專利名稱：氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電力行業(yè)的避雷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置及其分析系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，電力系統(tǒng)中有關(guān)于氧化鋅避雷器的技術(shù)主要包括以下兩種現(xiàn)有技術(shù)一提供一種氧化鋅避雷器放電計數(shù)器，它是串聯(lián)在避雷器下面，用來記錄避雷器動作次數(shù)的一種裝置。如圖I所示，為國內(nèi)的FCZ-II型放電計數(shù)器(圖I中的L為計數(shù)器線圈，C為儲能電容器，Rl和R2為電阻片，A為避雷器)，其工作原理是當(dāng)避雷器動作時，放電電流流過電阻片R1，在Rl上的壓降經(jīng)電阻片R2給儲能電容器C充電，然后對電磁式計數(shù)器的電感線圈L放電，使其轉(zhuǎn)動一格，記一次數(shù)。這類放電計數(shù)器只能測量雷電 沖擊次數(shù)，缺少通訊接口，只能手工填報巡檢結(jié)果，效率低、容易漏項或出錯。現(xiàn)有技術(shù)二提供一種金屬氧化物避雷器泄漏電流帶電檢測儀，它是用來監(jiān)測氧化鋅避雷器的泄漏電流的變化情況的一種裝置，適用于變電站、發(fā)電廠和實驗室測量金屬氧化物避雷器的阻性電流、有功損耗和全電流等，具體有兩種測量方法自補償法與外補償法。自補償法用于現(xiàn)場帶電檢測，外補償法一般用于實驗室測量。但它屬便攜式測量儀器，不具備在線監(jiān)測功能，不能測量雷電流幅值和雷電沖擊次數(shù)，沒有智能傳輸接口。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的之一是，提供一種氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置。該氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置，包括電阻片、沖擊電流處理電路、泄漏電流處理電路、采集及輸出電路；所述電阻片的輸入端連接氧化鋅避雷器，當(dāng)接收到氧化鋅避雷器輸入的電流為沖擊電流時，電阻片的輸出端與沖擊電流處理電路相連接，當(dāng)接收到氧化鋅避雷器輸入的電流為泄漏電流時，所述電阻片的輸出端與泄漏電流處理電路連接；所述沖擊電流處理電路，包括整流電路、沖擊電流傳感器和峰值保持電路；其中，所述整流電路，對電阻片輸入的沖擊電流進(jìn)行整流，得到整流電流；所述沖擊電流傳感器，將所述整流電流轉(zhuǎn)換為沖擊電壓；所述峰值保持電路，對所述沖擊電壓進(jìn)行峰值保持處理，輸出第一電壓數(shù)據(jù)；所述泄漏電流處理電路，包括電流電壓調(diào)整單元，用于將電阻片輸入的泄漏電流進(jìn)行調(diào)整轉(zhuǎn)換，輸出第二電壓數(shù)據(jù)；采集及輸出電路，用于采集并在線輸出所述第一電壓或第二電壓數(shù)據(jù)。優(yōu)選的是，所述的泄漏電流處理電路還包括濾波電路，用于對所述第二電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。優(yōu)選的是，所述的采集及輸出電路進(jìn)一步包括采集單元，用于采集所述第一電壓或第二電壓數(shù)據(jù)；[0014]DSP分析單元，用于分析所述第一電壓或第二電壓數(shù)據(jù)；輸出單元，用于輸出所述第一電壓或第二電壓數(shù)據(jù)。優(yōu)選的是，所述的輸出單元包括藍(lán)牙通訊接口。實用新型的目的之一是，提供一種氧化鋅避雷器在線監(jiān)測分析系統(tǒng)。該氧化鋅避雷器在線監(jiān)測分析系統(tǒng)包括上述氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置；數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，接收所述在線監(jiān)測裝置輸出的第一電壓或第二電壓數(shù)據(jù)，并發(fā)送至服務(wù)器；服務(wù)器，分析所述第一電壓或第二電壓數(shù)據(jù)。 優(yōu)選的是，所述的數(shù)據(jù)接收及發(fā)送裝置包括PDA。優(yōu)選的是，所述服務(wù)器進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)處理單元，將接收的所述第一電壓或第二電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行分類；比較單元，分別將所述第一電壓、第二電壓數(shù)據(jù)與預(yù)定值進(jìn)行比較，輸出比較結(jié)果;顯示單元，根據(jù)所述比較結(jié)果，顯示所述第一電壓或第二電壓數(shù)據(jù)。優(yōu)選的是，所述服務(wù)器進(jìn)一步包括狀態(tài)分析及告警單元，根據(jù)所述比較結(jié)果，分析氧化鋅避雷器的當(dāng)前工作狀態(tài)，若所述氧化鋅避雷器的工作狀態(tài)為異常時，發(fā)出告警信
肩、O優(yōu)選的是，所述氧化鋅避雷器的當(dāng)前工作狀態(tài)包括工作正常、工作異常。本實用新型的有益效果在于該裝置在現(xiàn)有計數(shù)器的基礎(chǔ)上，升級研制新型氧化鋅避雷器監(jiān)測裝置。除測量雷電沖擊次數(shù)外，該裝置還能測量雷電流幅值、氧化鋅避雷器的全電流、阻性電流峰值及有功損耗等多個值，具備存儲功能，大大方便了用戶更加準(zhǔn)確、全面的了解避雷器的泄漏電流情況，及時發(fā)現(xiàn)其缺陷以制定最佳的運行和檢修方案。該裝置還提供藍(lán)牙通訊接口，巡檢人員可將數(shù)據(jù)下載至智能終端手持PDA，輕松得到巡檢結(jié)果，再由PDA上傳至后臺管理系統(tǒng)，一次性完成巡檢數(shù)據(jù)的填寫，大大提高了巡檢效率和準(zhǔn)確率?；诒卷椖块_發(fā)的避雷器在線監(jiān)測裝置，構(gòu)建了一個全新的避雷器在線檢測系統(tǒng)模式，如圖2所示。依托避雷器在線監(jiān)測裝置、以輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修輔助決策系統(tǒng)平臺為依托，研制開發(fā)了用于智能巡檢的PDA裝置，實現(xiàn)巡檢過程中在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的回收與上傳，以巡檢的方式使在線監(jiān)測數(shù)據(jù)作為避雷器狀態(tài)分析的基礎(chǔ)，從而實現(xiàn)避雷器的狀態(tài)檢測。該裝置是應(yīng)用最新電子技術(shù)研制的智能型裝置，在功能上將以上兩種裝置合二為一，并且增加了測量雷電流幅值的功能；提供藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸接口，以便智能巡檢的實現(xiàn)；可累計存儲10次雷電沖擊的相關(guān)數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場施工方面，可代替氧化鋅避雷器放電計數(shù)器，串聯(lián)在避雷器下面。該裝置靈敏度高，抗干擾能力強。在現(xiàn)場調(diào)試簡單，維護(hù)方便，運行安全?；诒卷椖块_發(fā)的避雷器在線監(jiān)測裝置，構(gòu)建了一個全新的避雷器在線檢測系統(tǒng)模式。依托避雷器在線監(jiān)測裝置、以輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修輔助決策系統(tǒng)平臺為依托，研制開發(fā)了用于智能巡檢的PDA裝置，實現(xiàn)巡檢過程中在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的回收與上傳，以巡檢的方式使在線監(jiān)測數(shù)據(jù)作為避雷器狀態(tài)分析的基礎(chǔ)，從而實現(xiàn)避雷器的狀態(tài)檢測。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為現(xiàn)有的FCZ-II型放電計數(shù)器的電路示意圖。圖2為本實用新型的氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型的氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置的另一結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型的氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置的又一結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實用新型的氧化鋅避雷器在線分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實用新型的氧化鋅避雷器在線分析系統(tǒng)的另一結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本實用新型的氧化鋅避雷器的電流分析處理流程圖。圖8為本實用新型的氧化鋅避雷器的沖擊電流處理電路的示意圖。圖9為本實用新型的氧化鋅避雷器的泄漏電流處理電路的示意圖。圖10為本實用新型的氧化鋅避雷器的采樣單元的電路示意圖。圖11為本實用新型的氧化鋅避雷器的DSP分析單元的電路示意圖。圖12為本實用新型的氧化鋅避雷器的輸出單元的電路示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。如圖2所示，為本實用新型的氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置100包括電阻片101(或者也可稱為閥片)、沖擊電流處理電路102、泄漏電流處理電路103、采集及輸出電路104 ；所述電阻片101的輸入端連接氧化鋅避雷器，當(dāng)接收到氧化鋅避雷器輸入的電流為沖擊電流(發(fā)生雷擊時所產(chǎn)生的電流)時，電阻片101的輸出端與沖擊電流處理電路103相連接，當(dāng)接收到氧化鋅避雷器輸入的電流為泄漏電流時，所述電阻片的輸出端與泄漏電流處理電路103連接；如圖3所示，為本實用新型的氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置的另一結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，所述沖擊電流處理102電路，包括整流電路1021、沖擊電流傳感器1022和峰值保持電路1023 ;其中，所述整流電路1021，對電阻片輸入的沖擊電流進(jìn)行整流，得到整流電流；所述沖擊電流傳感器1023，將所述整流電流轉(zhuǎn)換為沖擊電壓(一般來講，輸入至電流傳感器1023的電流為幾千安培，而經(jīng)過電流傳感器1023調(diào)整轉(zhuǎn)換后得到的沖擊電壓為幾個伏特)；所述電流傳感器1023，對所述沖擊電壓進(jìn)行峰值保持處理，輸出第一電壓數(shù)據(jù)。具體來講，電流傳感器1023是用于將輸入信號變化并以最大值保持?jǐn)?shù)秒，得到的第一電壓數(shù)據(jù)是一種穩(wěn)態(tài)的電壓，以便后續(xù)電路實現(xiàn)采集和計算。所述泄漏電流處理電路103，包括電流電壓調(diào)整單元1031，用于將電阻片輸入的泄漏電流進(jìn)行調(diào)整轉(zhuǎn)換(將電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電壓數(shù)據(jù))，輸出第二電壓數(shù)據(jù)；優(yōu)選的是，所述的泄漏電流處理電路103還可包括濾波電路1032，用于對所述第二電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。采集及輸出電路，用于采集并在線輸出所述第一電壓或第二電壓數(shù)據(jù)。所述的采集及輸出電路104進(jìn)一步包括采集單元1041、DSP分析單元1042和輸出單元1043。其中，采集單元1041，用于采集所述第一電壓或第二電壓數(shù)據(jù)；DSP分析單元1042，用于分析所述第一電壓或第二電壓數(shù)據(jù)；輸出單元1043，用于輸出所述第一電壓或第二電壓數(shù)據(jù)。具體來講，所述的輸出單元1043可以是藍(lán)牙通訊接口。但本實用新型并不以此為 限。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要，采用其他接口。如圖4所示，氧化鋅避雷器200可以是三相氧化鋅避雷器(如圖4中所示的氧化鋅避雷器的A相201、B相202和C相203)?？梢詫、B、C三相各10組進(jìn)行存儲，并存儲最近10次氧化鋅避雷器動作記錄，記錄數(shù)據(jù)包括雷電流幅值和累計雷電沖擊次數(shù)及對應(yīng)的雷電沖擊時間。根據(jù)上述記載可知不論是通過避雷器輸入至本氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置的電流為沖擊電流還是泄漏電流，本氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置均能夠采集到，并輸出數(shù)據(jù)。如圖5所示，本實用新型實施例另提供一種氧化鋅避雷器在線分析系統(tǒng)，如上所述的氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置100、數(shù)據(jù)收發(fā)裝置301和服務(wù)器302。其中，數(shù)據(jù)收發(fā)裝置301，接收所述在線監(jiān)測裝置100輸出的第一電壓或第二電壓數(shù)據(jù)，并發(fā)送至服務(wù)器302 ；服務(wù)器302，用于分析所述第一電壓或第二電壓數(shù)據(jù)。具體來講，所述的數(shù)據(jù)接收及發(fā)送裝置可以是PDA，但本實用新型并不以此為限。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要，采用其他接收裝置。所述服務(wù)器進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)處理單元3021、比較單元3022、顯示單元3023和狀態(tài)分析及告警單元3024。數(shù)據(jù)處理單元3021，將接收的所述第一電壓或第二電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行分類；比較單元3022，分別將所述第一電壓、第二電壓數(shù)據(jù)與預(yù)定值進(jìn)行比較，輸出比較結(jié)果;顯示單元3023，根據(jù)所述比較結(jié)果，顯示所述第一電壓或第二電壓數(shù)據(jù)。該顯示單元3023可以是顯示器。狀態(tài)分析及告警單元3024，根據(jù)所述比較結(jié)果，分析氧化鋅避雷器的當(dāng)前工作狀態(tài)，若所述氧化鋅避雷器的工作狀態(tài)為異常時，發(fā)出告警信息。所述氧化鋅避雷器的當(dāng)前工作狀態(tài)包括工作正常、工作異常。更具體地，還可將工作異常繼續(xù)細(xì)分為一般異常、嚴(yán)重異常等等。由于可以只使用電流信號而不用PT電壓信號，因此可以避免相間干擾的影響，同時阻性電流的測量是根據(jù)氧化鋅避雷器的固有特性并采用補償原理，所以又在很大程度上可以減輕系統(tǒng)諧波的影響。本項目新型產(chǎn)品在現(xiàn)場使用時將不需從PT取參考信號，只用單相MOA泄漏電流，因此特別適合現(xiàn)場使用，安全、省時、可靠。本實用新型的氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置的相關(guān)性能指標(biāo)如下[0067]雷電流幅值量程50A 20kA，精度±5%全電流有效值量程(Tl0mA，精度±0. 5%全電流峰值量程(Tl5mA，精度土 1%阻性電流峰值量程(Tl0mA，精度土 10%功率損耗量程(TlOW/kV，精度±10%雷電沖擊次數(shù)0 99次，動作電流大于200A溫度范圍工作溫度-1(T5(TC。圖6為本實用新型的氧化鋅避雷器在線分析系統(tǒng)的另一結(jié)構(gòu)示意圖。服務(wù)器302 還可與多個客戶端(如圖中的客戶端I、客戶端2……客戶端N)相連，這樣一來，客戶端就可接收到來自于服務(wù)器的數(shù)據(jù)。圖7為本實用新型的氧化鋅避雷器的電流分析處理流程圖。圖7中的各步驟可以在采集及輸出電路104中進(jìn)行。步驟S101，設(shè)置采樣頻率例如，設(shè)置的采樣頻率為1024個點/秒；步驟S102，六通道A/D采樣例如，采用14位AD采樣芯片，實現(xiàn)對A、B、C三相的雷電流和全電流共6個通道的采集；步驟S103，進(jìn)行諧波運算例如通過加窗等諧波運算過濾掉電磁干擾等信號；步驟S104，進(jìn)行FFT傅立葉變換；步驟S105，計算全電流、阻性電流峰值、有功損耗、雷電流幅值和雷電沖擊次數(shù)；步驟S106，查詢藍(lán)牙接口連接狀態(tài)、上傳測試數(shù)據(jù)。例如通過藍(lán)牙通信模塊的傳輸采用SPP-MASTER串行協(xié)議，PDA為通信的主動發(fā)起方，采集器為應(yīng)答方，采用一問一答的方式。故而正常情況下本系統(tǒng)的藍(lán)牙通信模塊處于休眠狀態(tài)，直到PDA喚醒。傳輸數(shù)據(jù)格式為ASCII碼。為了便于理解，現(xiàn)提供具體電路示意圖以供參考。如圖8所示為本實用新型的氧化鋅避雷器的沖擊電流處理電路102的示意圖。圖9為本實用新型的氧化鋅避雷器的泄漏電流處理電路103的示意圖。圖10為本實用新型的氧化鋅避雷器的采樣單元1041的電路示意圖。圖11為本實用新型的氧化鋅避雷器的DSP分析單元1042的電路示意圖。圖12為本實用新型的氧化鋅避雷器的輸出單元(藍(lán)牙通訊接口)的電路示意圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個優(yōu)選實施例的示意圖，附圖中的元器件并不一定是實施本實用新型所必須的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解實施例中的各元器件可以按照實施例描述進(jìn)行分布于實施例的裝置中，也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實施例的一個或多個裝置中。上述本實用新型實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。本實用新型中應(yīng)用了具體實施例對本實用新型的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置，其特征在于，包括電阻片、沖擊電流處理電路、泄漏電流處理電路、采集及輸出電路； 所述電阻片的輸入端連接氧化鋅避雷器，當(dāng)接收到氧化鋅避雷器輸入的電流為沖擊電流時，電阻片的輸出端與沖擊電流處理電路相連接，當(dāng)接收到氧化鋅避雷器輸入的電流為泄漏電流時，所述電阻片的輸出端與泄漏電流處理電路連接； 所述沖擊電流處理電路，包括整流電路、沖擊電流傳感器和峰值保持電路；其中，所述整流電路，對電阻片輸入的沖擊電流進(jìn)行整流，得到整流電 流；所述沖擊電流傳感器，將所述整流電流轉(zhuǎn)換為沖擊電壓；所述峰值保持電路，對所述沖擊電壓進(jìn)行峰值保持處理，輸出第一電壓數(shù)據(jù)； 所述泄漏電流處理電路，包括電流電壓調(diào)整單元，用于將電阻片輸入的泄漏電流進(jìn)行調(diào)整轉(zhuǎn)換，輸出第二電壓數(shù)據(jù)； 采集及輸出電路，用于采集并在線輸出所述第一電壓或第二電壓數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求I所述的氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的泄漏電流處理電路還包括 濾波電路，用于對所述第二電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。
3.如權(quán)利要求I所述的氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的采集及輸出電路進(jìn)一步包括 采集單元，用于采集所述第一電壓或第二電壓數(shù)據(jù)； DSP分析單元，用于分析所述第一電壓或第二電壓數(shù)據(jù)； 輸出單元，用于輸出所述第一電壓或第二電壓數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求I所述的氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的輸出單元包括藍(lán)牙通訊接口。
專利摘要本實用新型提供一種氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置。該裝置包括電阻片、沖擊電流處理電路、泄漏電流處理電路、采集及輸出電路；電阻片輸入端連接氧化鋅避雷器，收到?jīng)_擊電流時，電阻片輸出端與沖擊電流處理電路相連，收到泄漏電流時，電阻片輸出端與泄漏電流處理電路連接；沖擊電流處理電路包括整流電路、沖擊電流傳感器和峰值保持電路；整流電路，用于得到整流電流；沖擊電流傳感器，用于得到?jīng)_擊電壓；峰值保持電路，輸出第一電壓；泄漏電流處理電路包括電流電壓調(diào)整單元，用于輸出第二電壓數(shù)據(jù)；采集及輸出電路，采集并在線輸出第一電壓或第二電壓數(shù)據(jù)。本在線監(jiān)測裝置靈敏度高，抗干擾能力強?，F(xiàn)場調(diào)試簡單，維護(hù)方便，運行安全。
文檔編號G01R19/00GK202794359SQ20122015187
公開日2013年3月13日 申請日期2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月11日
發(fā)明者彭瓏, 李 雨, 劉少宇, 鄧春, 王劍, 劉連睿, 劉亞新, 陶煒, 谷瑞英, 陸新原 申請人:華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 北京華科興盛電力工程技術(shù)有限公司