一种无源型避雷器性能在线监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于避雷器监测领域的无源型避雷器性能在线监测装置。


背景技术：

2.在避雷器性能检测方面，目前主要采用的检测方式分为周期性停电预防试验和在线带电测试与检测。
3.周期性预防试验一般在停电状态下进行，是电力系统最早使用的较为普遍的检测手段。目前对于周期性预防试验，主要的试验项目是直流实验，测量避雷器直流1ma下临界动作参考电压u1ma和75％的u1ma下的泄漏电流，通过试验可以检查其阀片是否受潮，确定其动作性能是否符合要求。这种测试方法的优点是测量结果较为准确可靠，缺点是必须要使避雷器停电试验，过程也较麻烦，不方便；试验过程有可能需要解开避雷器引线，操作起来费时费力；更为重要的是，随着电网容量的迅猛扩大，新建及扩建大量变电站，使得需要维护的电力设备剧增，若进行停电预试，必然带来很大的困难和经济损失，特别是实际中有时无法进行，于是结合实际需求出现了在线带电检测与诊断方法。
4.在线带电检测可以在不停电的情况下随时了解避雷器的运行性能，及时发现异常现象和事故隐患，以采取有效预防措施，防止事故发生或扩大而造成更大的经济损失，保证其在良好的状态下运行。该种检测类型主要目标在于监控阀片是否受潮或老化，检测方法主要有全电流法、阻性电流法、温度法和相角差法等。
5.上述方法均需要外部供电才能实现避雷器性能的监测，但是在很多应用场合，例如10kv高压开关柜内不具备提供二次供电，这样给避雷器性能监测带来极大的困难。很多企业提出采用电池供电的方法实现避雷器性能监测，存在的主要问题是需要定期停电更换电池，更换电池耗费精力较大。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种无源型避雷器性能在线监测装置，该装置利用避雷器泄漏电流，利用能量收集电路，获得避雷器在线监测的能量，进而实现避雷器不需要借助外部电源的情况下，可以就地显示避雷器总泄漏电流和总雷击次数。
7.实现上述目的的一种技术方案是：一种无源型避雷器性能在线监测装置，包括与避雷器连接的电流传感器，还包括能量收集电路、电流信号转换电压电路、微处理单元、通信接口单元和显示单元；
8.电流传感器的输入端与避雷器连接，电流传感器输出端分别与能量收集电路和电流信号转换电压电路的输入端连接，电流信号转换电压电路输出端与微处理单元的a/d端连接，能量收集电路的输出端与微处理单元的电源端连接，显示单元的输入端与微处理单元输出端i/o连接，通信接口单元的输入端与微处理单元对应的通信接口连接。
9.进一步的，所述电流传感器采用氧化锌阀片式电流传感器。
10.进一步的，所述能量收集电路由整流桥、胆电容及开关管组成。
11.进一步的，微处理单元采用低功耗pic单片机。
12.进一步的，所述通信接口单元采用rs485接口。
13.本实用新型的一种无源型避雷器性能在线监测装置，具有如下优势：
14.1)本实用新型的能量收集电路，通过安装在避雷器下端的氧化锌阀片获取避雷器总泄漏电流，再利用储能电容进行能量收集，当能量达到设定值后，利用开关管，开启储能电源为在线监测装置提供监测电源，可以完全替代现有电池供电或需要二次电源供电的避雷器在线监测装置。
15.2)为了实现微弱能量的收集，克服传统穿心式电流互感器所带来的抗干扰性能差等问题，本实用新型采用了一种氧化锌阀片式电流采集传感器，该传感器利用氧化锌高压击穿和低压高阻性，满足正常工作时电流信息的采集，使传感器抗干扰性得到进一步提高。
16.3)本实用新型提出利用低功耗微处理器，结合线性光电耦合电路，利用光电耦合电路输入端电流与输出端开关管结电阻的比例关系，在将电阻信号转换为电压信号，通过采集电压进而获得避雷器总泄漏电流，该方法解决了一次端避雷器泄漏电流与二次端采集电路物理隔离问题，提高了在线监测装置的可靠性，且利用低功耗断码液晶数字化显示泄漏电流和雷击次数。
附图说明
17.图1为本实用新型的一种无源型避雷器性能在线监测装置的结构示意图。
具体实施方式
18.为了能更好地对本实用新型的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：
19.请参阅图1，本实用新型的一种无源型避雷器性能在线监测装置，与设置在高压母排上的避雷器连接。其包括与避雷器连接的电流传感器、能量收集电路、电流信号转换电压电路、微处理单元、通信接口单元和显示单元。
20.电流传感器的输入端与避雷器连接，电流传感器输出端分别与能量收集电路和电流信号转换电压电路的输入端连接，电流信号转换电压电路输出端与微处理单元的a/d端连接，能量收集电路的输出端与微处理单元的电源端连接，显示单元的输入端与微处理单元输出端i/o连接，通信接口单元的输入端与微处理单元对应的通信接口连接。
21.所述电流传感器采用氧化锌阀片式电流传感器。氧化锌阀片式电流传感器由一片直径50mm氧化锌阀片，2个弹簧片、两个螺栓和非金属外壳组成；2个弹簧片分别放置在氧化锌阀片两侧，两个螺栓用螺母固定分别与弹簧片可靠接触，氧化锌阀片及2个弹簧片同时放置非金属外壳内部。该传感器利用氧化锌高压击穿和低压高阻性，满足正常工作时电流信息的采集，使传感器抗干扰性得到进一步提高。
22.所述能量收集电路由整流桥、胆电容及开关管组成，整流桥将避雷器泄漏的交流电流转化成直流给胆电容充电，当胆电容电压达到设定电压时开关管自动打开，胆电容电压低于设定电压时自动关闭。
23.所述电流信号转换电压电路采用tlp521光耦芯片。本实用新型利用光耦输入端电
流特性与输出端三极管管压降特性的关系结合线性光电耦合电路，利用光电耦合电路输入端电流与输出端开关管结电阻的比例关系，实现将小电流转换成电压，在将电阻信号转换为电压信号，通过采集电压进而获得避雷器总泄漏电流。
24.所述微处理单元采用低功耗pic单片机。
25.所述通信接口单元采用rs485接口。
26.显示单元采用低功耗断码液晶数字化显示泄漏电流和雷击次数。
27.本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。


技术特征：
1.一种无源型避雷器性能在线监测装置，包括与避雷器连接的电流传感器，其特征在于，还包括能量收集电路、电流信号转换电压电路、微处理单元、通信接口单元和显示单元；电流传感器的输入端与避雷器连接，电流传感器输出端分别与能量收集电路和电流信号转换电压电路的输入端连接，电流信号转换电压电路输出端与微处理单元的a/d端连接，能量收集电路的输出端与微处理单元的电源端连接，显示单元的输入端与微处理单元输出端i/o连接，通信接口单元的输入端与微处理单元对应的通信接口连接。2.根据权利要求1所述的一种无源型避雷器性能在线监测装置，其特征在于，所述电流传感器采用氧化锌阀片式电流传感器。3.根据权利要求1所述的一种无源型避雷器性能在线监测装置，其特征在于，所述能量收集电路由整流桥、胆电容及开关管组成。4.根据权利要求1所述的一种无源型避雷器性能在线监测装置，其特征在于，所述电流信号转换电压电路采用tlp521光耦芯片。5.根据权利要求1所述的一种无源型避雷器性能在线监测装置，其特征在于，所述微处理单元采用低功耗pic单片机。6.根据权利要求1所述的一种无源型避雷器性能在线监测装置，其特征在于，所述通信接口单元采用rs485接口。

技术总结
本实用新型公开了一种无源型避雷器性能在线监测装置，包括与避雷器连接的电流传感器，还包括能量收集电路、电流信号转换电压电路、微处理单元、通信接口单元和显示单元；电流传感器的输入端与避雷器连接，电流传感器输出端分别与能量收集电路和电流信号转换电压电路的输入端连接，电流信号转换电压电路输出端与微处理单元的A/D端连接，能量收集电路的输出端与微处理单元的电源端连接，显示单元的输入端与微处理单元输出端I/O连接，通信接口单元的输入端与微处理单元对应的通信接口连接。本实用新型利用避雷器泄漏电流，利用能量收集电路，获得避雷器在线监测的能量，进而实现避雷器不需要借助外部电源的情况下，可以就地显示避雷器总泄漏电流和总雷击次数。示避雷器总泄漏电流和总雷击次数。示避雷器总泄漏电流和总雷击次数。


技术研发人员：孙进 黄晨宏 徐友刚 沈晓峰 任堂正 朱能 顾华 陈月 颜华敏 郑真
受保护的技术使用者：国网上海市电力公司
技术研发日：2020.11.19
技术公布日：2021/9/21