一种串联间隙避雷器在线监测系统的制作方法

本发明属于避雷器状态监测，具体涉及一种串联间隙避雷器在线监测系统。

背景技术：

1、雷击是造成电力系统输电线路故障和影响电网安全运行的主要因素，在110kv到500kv的电力设备事故中，雷击造成的输电设备跳闸次数比例占输电设备跳闸总次数的第一位。随着电力系统装机容量的增加和更高电压等级输电线路的建设，雷击灾害对电网安全运行的影响愈发显著。串联间隙避雷器是用于输电线路防雷保护的重要设备，因此也被称为线路避雷器。线路避雷器由氧化锌避雷器和空气间隙串联组成，由于氧化锌避雷器具有优异的非线性伏安特性，当系统中出现雷电过电压时，氧化锌避雷器能够从高阻态转变为导通态，迅速释放过电压能量，从而实现过电压保护。然而氧化锌避雷器承受雷电电流的多次冲击后会逐渐老化，影响线路避雷器的性能，从而威胁电力系统的安全稳定运行，因此对线路避雷器的运行状态进行监测具有重要意义。

2、由于线路避雷器带有串联间隙，在系统的正常电压下避雷器中没有泄漏电流流通，无法通过对泄漏电流进行监测进而诊断避雷器的运行状态。目前针对线路避雷器的状态监测技术主要通过记录雷击放电次数实现，大电流冲击会明显减小线路避雷器的寿命，因此通过对线路避雷器的大电流放电次数进行计数能够实现对其运行状况的监测。然而具有不同幅值和波形的雷电流对避雷器的影响程度不同，仅通过记录大电流雷击次数对避雷器的状态进行诊断具有一定的分散性，可能会造成误判。另一种技术方案是根据避雷器雷击放电电流进行监测，该方案的技术问题在于雷电流的波前时间一般为几微秒，脉宽一般为几十微秒，难以测量雷电流的波形。使用高频采集设备能够实现对雷电流的波形进行采集，然而高频采集设备成本高、功耗大，由于避雷器监测装置工作环境的限制，难以为其提供可靠的低压电源，通常需要通过蓄电池或者其它取电装置对其进行供电，高频采集设备功耗大的特性决定了其不适用与避雷器监测装置的工作环境。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种串联间隙避雷器在线监测系统，用于解决传统雷击动作计数方案诊断不准确，而雷电流波形采集方案难度大、成本高的技术问题，为串联间隙避雷器的在线监测问题提供一种操作简单、成本较低的技术方案。本发明采用以下技术方案：

2、一种串联间隙避雷器在线监测系统，包括避雷器监测装置，避雷器监测装置的一端与杆塔连接，另一端连接避雷器，避雷器监测装置用于捕获避雷器雷击动作时的雷电流峰值，并将雷电流峰值经数据接受与汇集装置发送至监控主机。

3、具体的，避雷器监测装置包括阀片，阀片的一端与杆塔连接，另一端连接避雷器，阀片并联连接电压保持模块，电压保持模块与单片机连接，单片机经第一无线通讯模块与数据接受与汇集装置连接。

4、进一步的，单片机连接有授时模块，授时模块用于为单片机提供基准时间，授时模块包括北斗授时模块。

5、进一步的，单片机连接有加密模块，加密模块用于对单片机上传的监测数据进行加密。

6、进一步的，单片机和第一无线通讯模块分别连接取能模块。

7、更进一步的，取能模块包括储能电池组，储能电池组的输入端分别连接光伏发电模块和风力发电模块。

8、进一步的，第一无线通讯模块采用4g通信模块或北斗短报文模块。

9、具体的，避雷器经空气间隙与线路隔开。

10、具体的，数据接受与汇集装置包括数据汇集模块，数据汇集模块的输入端通过第二无线通讯模块与避雷器监测装置连接，数据汇集模块的输出端与监控主机连接。

11、进一步的，第二无线通讯模块采用云服务器或北斗收发模块。

12、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

13、一种串联间隙避雷器在线监测系统，采用无源的电压保持模块捕获和保持阀片残压u，以及计算雷电压脉宽t，根据阀片的伏安特性曲线获得雷电流峰值im，进而实现了对串联间隙避雷器的在线监测，无需直接测量雷电流波形，降低了装置的成本和功耗。

14、进一步的，采用网络授时或者北斗卫星授时两种方式为电荷量采集单元提供基准时间，使本发明能够准确记录串联间隙避雷器雷击动作的时间。

15、进一步的，采用移动通信或北斗短报文通信两种无线通信方式上传，无需敷设信号线，克服了由串联间隙避雷器安装环境所导致的信号线敷设困难的问题，减少了成本。

16、进一步的，采用光能、风能或光风互补发电为避雷器监测装置进行供电，无需使用外部供电，减少了敷设电源线的成本。

17、进一步的，采用加密模块对避雷器监测装置上传的监测数据进行加密，降低了数据泄漏的风险。

18、综上所述，本发明能够精确记录串联间隙避雷器雷击动作的时间，无需敷设外部电源线，无需敷设信号线，减少了成本。

19、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种串联间隙避雷器在线监测系统，其特征在于，包括避雷器监测装置，避雷器监测装置的一端与杆塔(1)连接，另一端连接避雷器(2)，避雷器监测装置用于捕获避雷器(2)雷击动作时的雷电流峰值，并将雷电流峰值经数据接受与汇集装置发送至监控主机(12)。

2.根据权利要求1所述的串联间隙避雷器在线监测系统，其特征在于，避雷器监测装置包括阀片(3)，阀片(3)的一端与杆塔(1)连接，另一端连接避雷器(2)，阀片(3)并联连接电压保持模块(4)，电压保持模块(4)与单片机(6)连接，单片机(6)经第一无线通讯模块(9)与数据接受与汇集装置连接。

3.根据权利要求2所述的串联间隙避雷器在线监测系统，其特征在于，单片机(6)连接有授时模块(7)，授时模块(7)用于为单片机(6)提供基准时间，授时模块(7)包括北斗授时模块(18)。

4.根据权利要求2所述的串联间隙避雷器在线监测系统，其特征在于，单片机(6)连接有加密模块(8)，加密模块(8)用于对单片机(6)上传的监测数据进行加密。

5.根据权利要求2所述的串联间隙避雷器在线监测系统，其特征在于，单片机(6)和第一无线通讯模块(9)分别连接取能模块(5)。

6.根据权利要求5所述的串联间隙避雷器在线监测系统，其特征在于，取能模块(5)包括储能电池组(17)，储能电池组(17)的输入端分别连接光伏发电模块(15)和风力发电模块(16)。

7.根据权利要求2所述的串联间隙避雷器在线监测系统，其特征在于，第一无线通讯模块(9)采用4g通信模块(13)或北斗短报文模块(19)。

8.根据权利要求1所述的串联间隙避雷器在线监测系统，其特征在于，避雷器(2)经空气间隙与线路隔开。

9.根据权利要求1所述的串联间隙避雷器在线监测系统，其特征在于，数据接受与汇集装置包括数据汇集模块(11)，数据汇集模块(11)的输入端通过第二无线通讯模块(10)与避雷器监测装置连接，数据汇集模块(11)的输出端与监控主机(12)连接。

10.根据权利要求9所述的串联间隙避雷器在线监测系统，其特征在于，第二无线通讯模块(10)采用云服务器(14)或北斗收发模块(20)。

技术总结
本发明公开了一种串联间隙避雷器在线监测系统，包括避雷器监测装置，避雷器监测装置的一端与杆塔连接，另一端连接避雷器，避雷器监测装置用于捕获避雷器雷击动作时的雷电流峰值，并将雷电流峰值经数据接受与汇集装置发送至监控主机。本发明能够精确记录串联间隙避雷器雷击动作的时间，无需敷设外部电源线，无需敷设信号线，减少了成本。

技术研发人员：李宏军,周红亮,赵超,翟宾,任小兵,权生力,周钊辉,张小波,晁建辉,张俊杰,刘瑞峰
受保护的技术使用者：国网陕西省电力有限公司宝鸡供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19