專利名稱：氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及避雷器監(jiān)測(cè)裝置，特別涉及一種氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
氧化鋅避雷(MOA)主要用于限制由線路傳來的雷電過電壓或由操作引起的內(nèi)部過電壓，是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保護(hù)設(shè)備之一。但由于氧化鋅避雷長(zhǎng)期承受工頻電壓、沖擊電壓，再加上各種外部環(huán)境等因素的影響而趨于老化，使其絕緣特性遭到破壞，致使氧化鋅避雷引起熱崩潰，甚至發(fā)生爆炸。為確保避雷器正常發(fā)揮作用，需要定期檢測(cè)避雷器狀態(tài)和雷擊次數(shù)檢測(cè)?，F(xiàn)有的技術(shù)方案，一般是通過一個(gè)電容和非線性回路線圈放電來實(shí)現(xiàn)對(duì)雷擊次數(shù)的計(jì)數(shù)，該方式對(duì)元器件的要求較高，當(dāng)雷擊時(shí)，有可能產(chǎn)生過大的電流把閥片(或閥門老化)和保護(hù)裝置燒毀，導(dǎo)致避雷器無法正常接地引起氧化鋅避雷爆炸事故。而且該方式無法記錄落雷時(shí)間、無法實(shí)現(xiàn)避雷器絕緣性能的處理?，F(xiàn)在還有一種方法是利用單一 CT對(duì)避雷器進(jìn)行泄露電流監(jiān)測(cè)，配合上述的機(jī)械式雷擊計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)對(duì)避雷器的監(jiān)測(cè)，但這種方法無法實(shí)現(xiàn)落雷捕獲、進(jìn)行落雷時(shí)間的記錄和實(shí)現(xiàn)氧化鋅避雷突發(fā)性故障監(jiān)測(cè)。上述的技術(shù)方案，檢測(cè)精度低，難以對(duì)氧化鋅避雷進(jìn)行準(zhǔn)確的狀態(tài)評(píng)估、故障診斷和落雷情況記錄。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)方案中存在的問題，本發(fā)明提供一種氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置。一種氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置，包括依次連接的有源傳感單元，信號(hào)處理單元，現(xiàn)場(chǎng)顯示單元；
所述有源傳感單元，用于感應(yīng)氧化鋅避雷器接地回路中的避雷器末屏信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成雷擊數(shù)據(jù)信號(hào)輸出至所述信號(hào)處理單元；
所述信號(hào)處理單元，用于對(duì)所述雷擊數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，得到顯示數(shù)據(jù)信息輸出至所述現(xiàn)場(chǎng)顯示單元；
所述現(xiàn)場(chǎng)顯示單元，用于顯示從所述信號(hào)處理單元輸入的顯示數(shù)據(jù)信息。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案，通過有源傳感單元感應(yīng)氧化鋅避雷器接地回路的避雷器末屏信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成雷擊數(shù)據(jù)信號(hào)，信號(hào)處理單元對(duì)雷擊數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理得到顯示數(shù)據(jù)信息輸出至現(xiàn)場(chǎng)顯示單元進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；有源傳感單元采用有源設(shè)備提高了對(duì)雷擊反應(yīng)的準(zhǔn)確性，信號(hào)處理單元對(duì)雷擊數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行純數(shù)字化的處理， 降低了數(shù)據(jù)處理的誤差，現(xiàn)場(chǎng)顯示單元實(shí)現(xiàn)了雷擊數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字可視化。本發(fā)明的氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置，不影響氧化鋅避雷的接地方式，提高了對(duì)雷擊反應(yīng)的準(zhǔn)確性，降低了數(shù)據(jù)處理的誤差，數(shù)據(jù)信息的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字可視化，可與目前變電站的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫連接，通過故障分析、診斷，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)氧化鋅避雷器準(zhǔn)確的狀態(tài)評(píng)估、故障診斷和落雷情況記錄。


圖1是本發(fā)明的氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是實(shí)施例中的有源傳感單元的結(jié)構(gòu)示意圖3是實(shí)施例中的有源零磁通傳感模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是實(shí)施例中的高頻傳感模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是實(shí)施例中的氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做詳細(xì)的描述。請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明的氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置包括依次連接的有源傳感單元，信號(hào)處理單元，現(xiàn)場(chǎng)顯示單元；其工作原理是
有源傳感單元感應(yīng)氧化鋅避雷器接地回路的避雷器末屏信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成雷擊數(shù)據(jù)信號(hào)輸出至所述信號(hào)處理單元；信號(hào)處理單元采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，對(duì)有源傳感單元輸入的雷擊數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，得到顯示數(shù)據(jù)信息輸出至現(xiàn)場(chǎng)顯示單元；現(xiàn)場(chǎng)顯示單元實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)顯示從上述信號(hào)處理單元輸入的顯示數(shù)據(jù)信息。為了更加清晰本發(fā)明的技術(shù)，下面結(jié)合附圖和較佳實(shí)施例作更詳細(xì)的闡述。請(qǐng)參閱圖2，圖2是本實(shí)施例的有源傳感單元的結(jié)構(gòu)示意圖。對(duì)于有源傳感單元，優(yōu)選地，包括有源零磁通傳感模塊和高頻傳感模塊。所述有源零磁通傳感模塊，感應(yīng)氧化鋅避雷器接地回路的避雷器末屏信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成雷擊電流數(shù)據(jù)信號(hào)；通過該有源零磁通傳感模塊，可以獲取雷擊電流數(shù)據(jù)信息。所述高頻傳感模塊，用于快速感應(yīng)氧化鋅避雷器接地回路的避雷器末屏信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成雷擊時(shí)間與次數(shù)數(shù)據(jù)信號(hào)，通過該高頻傳感模塊，可以獲取氧化鋅避雷器遭受雷擊的時(shí)間與次數(shù)的信息。請(qǐng)參閱圖3，圖3是本實(shí)施例的有源零磁通傳感模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。對(duì)于所述有源零磁通傳感模塊，優(yōu)選地，包括有源零磁通電流傳感器。所述有源零磁通電流傳感器，用于感應(yīng)氧化鋅避雷器接地回路中的避雷器末屏信號(hào)，并將避雷器末屏信號(hào)中的全電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成雷擊全電流數(shù)據(jù)信號(hào)、阻性電流數(shù)據(jù)信號(hào)和容性電流數(shù)據(jù)信號(hào)。優(yōu)選地，該有源零磁通電流傳感器，采用有源零磁通穿芯取樣方式，對(duì)泄露電流與落雷雷擊電流信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣。優(yōu)選地，該有源零磁通電流傳感器，選用起始導(dǎo)磁率高，損耗小的超微晶為鐵芯材料，該鐵芯材料具有線性度高，不易飽和，測(cè)量范圍寬，成本低。優(yōu)選地，所述有源零磁通傳感模塊，還包括連接所述有源零磁通電流傳感器的動(dòng)態(tài)平衡電子電路。所述動(dòng)態(tài)平衡電子電路，用于對(duì)所述有源零磁通電流傳感器的磁通進(jìn)行全自動(dòng)補(bǔ)償，使鐵芯工作在理想的零磁通狀態(tài)。
對(duì)于所述有源零磁通傳感模塊，優(yōu)選地，還包括屏蔽罩，所述屏蔽罩采用里外三層保護(hù)層，具體包括內(nèi)層的薄錫紙301、中層的金屬殼302以及外層的不銹鋼外殼303;首先，薄錫紙301包裹有源零磁通電流傳感器的鐵芯，然后中層再用金屬殼302包上，最后再加上外層的不銹鋼外殼303，里外三層，實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的干擾信號(hào)的完全屏蔽。請(qǐng)參閱圖4，圖4是本實(shí)施例的高頻傳感模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。對(duì)于所述高頻傳感模塊，優(yōu)選地，包括高頻傳感器。所述高頻傳感器，用于快速感應(yīng)氧化鋅避雷器接地回路中的避雷器末屏信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成雷擊時(shí)間與次數(shù)數(shù)據(jù)信號(hào)。優(yōu)選地，該高頻傳感器以鐵氧體為材料，在氧化鋅避雷器遭受到雷擊時(shí)，雷電波信號(hào)為高頻信號(hào)，該信號(hào)持續(xù)時(shí)間往往是微秒級(jí)別，采用該高頻傳感器，能夠瞬時(shí)捕獲雷擊時(shí)刻和雷擊次數(shù)，提高了感應(yīng)的準(zhǔn)確性。對(duì)于所述高頻傳感模塊，優(yōu)選地，還包括連接所述高頻傳感器的移相電路，以及連接移相電路的濾波電路。所述移相電路，對(duì)高頻傳感器處理得到的雷擊時(shí)間與次數(shù)數(shù)據(jù)信號(hào)的信號(hào)進(jìn)行移相操作，然后輸出至濾波電路。所述濾波電路，對(duì)雷擊時(shí)間與次數(shù)數(shù)據(jù)信號(hào)的信號(hào)進(jìn)行濾波操作，然后輸出至信號(hào)處理單元。對(duì)于信號(hào)處理單元，具體地，利用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，對(duì)有源傳感單元輸入的各種雷擊數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，得到顯示數(shù)據(jù)信息輸出至現(xiàn)場(chǎng)顯示單元。優(yōu)選地，該信號(hào)處理單元，采用純數(shù)字電路控制，可以避免因器件老化、溫度等因素引起的誤差，性能可靠且各測(cè)量項(xiàng)精確。優(yōu)選地，該信號(hào)處理單元通過SPI總線與所述現(xiàn)場(chǎng)顯示單元連接。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)顯示單元，優(yōu)選地，包括高亮度LED，所述現(xiàn)場(chǎng)顯示單元采用壽命長(zhǎng)的高亮度LED，通過SPI總線驅(qū)動(dòng)LED燈將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到的流經(jīng)避雷器上的顯示數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)顯示，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字可視化。請(qǐng)參閱圖5，圖5是本實(shí)施例的氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置，還可以包括與信號(hào)處理單元連接的數(shù)據(jù)傳輸單元。所述數(shù)據(jù)傳輸單元，用于與遠(yuǎn)程控制器進(jìn)行通信，優(yōu)選地，該數(shù)據(jù)傳輸單元通過 SPI總線與信號(hào)處理單元連接，通過有線或無線方式與遠(yuǎn)程控制器相連，使得遠(yuǎn)程控制器可以方便獲取避雷器的相關(guān)信息。通過本發(fā)明的氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置，不影響氧化鋅避雷的接地方式，可與目前變電站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫連接，可通過監(jiān)測(cè)避雷器的全電流、阻性電流與容性電流的監(jiān)測(cè)，通過系統(tǒng)進(jìn)行故障分析、診斷，從而實(shí)現(xiàn)智能化控制，掉電后數(shù)據(jù)信息不會(huì)丟失，提高設(shè)備的可靠性能。以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括依次連接的有源傳感單元，信號(hào)處理單元，現(xiàn)場(chǎng)顯示單元；所述有源傳感單元，用于感應(yīng)氧化鋅避雷器接地回路中的避雷器末屏信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成雷擊數(shù)據(jù)信號(hào)輸出至所述信號(hào)處理單元；所述信號(hào)處理單元，用于對(duì)所述雷擊數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，得到顯示數(shù)據(jù)信息輸出至所述現(xiàn)場(chǎng)顯示單元；所述現(xiàn)場(chǎng)顯示單元，用于顯示從所述信號(hào)處理單元輸入的顯示數(shù)據(jù)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述有源傳感單元包括有源零磁通傳感模塊和高頻傳感模塊；所述有源零磁通傳感模塊，用于感應(yīng)氧化鋅避雷器接地回路中的避雷器末屏信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成雷擊電流數(shù)據(jù)信號(hào)輸出至所述信號(hào)處理單元；所述高頻傳感模塊，用于感應(yīng)氧化鋅避雷器接地回路中的避雷器末屏信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成雷擊時(shí)間與次數(shù)數(shù)據(jù)信號(hào)輸出至所述信號(hào)處理單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述有源零磁通傳感模塊包括有源零磁通電流傳感器，所述有源零磁通電流傳感器的鐵芯為超微晶；所述有源零磁通電流傳感器，用于感應(yīng)氧化鋅避雷器接地回路中的避雷器末屏信號(hào)， 并將避雷器末屏信號(hào)中的全電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成雷擊全電流數(shù)據(jù)信號(hào)、阻性電流數(shù)據(jù)信號(hào)和容性電流數(shù)據(jù)信號(hào)輸出至所述信號(hào)處理單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述有源零磁通傳感模塊還包括連接所述有源零磁通電流傳感器的動(dòng)態(tài)平衡電子電路；所述動(dòng)態(tài)平衡電子電路，用于對(duì)所述有源零磁通電流傳感器的磁通進(jìn)行全自動(dòng)補(bǔ)償。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述有源零磁通傳感模塊還包括屏蔽罩，所述屏蔽罩包括三層保護(hù)層，具體為內(nèi)層的錫紙、中層的金屬殼以及外層的不銹鋼外殼；所述錫紙包裹所述有源零磁通電流傳感器的鐵芯。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述高頻傳感模塊包括高頻傳感器，所述高頻傳感器的鐵芯為鐵氧體；所述高頻傳感器，用于感應(yīng)所述氧化鋅避雷器接地回路中的避雷器末屏信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成雷擊時(shí)間與次數(shù)數(shù)據(jù)信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述高頻傳感模塊還包括連接所述高頻傳感器的移相電路，以及連接移相電路的濾波電路；所述移相電路，用于對(duì)所述雷擊時(shí)間與次數(shù)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行移相操作；所述濾波電路，用于對(duì)所述雷擊時(shí)間與次數(shù)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行濾波操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)處理單元通過SPI總線與所述現(xiàn)場(chǎng)顯示單元連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述現(xiàn)場(chǎng)顯示單元包括高亮度LED。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，還包括 與所述信號(hào)處理單元連接的數(shù)據(jù)傳輸單元；所述數(shù)據(jù)傳輸單元，用于與遠(yuǎn)程控制器進(jìn)行通信。
全文摘要
本發(fā)明提供一種氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置，包括依次連接的有源傳感單元，信號(hào)處理單元，現(xiàn)場(chǎng)顯示單元；所述有源傳感單元，用于感應(yīng)氧化鋅避雷器接地回路中的避雷器末屏信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成雷擊數(shù)據(jù)信號(hào)輸出至信號(hào)處理單元；所述信號(hào)處理單元，用于對(duì)所述雷擊數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，得到顯示數(shù)據(jù)信息；所述現(xiàn)場(chǎng)顯示單元，用于顯示從所述信號(hào)處理單元輸入的顯示數(shù)據(jù)信息。通過本發(fā)明的氧化鋅避雷器監(jiān)測(cè)裝置，不影響氧化鋅避雷的接地方式，對(duì)雷擊反應(yīng)的準(zhǔn)確性，降低了數(shù)據(jù)處理的誤差，數(shù)據(jù)信息的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字可視化，可與目前變電站的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫連接，通過故障分析、診斷，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)氧化鋅避雷器準(zhǔn)確的狀態(tài)評(píng)估、故障診斷和落雷情況記錄。
文檔編號(hào)G01R1/18GK102288850SQ20111019243
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者周剛, 朱文俊, 梁文進(jìn), 王紅斌, 范穎, 謝善益 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院