一體化避雷器在線監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及避雷器在線監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一體化避雷器在線監(jiān)測裝置，具體是針對無間隙金屬氧化物避雷器，將機(jī)械式避雷器監(jiān)測裝置與電子式避雷器在線監(jiān)測裝置一體化的避雷器監(jiān)測裝置及測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力系統(tǒng)中，避雷器作為變電站的保護(hù)裝置而應(yīng)用廣泛。傳統(tǒng)的避雷器監(jiān)測方式是采用機(jī)械式電流表和計數(shù)表來監(jiān)測避雷器運(yùn)行狀態(tài)，測量不準(zhǔn)確并且不能遠(yuǎn)傳，運(yùn)行人員只能到現(xiàn)場查勘數(shù)據(jù)，這樣不僅工作量大、效率低而且不能及時發(fā)現(xiàn)避雷器的運(yùn)行故障。為了解決這些問題，國內(nèi)陸續(xù)出現(xiàn)了電子式避雷器在線監(jiān)測裝置，具備了監(jiān)測數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能。
[0003]目前，現(xiàn)場雖然應(yīng)用了電子式避雷器在線監(jiān)測裝置，但是傳統(tǒng)的避雷器計數(shù)表仍需保留，因?yàn)闄z修人員需要利用傳統(tǒng)計數(shù)表引出測量點(diǎn)，以便使用阻性電流測試儀器，而電子式避雷器在線監(jiān)測裝置采用互感器測量，無法引出測量點(diǎn)，也就無法使用電阻性電流測試儀，所以現(xiàn)場大都將機(jī)械式避雷器監(jiān)測裝置和電子式避雷器在線監(jiān)測裝置同時安裝在避雷器本體上，這就導(dǎo)致監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、集成度低、安裝繁瑣、維護(hù)麻煩、成本增加等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一體化避雷器在線監(jiān)測裝置，是針對無間隙金屬氧化物避雷器的一體化在線監(jiān)測方法并在此基礎(chǔ)上研制了監(jiān)測裝置。目的是為了實(shí)現(xiàn)各電壓等級避雷器的在線監(jiān)測裝置與機(jī)械式監(jiān)測裝置的一體化，符合智能變電站發(fā)展要求，為避雷器在線監(jiān)測提供新方法。
[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一體化避雷器在線監(jiān)測裝置，包括殼體，電流表及計數(shù)表;它是由設(shè)置在殼體內(nèi)的機(jī)械式避雷器監(jiān)測裝置和電子式避雷器在線監(jiān)測裝置串聯(lián)構(gòu)成，串聯(lián)后的整體與電阻片并聯(lián)連接。
[0006]所述殼體材質(zhì)為鑄鋁材質(zhì)構(gòu)成。
[0007]所述電子式避雷器在線監(jiān)測裝置包括:互感器及信號調(diào)理電路、雷擊信號觸發(fā)電路、中央處理器電路、通信及保護(hù)電路、時鐘電路、存儲電路、電源及保護(hù)電路；電子式避雷器在線監(jiān)測裝置的入端就是互感器及信號調(diào)理電路的入端，電子式避雷器在線監(jiān)測裝置的出端就是雷擊信號觸發(fā)電路的出端；
所述機(jī)械式避雷器監(jiān)測裝置包括:電流表、計數(shù)表，電流表驅(qū)動電路、計數(shù)表驅(qū)動電路；機(jī)械式避雷器監(jiān)測裝置的入端就是電流表驅(qū)動電路的入端，機(jī)械式避雷器監(jiān)測裝置的出端就是計數(shù)表驅(qū)動電路的出端；
機(jī)械式避雷器監(jiān)測裝置的出端與電子式避雷器在線監(jiān)測裝置的入端通過印刷電路板上的導(dǎo)線連接，從而形成了串聯(lián)結(jié)構(gòu);機(jī)械式避雷器監(jiān)測裝置的入端與電阻片的一端連接，電子式避雷器在線監(jiān)測裝置的出端與電阻片的另一端連接，從而形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0008]所述的中央處理器電路中的中央處理器獲取全電流、阻性電流和動作次數(shù)的過程如下:當(dāng)泄漏電流流經(jīng)互感器時，會在互感器的二次側(cè)感應(yīng)出感應(yīng)電流，感應(yīng)電流再經(jīng)過信號調(diào)理電路進(jìn)行ι/v信號變換、濾波、放大等操作，隨后交由中央處理器電路進(jìn)行采樣、計算，進(jìn)而得到全電流值和阻性電流值；當(dāng)有過電壓時，雷擊信號觸發(fā)電路產(chǎn)生一個觸發(fā)信號，觸發(fā)中央處理器計數(shù)一次；中央處理器獲取了全電流、阻性電流和動作次數(shù)之后，還要加蓋時間戳，其中時間由時鐘電路提供，最終的結(jié)果傳遞給存儲電路進(jìn)行本地儲存，或傳遞給通信及保護(hù)電路進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，電源及保護(hù)電路給整套裝置供電與保護(hù)。
[0009]所述殼體是由殼體上蓋和下殼體下蓋連接構(gòu)成，殼體上蓋開有窗口，窗口上密封連接有窗口玻璃，電流表、計數(shù)表安裝于殼體上蓋中，從窗口玻璃4顯示;殼體下蓋上設(shè)有航空插頭和凸起;絕緣壓板安裝在殼體下蓋上，用來固定電阻片;冷壓接線端子安裝在殼體下蓋上，用來連接一體化避雷器在線監(jiān)測裝置和現(xiàn)場接入線;殼體下蓋中間設(shè)有電阻片，電阻片與電路板并聯(lián);殼體下蓋頂端裝有絕緣支柱，避雷器泄漏電流通過絕緣支柱引入到電路板上。
[0010]所述凸起上設(shè)有固定螺栓，用來連接一體化避雷器在線監(jiān)測裝置和現(xiàn)場接地線。
[0011]所述窗口玻璃為鋼化玻璃。
[0012]所述內(nèi)部電路板包括:電流表驅(qū)動電路、計數(shù)表驅(qū)動電路、互感器及信號調(diào)理電路、雷擊信號觸發(fā)電路、中央處理器電路、通信及保護(hù)電路、時鐘電路、存儲電路以及電源及保護(hù)電路;其中電流表驅(qū)動電路與計數(shù)表驅(qū)動電路連接，計數(shù)表驅(qū)動電路與互感器及信號調(diào)理電路連接，互感器及信號調(diào)理電路與雷擊信號觸發(fā)電路連接，這四部分電路就串接成了泄漏電流的流通路徑；
互感器及信號調(diào)理電路與中央處理器電路連接，供中央處理器電路獲取全電流值和阻性電流值;雷擊信號觸發(fā)電路與中央處理器電路連接，供中央處理器電路獲取動作次數(shù);通信及保護(hù)電路與中央處理器電路連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信;時鐘電路與中央處理器電路連接，為裝置提供時間;存儲電路與中央處理器電路連接，用于存儲數(shù)據(jù);電源及保護(hù)電路為所有的電路提供直流電源。
[0013]所述避雷器泄漏電流通過絕緣支柱引入到電路板上，之后在電路板上的流經(jīng)路徑如下:泄漏電流依次流經(jīng)電流表驅(qū)動電路、計數(shù)表驅(qū)動電路、互感器及信號調(diào)理電路、雷擊信號觸發(fā)電路，最后通過外殼流入大地；
當(dāng)線路上沒有過電壓時，避雷器不動作，泄漏電流很小，此時，計數(shù)表驅(qū)動電路和雷擊信號觸發(fā)電路均不會動作，計數(shù)表不計數(shù)，中央處理器也不計數(shù)，電流表驅(qū)動電路正常工作，電流表可正常指示全電流值，中央處理器可正常獲取全電流值和阻性電流值；當(dāng)線路上出現(xiàn)過電壓時，避雷器動作，電流很大，電阻片瞬間導(dǎo)通泄放大電流，此時，計數(shù)表驅(qū)動電路和雷擊信號觸發(fā)電路均會動作，計數(shù)表計數(shù)1次，中央處理器也計數(shù)1次，電流表驅(qū)動電路處于被保護(hù)狀態(tài)，電流表讀數(shù)無意義，中央處理器獲取的全電流值和阻性電流值也無意義，過電壓發(fā)生后裝置恢復(fù)正常。
[0014]所述殼體下蓋中間裝有兩個并聯(lián)的電阻片。
[0015]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果: 本發(fā)明將機(jī)械式避雷器監(jiān)測裝置與電子式避雷器在線監(jiān)測裝置一體化，能夠在線監(jiān)測避雷器全電流、阻性電流、動作次數(shù)及動作發(fā)生的時間等參數(shù)，并具有本地機(jī)械電流表、計數(shù)表顯示，遠(yuǎn)程通訊，數(shù)據(jù)本地存儲等功能。提高了數(shù)據(jù)測量精度，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，同時為檢修人員保留了現(xiàn)場檢修的接口，讓現(xiàn)場運(yùn)行人員通過裝置窗口內(nèi)的電流表、計數(shù)表更加直觀的讀取避雷器泄漏電流與動作次數(shù)，方便查看避雷器的各種運(yùn)行狀態(tài)，同時也簡化了避雷器本體上監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明由于采用電阻片和互感器兩種采用方式結(jié)合，既保留傳統(tǒng)機(jī)械式計數(shù)器的功能，也具備電子式在線監(jiān)測的所有功能，更易于維護(hù)和安裝，符合智能變電站的發(fā)展要求，為避雷器絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測提供了新方法。
[0016]本裝置還具有遠(yuǎn)程通信功能，采用M0DBUS-RTU協(xié)議，標(biāo)準(zhǔn)RS485通信接口，通信參數(shù)可靈活配置，能夠與綜合狀態(tài)監(jiān)測單元(主IED)無縫對接。帶有時間戳的全電流、阻性電流和動作次數(shù)等監(jiān)測數(shù)據(jù)可以在裝置內(nèi)部存儲1年以上。當(dāng)裝置所監(jiān)測的避雷器電流值超過用戶設(shè)定值時，將輸出報警信號，及時發(fā)現(xiàn)避雷器老化或受潮問題，防止故障的發(fā)生。
[0017]本發(fā)明所達(dá)到的技術(shù)效果是:①實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視與故障預(yù)測;②加快避雷器工況判斷的速度和精度;③減少監(jiān)測費(fèi)用。避雷器遠(yuǎn)程在線監(jiān)測具有較大經(jīng)濟(jì)效益和社會意義。既滿足阻性電流測試儀器的使用，同時又可以滿足變電站避雷器絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測的智能化需求。本裝置適用于各電壓等級避雷器的在線監(jiān)測，其應(yīng)用前景廣闊。
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明加以詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0019]圖1和圖2是本發(fā)明的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明的電路板結(jié)構(gòu)框圖。
[0020]圖中:殼體上蓋1，電路板2，電流表、計數(shù)表3，窗口玻璃4，航空插頭5，凸起6，固定螺栓7，殼體下蓋8，絕緣壓板9，電阻片10，冷壓接線端子11，電流表驅(qū)動電路12、計數(shù)表驅(qū)動電路13、互感器及信號調(diào)理電路14、雷擊信號觸發(fā)電路15、中央處理器電路16、通信及保護(hù)電路17、時鐘電路18、存儲電路19、電源及保護(hù)電路20。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明是一體化避雷器在線監(jiān)測裝置，是針對無間隙金屬氧化物避雷器的一體化在線監(jiān)測裝置，由機(jī)械式避雷器監(jiān)測裝置和電子式避雷器在線監(jiān)測裝置串聯(lián)構(gòu)成，串聯(lián)后的整體與電阻片并聯(lián)，電阻片起到限壓、保護(hù)的作用。
[0022]如圖1-圖3所示，其中機(jī)械式避雷器監(jiān)測裝置包括:電流表、計數(shù)表3，電流表驅(qū)動電路12、計數(shù)表驅(qū)動電路13。
[0023]如圖4所示，電子式避雷器在線監(jiān)測裝置包括:互感器及信號調(diào)理電路14、雷擊信號觸發(fā)電路15、中央處理器電路16、通信及保護(hù)電路17、時鐘電路18、存儲電路19、電源及保護(hù)電路20。
[0024]機(jī)械式避雷器監(jiān)測裝置的入端就是電流表驅(qū)動電路12的入端，機(jī)械式避雷器監(jiān)測裝置的出端就是計數(shù)表驅(qū)動電路13的出端；電子式避雷器在線監(jiān)測裝置的入端就是互感器及信號調(diào)理電路14的入端，電子式避雷器在線監(jiān)測裝置的出端就是雷擊信號觸發(fā)電路15的出端。機(jī)械式避雷器監(jiān)測裝置的出端與電子式避雷器在線監(jiān)測裝置的入端通過印刷電路板上的導(dǎo)線連接，從而形成了串聯(lián)結(jié)構(gòu);機(jī)械式避雷器監(jiān)測裝置的入端與電阻片的一端連接，電子式避雷器在線監(jiān)測裝置的出端與電阻片的另一端連接，從而形成了并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0025 ]本發(fā)明具體包括殼體，電阻片10，電流表、計數(shù)表3以及內(nèi)部電路板2構(gòu)成。
[0026]所述內(nèi)部電路板2包括:電流表驅(qū)動電路12、計數(shù)表驅(qū)動電路13、互感器及信號調(diào)理電路14、雷擊信號觸發(fā)電路15、中央處理器電路16、通信及保護(hù)電路17、時鐘電路18、存儲電路19、電源及保護(hù)電路20。
[0027]所述殼體是由殼體上蓋1和下殼體下蓋8連接構(gòu)成，殼體上蓋1開有窗口，窗口上密封連接有窗口玻璃4，窗口玻璃4為鋼化玻璃。電流表、計數(shù)表3安裝于殼體上蓋1中，從窗口玻璃4顯示;殼體下蓋8上還設(shè)有航空插頭5和凸起6，固定螺栓7安裝在凸起6上的安裝孔內(nèi)，用來連