄露电路采样单元、信号调整电路单元、a/d主控单元和本地边缘计算mcu单元的输入端电性连接，a/d主控单元和本地边缘计算mcu单元其任务其任务是当雷击发生时，装置将检测雷击时间并检测雷击电流大小。
29.如图6所示，泄漏电流采集支路单元包括泄漏电流采样单元、信息放大单元、调整电流单元和a/d单元，泄漏电流采集支路单元的输出端与泄漏电流采样单元、信息放大单元、调整电流单元和a/d单元的输入端电性连接，泄漏电流采集支路单元是在避雷器工作状态正常的情况下，每2小时采集1次避雷器泄漏电流，当避雷器工作状态出现异常(如泄漏主超过500μa)时，装置通过边缘计算，加密采集次数(每1小时采集1次避雷器泄漏电流)，如劣化趋势进一步加剧，则向平台出告警信息，通知相关人员采取相应措施。
30.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。