一種用于檢測(cè)雷電環(huán)境的電力集抄系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于檢測(cè)雷電環(huán)境的電力集抄系統(tǒng)，包括了掛接在數(shù)據(jù)總線上的采集器、采集終端和檢測(cè)裝置，所述采集終端連接采集器，所述采集終端采集電力集抄信息，由采集器收集所得的電力集抄信息，所述檢測(cè)裝置與采集終端相互耦合，它包括：接收器，用于感應(yīng)雷電放電時(shí)生成的磁場(chǎng)并獲得相應(yīng)的電信號(hào)；所述的接收器連接于A/D轉(zhuǎn)換器，所述A/D轉(zhuǎn)換器連接處理器。本實(shí)用新型通過接收器來獲取一個(gè)高壓放電環(huán)境下的放電情況，能夠有效檢測(cè)雷電環(huán)境，獲取狀態(tài)參數(shù)。防止雷電等惡劣天氣對(duì)電力采集數(shù)據(jù)的影響。
【專利說明】—種用于檢測(cè)雷電環(huán)境的電力集抄系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)信息集抄技術(shù)，更特定言之，尤其適用于惡劣環(huán)境下，可以檢測(cè)雷電環(huán)境狀況的電力集抄系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]一般而言，儀表或者電力供應(yīng)企業(yè)要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)的普及，就必須考慮到不同的安裝和使用條件，例如環(huán)境較為惡劣的山區(qū)或雷電等惡劣的天氣情況。一般研發(fā)人員并沒有考慮到，在遇到極高電壓的情況下，很有可能會(huì)對(duì)設(shè)備造成影響，但技術(shù)人員通常認(rèn)為，這些問題可以通過其他設(shè)備來解決，與電力采集設(shè)備無關(guān)；或者，某些技術(shù)人員考慮到電力采集設(shè)備所可能承受的高壓浪涌，卻仍未采取一種有效措施來檢測(cè)環(huán)境狀態(tài)，作為集抄系統(tǒng)的安全鋪設(shè)依據(jù)或數(shù)據(jù)分析依據(jù)。用于例如發(fā)電廠或者變電站的聚合物式接收器的內(nèi)部要素包括:層疊多個(gè)的氧化鋅元件；配置在該氧化鋅元件兩端的端子電極；以及連接這些端子電極的多個(gè)玻璃纖維增強(qiáng)塑料(FRP)等絕緣支承物。聚合物式接收器用聚合物等絕緣材料直接澆鑄在這些內(nèi)部要素的周圍作為絕緣外套。在這樣的接收器中，例如在IEC標(biāo)準(zhǔn)(60099-4)的放壓試驗(yàn)中，注入高于氧化鋅元件的容許量的能量而引起氧化鋅元件毀壞。在短路電流通過接收器時(shí)，在接收器內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生高溫、高壓的電弧氣體。接收器的內(nèi)壓由于電弧氣體而上升時(shí)，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部要素產(chǎn)生爆炸性的飛散。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型要解決的問題是提供一種用于檢測(cè)雷電環(huán)境的電力集抄系統(tǒng)，可以通過接收器來獲取一個(gè)高壓放電環(huán)境下的放電情況，能夠有效檢測(cè)雷電環(huán)境，獲取狀態(tài)參數(shù)。防止雷電等惡劣天氣對(duì)電力采集數(shù)據(jù)的影響。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種用于檢測(cè)雷電環(huán)境的電力集抄系統(tǒng)，包括了掛接在數(shù)據(jù)總線上的采集器、采集終端和檢測(cè)裝置，所述采集終端連接采集器，所述采集終端采集電力`集抄信息，由采集器收集所得的電力集抄信息，所述檢測(cè)裝置與采集終端相互耦合，它包括:接收器，用于感應(yīng)雷電放電時(shí)生成的磁場(chǎng)并獲得相應(yīng)的電信號(hào)；所述的接收器連接于A/D轉(zhuǎn)換器，將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；所述A/D轉(zhuǎn)換器連接處理器，用于根據(jù)所述數(shù)字信號(hào)中的特性信息判斷雷電的放電類型和計(jì)算相應(yīng)的電壓幅值。當(dāng)然，在另一個(gè)實(shí)施例中，A/D轉(zhuǎn)換器和處理器可以屬于采集終端。
[0005]進(jìn)一步包括一個(gè)清除接收器中電信號(hào)的雜訊并產(chǎn)生一個(gè)調(diào)制電信號(hào)的信號(hào)調(diào)制器，所述信號(hào)調(diào)制器進(jìn)一步包括模擬濾波組件，用于濾除所述電信號(hào)中頻率大于設(shè)定截止臨限值的信號(hào)成分。
[0006]進(jìn)一步包括一個(gè)連接于信號(hào)調(diào)制電路的用于振幅壓縮的非線性放大器，所述非線性放大器選用對(duì)數(shù)放大器，或者所述非線性放大器選用逐級(jí)線性放大器。
[0007]進(jìn)一步包括一個(gè)連接于A/D轉(zhuǎn)換器的用于動(dòng)態(tài)幅值削減的非線性放大器，其中所述非線性放大器選用對(duì)數(shù)放大器；或者所述非線性放大器選用逐級(jí)線性放大器。[0008]作為優(yōu)選，所述處理器包括將所述電信號(hào)加以耦合并產(chǎn)生一個(gè)新的耦合電信號(hào)的信號(hào)耦合組件。用于將所述電信號(hào)加以耦合并產(chǎn)生一個(gè)新的耦合電信號(hào)，所述處理器使用所述電信號(hào)和耦合電信號(hào)來判斷雷電的放電類型和計(jì)算相應(yīng)的電壓幅值。
[0009]進(jìn)一步包括連接于A/D轉(zhuǎn)換器的一個(gè)放大器，所述放大器選用對(duì)數(shù)放大器，或者所述非線性放大器選用逐級(jí)線性放大器。
[0010]所述處理器包括一與采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)總線傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)傳輸端。
[0011]作為優(yōu)選，所述接收器包括:層疊的非線性阻抗；配置在所述非線性阻抗的層疊方向兩側(cè)的一對(duì)端子電極；在所述非線性阻抗的周圍配置多條分別沿所述層疊方向延伸并連接所述一對(duì)端子電極的絕緣支撐部；以及形成一體而覆蓋所述非線性阻抗和所述多條絕緣支撐部、并在在外周面具有多個(gè)突出設(shè)置的裙邊狀絕緣外套，在所述絕緣外套的所述裙邊間設(shè)置從所述非線性阻抗的表面突起的壁厚較薄的薄壁部，所述薄壁部設(shè)置在所述絕緣外套周向的絕緣支撐部間，沿著所述層疊方向設(shè)置多個(gè)，為狹縫狀，隔著所述裙邊，沿所述層疊方向直線延伸。
[0012]作為優(yōu)選，所述薄壁部沿所述周向設(shè)置I個(gè)或者2個(gè)。
[0013]作為優(yōu)選，將所述薄壁部的朝向設(shè)置在與鄰近設(shè)備不同的方向。
[0014]采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0015]可以通過接收器來獲取一個(gè)高壓放電環(huán)境下的放電情況，能夠有效檢測(cè)雷電環(huán)境，獲取狀態(tài)參數(shù)。防止雷電等惡劣天氣對(duì)電力采集數(shù)據(jù)的影響。改進(jìn)了接收器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，防止了接收器的內(nèi)壓由于電弧氣體而上升時(shí)，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部要素產(chǎn)生爆炸性的飛散。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明:
[0017]圖1為本實(shí)用新型電力集抄系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型接收器的結(jié)構(gòu)剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示，用于檢測(cè)雷電環(huán)境的電力集抄系統(tǒng)的實(shí)施例包括了掛接在主站4與用戶負(fù)載5之間的RS485數(shù)據(jù)總線(也可以選擇其他無線方式)上的采集器1、采集終端2和檢測(cè)裝置3，通過采集終端2來采集一個(gè)區(qū)域內(nèi)的電力集抄信息，通過采集器I來收集這些電力集抄信息，其中所述檢測(cè)裝置3與采集終端2相互耦合，它包括:接收器31，用于感應(yīng)雷電放電時(shí)生成的磁場(chǎng)并獲得相應(yīng)的電信號(hào)；A/D轉(zhuǎn)換器21，將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，同時(shí)采集電力線電流和電壓變化量；以及處理器22，用于根據(jù)所述數(shù)字信號(hào)中的特性信息判斷雷電的放電類型和電壓。當(dāng)然，在另一個(gè)實(shí)施例中，A/D轉(zhuǎn)換器21和處理器22可以屬于采集終端2的內(nèi)部組成。采集終端2可較佳地包括一個(gè)外置LCD顯示器23，以實(shí)時(shí)反映這些信息。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括一個(gè)信號(hào)調(diào)制器32，用于清除所述電信號(hào)中的雜訊并產(chǎn)生一個(gè)調(diào)制電信號(hào)，其中所述信號(hào)調(diào)制器32進(jìn)一步包括模擬濾波組件，用于濾除所述電信號(hào)中頻率大于設(shè)定截止臨限值的信號(hào)成分。
[0021]在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括一個(gè)連接于信號(hào)調(diào)制電路的非線性放大器33，用于將所述調(diào)制電信號(hào)在輸入所述A/D轉(zhuǎn)換器21之前進(jìn)行振幅壓縮，其中所述非線性放大器選用對(duì)數(shù)放大器；或者所述非線性放大器選用逐級(jí)線性放大器。
[0022]在另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括一個(gè)連接于A/D轉(zhuǎn)換器的非線性放大器33，用于將所述調(diào)制電信號(hào)在輸入所述A/D轉(zhuǎn)換器21之前進(jìn)行動(dòng)態(tài)幅值削減，其中所述非線性放大器33選用對(duì)數(shù)放大器，或者選用逐級(jí)線性放大器。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，所述處理器22包括信號(hào)耦合組件，用于將所述電信號(hào)加以耦合并產(chǎn)生一個(gè)新的耦合電信號(hào)，所述處理器22使用所述電信號(hào)和耦合電信號(hào)來判斷此區(qū)域內(nèi)雷電的放電類型和電壓幅度。
[0024]在另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括一個(gè)連接于A/D轉(zhuǎn)換器的放大器，用于將所述電信號(hào)在輸入所述A/D轉(zhuǎn)換器21之前進(jìn)行動(dòng)態(tài)幅值削減，其中所述放大器選用對(duì)數(shù)放大器；或者所述放大器選用逐級(jí)線性放大器。
[0025]在另一個(gè)實(shí)施例中，所述處理器22利用電信號(hào)來識(shí)別出所述耦合電信號(hào)的波形最小值和最大值，并從此耦合電信號(hào)識(shí)別出零交叉，其中所述處理器22區(qū)分放電類型為云間放電或云對(duì)地放電,計(jì)算出放電電壓。
[0026]在一個(gè)實(shí)施例中，所述處理器22進(jìn)一步產(chǎn)生表示雷電放電狀態(tài)的數(shù)字信號(hào)，且所述用于檢測(cè)雷電環(huán)境的電力集抄系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個(gè)數(shù)字信號(hào)傳輸端，用于通過數(shù)據(jù)總線傳輸給米集器。
[0027]在一個(gè)實(shí)施例中，參見圖2，所述接收器31包括:層疊的非線性阻抗311，作為本實(shí)施例的優(yōu)選，可采用氧化鋅材料元件；配置在所述非線性阻抗層疊方向兩側(cè)的一對(duì)端子電極313 (其中這對(duì)電極又可以較佳地包括彈簧部312);在所述非線性阻抗的周圍配置多條分別沿所述層疊方向延伸并連接所述一對(duì)端子電極的絕緣支撐部(圖中未繪示出)；以及形成一體而覆蓋所述非線性阻抗311和所述多條絕緣支撐部、并在在外周面具有多個(gè)突出設(shè)置的裙邊狀絕緣外套314，在所述絕緣外套314的所述裙邊間設(shè)置從所述非線性阻抗313的表面起的壁厚較薄的薄壁部315,所述薄壁部315設(shè)置在所述絕緣外套314周向的絕緣支撐部間，沿著所述層疊方向設(shè)置多個(gè)，為狹縫狀，隔著所述裙邊，沿所述層疊方向直線延伸。
[0028]因此，在本實(shí)施例中，將阻抗311、端子電極313 (包括彈簧312)、絕緣支撐部作為一個(gè)主要組成，用例如聚合物等絕緣材料注塑成為一個(gè)絕緣外套314，以包覆和保護(hù)此主要組成。在組裝此組成時(shí)，通過擰緊電極313而壓迫彈簧312從而固定和串聯(lián)這些阻抗311。
[0029]在一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)薄壁部315在所述周向設(shè)置I個(gè)或者2個(gè)。
[0030]在一個(gè)實(shí)施例中，將所述多個(gè)薄壁部315的朝向設(shè)置在與鄰近設(shè)備不同的方向。
[0031]當(dāng)然，按照原理上來講，接收器31不應(yīng)僅僅包含這個(gè)主要組成，在另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括線圈繞組，在這個(gè)主要組成吸收了外部強(qiáng)電壓而產(chǎn)生磁場(chǎng)的過程中，根據(jù)磁場(chǎng)大小而連續(xù)地感應(yīng)出電力，從而在一方面起到了一個(gè)接收天線的作用，通過產(chǎn)生的電信號(hào)來判斷這個(gè)磁場(chǎng)的大小，從而也能夠得知雷電環(huán)境或類似惡劣天氣下應(yīng)該注意的狀態(tài)數(shù)據(jù)，便于例如測(cè)試時(shí)作為一個(gè)產(chǎn)品檢測(cè)的依據(jù)。接收器31作為電信號(hào)的接收通道接收雷電放電(100KV-1萬KV)時(shí)產(chǎn)生的穿過所述線圈繞組的電磁場(chǎng)所生成的感應(yīng)電流信號(hào)。通過上述接收器31結(jié)構(gòu)改進(jìn)，所述接收器31能承受雷電100KV-1萬KV的電弧放電，而且能快速釋放能量，防止接收器31的內(nèi)壓由于電弧氣體而上升時(shí)，導(dǎo)致內(nèi)部要素產(chǎn)生爆炸性的飛散的危險(xiǎn)。[0032]基于前述實(shí)施例，給出一種電力集抄系統(tǒng)檢測(cè)雷電環(huán)境的方法實(shí)施例，包括:
[0033]步驟1，用于感應(yīng)雷電放電時(shí)生成的磁場(chǎng)并獲得相應(yīng)的電信號(hào)；
[0034]步驟2，利用A/D轉(zhuǎn)換器21根據(jù)所述電信號(hào)產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)；
[0035]步驟3，利用處理器22根據(jù)所述數(shù)字信號(hào)中的特性信息判斷雷電的放電類型和計(jì)算電壓幅值。
[0036]在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括步驟:利用信號(hào)調(diào)制器32來清除所述電信號(hào)中的雜訊并產(chǎn)生一個(gè)調(diào)制電信號(hào)，其中進(jìn)一步利用一個(gè)模擬濾波組件來濾除所述電信號(hào)中頻率大于設(shè)定截止臨限值的信號(hào)成分。
[0037]在一個(gè)實(shí)施例中，利用一個(gè)線性放大器33將所述調(diào)制電信號(hào)在輸入所述A/D轉(zhuǎn)換器21之前進(jìn)行振幅壓縮，其中所述非線性放大器33選用對(duì)數(shù)放大器；或者所述非線性放大器33選用逐級(jí)線性放大器。
[0038]或者在另一個(gè)實(shí)施例中，利用一個(gè)線性放大器33將所述調(diào)制電信號(hào)在輸入所述A/D轉(zhuǎn)換器21之前進(jìn)行動(dòng)態(tài)幅值削減。
[0039]在一個(gè)實(shí)施例中，將所述電信號(hào)加以耦合并產(chǎn)生一個(gè)新的耦合電信號(hào)，利用所述處理器22使用所述電信號(hào)和耦合電信號(hào)來判斷雷電的放電類型和電壓。
[0040]在一個(gè)實(shí)施例中，通過所述處理器22利用電信號(hào)來識(shí)別出所述耦合電信號(hào)的波形最小值和最大值，并從此耦合電信號(hào)識(shí)別出零交叉，其中所述處理器22區(qū)分放電類型為云間放電或云對(duì)地放電,計(jì)算出放電電壓。
[0041 ] 在一個(gè)實(shí)施例中，通過所述處理器22進(jìn)一步產(chǎn)生表示雷電放電狀態(tài)的數(shù)字信號(hào)用于傳輸至采集器I。
[0042]據(jù)此，本實(shí)用新型解決了前述的缺陷，可以通過接收器來獲取一個(gè)高壓放電環(huán)境下的放電情況，而且針對(duì)可能存在的隱患對(duì)接收器做出了改進(jìn)，同樣，前述實(shí)施例中的“一個(gè)”、“此”等措辭并非是指代單數(shù)，在某些實(shí)施例中代表了一個(gè)組合，而實(shí)施例的描述并不能作為對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)范疇的限定制約。
[0043]除上述優(yōu)選實(shí)施例外，本實(shí)用新型還有其他的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本實(shí)用新型作出各種改變和變形，只要不脫離本實(shí)用新型的精神，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢測(cè)雷電環(huán)境的電力集抄系統(tǒng)，包括了掛接在數(shù)據(jù)總線上的采集器、采集終端和檢測(cè)裝置，所述采集終端連接采集器，所述采集終端采集電力集抄信息，由采集器收集所得的電力集抄信息，其特征在于:所述檢測(cè)裝置與采集終端相互耦合，它包括:接收器，感應(yīng)雷電放電時(shí)生成的磁場(chǎng)并獲得相應(yīng)的電信號(hào)；所述的接收器連接于A/D轉(zhuǎn)換器，所述A/D轉(zhuǎn)換器連接處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測(cè)雷電環(huán)境的電力集抄系統(tǒng)，其特征在于:進(jìn)一步包括一個(gè)清除接收器中電信號(hào)的雜訊并產(chǎn)生一個(gè)調(diào)制電信號(hào)的信號(hào)調(diào)制器，所述信號(hào)調(diào)制器進(jìn)一步包括模擬濾波組件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于檢測(cè)雷電環(huán)境的電力集抄系統(tǒng)，其特征在于:進(jìn)一步包括一個(gè)連接于信號(hào)調(diào)制電路的用于振幅壓縮的非線性放大器，所述非線性放大器選用對(duì)數(shù)放大器，或者所述非線性放大器選用逐級(jí)線性放大器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測(cè)雷電環(huán)境的電力集抄系統(tǒng)，其特征在于:進(jìn)一步包括一個(gè)連接于A/D轉(zhuǎn)換器的用于動(dòng)態(tài)幅值削減的非線性放大器，其中所述非線性放大器選用對(duì)數(shù)放大器；或者所述非線性放大器選用逐級(jí)線性放大器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測(cè)雷電環(huán)境的電力集抄系統(tǒng)，其特征在于:所述處理器包括將所述電信號(hào)加以耦合并產(chǎn)生一個(gè)新的耦合電信號(hào)的信號(hào)耦合組件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于檢測(cè)雷電環(huán)境的電力集抄系統(tǒng)，其特征在于:進(jìn)一步包括連接于A/D轉(zhuǎn)換器的一個(gè)放大器，所述放大器選用對(duì)數(shù)放大器，或者所述非線性放大器選用逐級(jí)線性放大器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測(cè)雷電環(huán)境的電力集抄系統(tǒng)，其特征在于:所述處理器包括一與采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)總線傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)傳輸端。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測(cè)雷電環(huán)境的電力集抄系統(tǒng)，其特征在于:所述接收器包括:層疊的非線性阻抗；配置在所述非線性阻抗的層疊方向兩側(cè)的一對(duì)端子電極；在所述非線性阻抗的周圍配置多條分別沿所述層疊方向延伸并連接所述一對(duì)端子電極的絕緣支撐部；以及形成一體而覆蓋所述非線性阻抗和所述多條絕緣支撐部、并在外周面具有多個(gè)突出設(shè)置的裙邊狀絕緣外套，在所述絕緣外套的所述裙邊間設(shè)置從所述非線性阻抗的表面突起的壁厚較薄的薄壁部，所述薄壁部設(shè)置在所述絕緣外套周向的絕緣支撐部間，沿著所述層疊方向設(shè)置多個(gè)，為狹縫狀，隔著所述裙邊，沿所述層疊方向直線延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于檢測(cè)雷電環(huán)境的電力集抄系統(tǒng)，其特征在于:所述薄壁部沿所述周向設(shè)置I個(gè)或者2個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的用于檢測(cè)雷電環(huán)境的電力集抄系統(tǒng)，其特征在于:將所述薄壁部的朝向設(shè)置在與鄰近設(shè)備不同的方向。
【文檔編號(hào)】G01R29/08GK203465357SQ201320437408
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月18日
【發(fā)明者】王永紅, 陳丹蓉, 潘建成 申請(qǐng)人:華立儀表集團(tuán)股份有限公司