基于沖擊動(dòng)作和泄露電流在線檢測的避雷器狀態(tài)診斷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于沖擊動(dòng)作和泄露電流在線檢測的避雷器狀態(tài)診斷系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)輸電線路避雷器的泄漏電流和雷擊動(dòng)作特性的實(shí)時(shí)監(jiān)測，提出基于線路避雷器泄漏電流和雷擊動(dòng)作電流的實(shí)時(shí)監(jiān)測來評(píng)價(jià)避雷器運(yùn)行狀態(tài)，將監(jiān)測的避雷器動(dòng)作電流數(shù)據(jù)結(jié)合雷電定位系統(tǒng)的雷電流幅值等數(shù)據(jù)，分析辨識(shí)線路避雷器的正確動(dòng)作、誤動(dòng)、拒動(dòng)情況，實(shí)現(xiàn)線路避雷器的運(yùn)行狀態(tài)和動(dòng)作在線監(jiān)測。本發(fā)明利用太陽能進(jìn)行供電，無需額外供電，全天24小時(shí)無間斷工作；能夠?qū)崟r(shí)記錄避雷器的泄露電流、小電流、沖擊電流、沖擊次數(shù)、沖擊電流峰值以及避雷器內(nèi)部溫濕度等，能夠綜合反應(yīng)出避雷器的運(yùn)行狀態(tài)；采集到的數(shù)據(jù)能夠傳回系統(tǒng)服務(wù)器，方便巡檢人員準(zhǔn)確判斷避雷器工作狀態(tài)。
【專利說明】[0001] 基于沖擊動(dòng)作和泄露電流在線檢測的避雷器狀態(tài)診斷系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明屬于防雷保護(hù)設(shè)備領(lǐng)域；涉及一種避雷器狀態(tài)的在線檢測系統(tǒng)，尤其涉及 一種對(duì)避雷器沖擊動(dòng)作和泄露電流在線檢測，進(jìn)而判斷避雷器狀態(tài)的診斷系統(tǒng)。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004] 目前國內(nèi)外各地區(qū)電力局都在輸電線路上推廣使用金屬氧化物避雷器來提高輸 電線路的耐雷水平，降低線路的雷擊跳閘率，從而提高供電可靠性，滿足工業(yè)用電的要求； 因此線路避雷器有廣泛的發(fā)展應(yīng)用前景。
[0005] 避雷器在電力系統(tǒng)中的重要地位要求對(duì)避雷器正常工作提供保證，這就要求對(duì)避 雷器是否能正常運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。
[0006] 在避雷器全運(yùn)行參數(shù)在線監(jiān)測方面國內(nèi)外傳統(tǒng)的氧化鋅避雷器的在線監(jiān)測基本 上都是以測泄漏電流為基礎(chǔ)，通過其總泄漏電流和阻性泄漏電流的變化來判斷氧化鋅避雷 器的狀態(tài)。
[0007] 國內(nèi)外相關(guān)的研究現(xiàn)狀都還停留在基于泄漏電流的監(jiān)測上，但輸電線路避雷器分 為無間隙避雷器和帶外串聯(lián)間隙避雷器，對(duì)于帶純空氣間隙的避雷器，在正常運(yùn)行中無泄 漏電流，無法通過測量泄漏電流來評(píng)價(jià)避雷器的狀態(tài)。并且輸電線路條件復(fù)雜，很難進(jìn)行預(yù) 防性試驗(yàn)和帶電試驗(yàn)。
[0008]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于避雷器沖擊動(dòng)作和泄露電流在 線檢測，進(jìn)而判斷避雷器狀態(tài)的診斷系統(tǒng)。
[0010] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于沖擊動(dòng)作和泄露電流在線檢測的避雷器狀 態(tài)診斷系統(tǒng)，其特征在于：包括互感器采集部件、MTU6000主體部件、太陽能部件、GPRS部 件、GPS部件;MTU6000主體部件包括泄露電流電路、小電流電路、沖擊電流電路、綜合管理 部件、電池部件；太陽能部件分別與電池部件輸入端和綜合管理部件連接，既能夠給電池部 件充電，也能夠給綜合管理部件供電，電池部件輸出端和綜合管理部件連接，用于在太陽能 部件不工作的時(shí)候，給綜合管理部件供電；互感器采集部件串聯(lián)在避雷器接地線上，泄露電 流電路、小電流電路、沖擊電流電路與互感器采集部件對(duì)應(yīng)端連接，用于采集避雷器的泄露 電流信號(hào)、小電流信號(hào)、沖擊電流信號(hào)；泄露電流電路、小電流電路、沖擊電流電路與綜合管 理部件對(duì)應(yīng)端連接，將接收到的信號(hào)，傳輸給綜合管理部件；綜合管理部件與GPRS部件和 GPS部件連接，控制GPRS部件和GPS部件與服務(wù)器通訊；綜合管理部件6將接收到的泄露 電流信號(hào)、小電流信號(hào)、沖擊電流信號(hào)、GPS信號(hào)通過GPRS部件9傳遞給系統(tǒng)服務(wù)器，系統(tǒng) 服務(wù)器就能夠全面地監(jiān)測避雷器的運(yùn)行狀態(tài)。
[0011] 作為優(yōu)選，所述的互感器采集部件包括泄露電流互感器、小電流互感器和沖擊電 流互感器，所述的泄露電流互感器與所述的泄露電流電路連接，用于采集避雷器的泄露電 流信號(hào)；所述的小電流互感器與所述的小電流電路連接，用于采集避雷器的小電流信號(hào)； 所述的沖擊電流互感器與所述的沖擊電流電路連接，用于采集避雷器的沖擊電流信號(hào)。
[0012] 作為優(yōu)選，所述的泄露電流電路由第1整流橋、第1電容、第1電阻、第2電阻、第3 電阻、第1運(yùn)算放大器組成；第1整流橋的交流端與泄露電流互感器并聯(lián)，第1整流橋的直 流端與第1電容并聯(lián)，然后與第1電阻串聯(lián)；第1電阻與第1運(yùn)算放大器的正輸入端串接； 第1運(yùn)算放大器的負(fù)入端與第2電阻串聯(lián)后，再接地；第1運(yùn)算放大器的正輸入端與輸出端 之間串接第3電阻后與綜合管理部件對(duì)應(yīng)端連接，將接收到的信號(hào)，傳輸給綜合管理部件。
[0013] 作為優(yōu)選，所述的小電流電路由第2整流橋、第2電容、第4電阻、第5電阻、第6 電阻、第2運(yùn)算放大器組成；第2整流橋的交流端與小電流互感器并聯(lián)；第2整流橋的直流 端與第2電容并聯(lián)，然后與第4電阻串聯(lián)；第4電阻與第2運(yùn)算放大器的正輸入端串接；第 2運(yùn)算放大器的負(fù)入端與第5電阻串聯(lián)后再接地；第2運(yùn)算放大器的正輸入端與輸出端之 間串接第6電阻后與綜合管理部件對(duì)應(yīng)端連接，將接收到的信號(hào)，傳輸給綜合管理部件。
[0014] 作為優(yōu)選，所述的沖擊電流電路由第3整流橋、第3電容、第7電阻、第8電阻、第9 電阻、第3運(yùn)算放大器組成；第3整流橋的交流端與沖擊電流互感器并聯(lián)；第3整流橋的直 流端與第3電容并聯(lián)，然后與第7電阻串聯(lián)；第7電阻與第3運(yùn)算放大器的正輸入端串接； 第3運(yùn)算放大器的負(fù)入端與第8電阻串聯(lián)后，再接地；第3運(yùn)算放大器的正輸入端與輸出端 之間串接第9電阻后與綜合管理部件對(duì)應(yīng)端連接，將接收到的信號(hào)，傳輸給綜合管理部件。
[0015] 作為優(yōu)選，所述的綜合管理部件由型號(hào)為STM32F103的單片機(jī)、第12電阻、第13 電阻、第14電阻、第15電阻、第16電阻、第9電容、第4運(yùn)算放大器和第5運(yùn)算放大器組成； 泄露電流電路、小電流電路、沖擊電流電路的輸出端分別與單片機(jī)的對(duì)應(yīng)輸入端相連；單片 機(jī)的PI. 1端口與第12電阻、第13電阻串接；第13電阻與第4運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連 接；第12電阻、第13電阻之間并接第9電容之后，再接地；單片機(jī)的RS232輸出端口分別與 RS232芯片的對(duì)應(yīng)端口相連；第5運(yùn)算放大器的輸出端口與單片機(jī)的AD1端口連接；第5運(yùn) 算放大器的正輸入端與輸出端之間串接第14電阻；第5運(yùn)算放大器的正輸入端串接第15 電阻與電池部件連接；第5運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端串接第16電阻與電池部件連接。
[0016] 作為優(yōu)選，所述的電池部件由蓄電池、充電管理1C、電源1C、第10電阻、第11電 阻、第12電阻、第4電容、第5電容、第6電容、第7電容、第8電容、第4二極管、第5二極 管、第1電感、第6二極管組成；充電管理1C的EX端口串接第1電感和第4二極管后與蓄 電池正極連接；充電管理1C的C0MP端串接第11電阻后，再串接第8電容之后接地；充電管 理1C的EX端口與第4二極管之間并聯(lián)第12電阻之后，連接充電管理1C的FB端；充電管理 1C的FB端接第10電阻之后接地；充電管理1C的PGND與AGND端均接地；充電管理1C的 VIN端口接太陽能部件的正輸出端口；太陽能部件的正輸出端口與第6二極管串聯(lián)后與電 源1C相對(duì)應(yīng)的輸入端口連接，蓄電池的正極接第5二極管后與負(fù)極之間并聯(lián)第6電容、第 7電容后，接到電源1C相對(duì)應(yīng)的輸入端口；電源1C的輸出端口并聯(lián)第4電容、第5電容后， 連接到綜合管理部件中設(shè)置的單片機(jī)相應(yīng)的電源輸入端；綜合管理部件中設(shè)置的第4運(yùn)算 放大器的輸出與電源1C的FB端連接；電源1C的C0MP端連接到綜合管理部件中設(shè)置的第 15電阻。
[0017] 作為優(yōu)選，所述的太陽能部件的輸出端與第1電容器、第2電容器并聯(lián)后分別與電 池部件輸入端和綜合管理部件連接。
[0018] 作為優(yōu)選，所述的GPRS部件由GPRS模塊和GPRS天線串接組成，GPRS模塊輸入端 口通過與RS232芯片相對(duì)應(yīng)的端口相連后與所述的綜合管理部件連接。
[0019] 作為優(yōu)選，所述的GPS部件由GPS模塊和GPS天線串接組成，GPS模塊輸入端口通 過與RS232芯片相對(duì)應(yīng)的端口相連后與所述的綜合管理部件連接。
[0020] 作為優(yōu)選，所述的避雷器狀態(tài)診斷系統(tǒng)還設(shè)置有溫濕度采集部件，與所述的綜合 管理部件中設(shè)置的單片機(jī)相對(duì)應(yīng)的端口相連，用于采集將采集避雷器的溫度信號(hào)、濕度信 號(hào)，并將信號(hào)傳遞給單片機(jī)。
[0021] 本發(fā)明通過一體化的裝置實(shí)現(xiàn)輸電線路避雷器的泄漏電流和雷擊動(dòng)作特性的實(shí) 時(shí)監(jiān)測，提出基于線路避雷器泄漏電流和雷擊動(dòng)作電流的實(shí)時(shí)監(jiān)測來評(píng)價(jià)避雷器運(yùn)行狀 態(tài)的可行性方案，并可將監(jiān)測的避雷器動(dòng)作電流數(shù)據(jù)結(jié)合雷電定位系統(tǒng)的雷電流幅值等數(shù) 據(jù)，分析辨識(shí)線路避雷器的正確動(dòng)作、誤動(dòng)、拒動(dòng)情況，實(shí)現(xiàn)線路避雷器的運(yùn)行狀態(tài)和動(dòng)作 在線監(jiān)測。在線監(jiān)測裝置用于監(jiān)測避雷器通過雷擊電流的次數(shù)，記錄雷擊大電流（電流值大 于10kA或20kA)的次數(shù)，它反映避雷器的剩余壽命以及是否需要預(yù)防性試驗(yàn)；記錄通過的 雷擊小電流（電流值大于100A)的次數(shù)，它可為雷電防護(hù)及雷擊事故分析提供極有價(jià)值的科 學(xué)依據(jù)，同時(shí)定時(shí)檢測避雷器的泄露電流，通過分析泄露電流的曲線能有效分析避雷器的 運(yùn)行狀態(tài)。
[0022] 針對(duì)帶有串聯(lián)間隙的避雷器，由于沒有泄漏電流，只需開展雷擊動(dòng)作特性的監(jiān)測， 根據(jù)沖擊電流次數(shù)和峰值判斷避雷器是否需要維修或更換。
[0023] 針對(duì)混合線路（電纜線路轉(zhuǎn)架空線路）的避雷器，由于有泄漏電流流過避雷器，需 要開展阻性電流和動(dòng)作電流結(jié)合的監(jiān)測，根據(jù)阻性電流大小和沖擊電流次數(shù)及峰值綜合判 斷避雷器是否需要維修或更換。通過對(duì)線路避雷器運(yùn)行參數(shù)的全部監(jiān)測，可以實(shí)現(xiàn)輸電線 路避雷器狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。
[0024] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果： 1、 本發(fā)明利用太陽能進(jìn)行供電，無需額外供電，全天24小時(shí)無間斷工作； 2、 本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)記錄避雷器的泄露電流、小電流、沖擊電流、沖擊次數(shù)、沖擊電流峰 值以及避雷器內(nèi)部溫濕度等，能夠綜合反應(yīng)出避雷器的運(yùn)行狀態(tài)； 3、 本發(fā)明采集到的數(shù)據(jù)能夠傳回系統(tǒng)服務(wù)器，方便巡檢人員準(zhǔn)確判斷避雷器工作狀 態(tài)。
[0025]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1 :是本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖； 圖2 :是本發(fā)明實(shí)施例的電路原理圖； 圖3 :是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]

【具體實(shí)施方式】
[0028] 為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實(shí)施本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā) 明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實(shí)施示例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不 用于限定本發(fā)明。
[0029] 本實(shí)施例需要監(jiān)測內(nèi)容如下： 1、 通過輸電線路避雷器泄漏電流和阻性電流評(píng)價(jià)線路避雷器的受潮、老化等狀態(tài)； 2、 通過輸電線路避雷器動(dòng)作電流峰值、動(dòng)作次數(shù)評(píng)價(jià)避雷器是否需要檢修和更換；根 據(jù)相關(guān)規(guī)程，當(dāng)通過避雷器的動(dòng)作電流大于額定值的次數(shù)接近20次時(shí)，避雷器就需要進(jìn)行 檢修和更換； 3、 結(jié)合雷電定位系統(tǒng)和故障錄波系統(tǒng)，當(dāng)雷電過電壓和內(nèi)部過電壓發(fā)生時(shí)，線路避雷 器的動(dòng)作電流峰值和動(dòng)作時(shí)間用于判斷和證明避雷器當(dāng)時(shí)是否有效動(dòng)作； 4、 實(shí)時(shí)記錄避雷器所處環(huán)境的溫濕度。
[0030] 請(qǐng)見圖1、圖2和圖3,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于沖擊動(dòng)作和泄露電流 在線檢測的避雷器狀態(tài)診斷系統(tǒng)，包括互感器采集部件UMTU6000主體部件2、太陽能部件 8、GPRS部件9、GPS部件10和溫濕度采集部件11 ;MTU6000主體部件2包括泄露電流電路3、 小電流電路4、沖擊電流電路5、綜合管理部件6、電池部件7 ;太陽能部件8分別與電池部件 7輸入端和綜合管理部件6連接，既可以給電池部件7充電，也可以給綜合管理部件6供電， 電池部件7輸出端和綜合管理部件6連接，用于在太陽能部件8不工作的時(shí)候，給綜合管理 部件6供電；互感器采集部件1串聯(lián)在避雷器接地線上，泄露電流電路3、小電流電路4、沖 擊電流電路5與互感器采集部件1對(duì)應(yīng)端連接，用于采集避雷器的泄露電流信號(hào)、小電流信 號(hào)、沖擊電流信號(hào)；泄露電流電路3、小電流電路4、沖擊電流電路5與綜合管理部件6對(duì)應(yīng) 端連接，將接收到的信號(hào)，傳輸給綜合管理部件6 ;綜合管理部件6與GPRS部件9和GPS部 件10連接，控制GPRS部件9和GPS部件10與服務(wù)器通訊；綜合管理部件6將接收到的泄 露電流信號(hào)、小電流信號(hào)、沖擊電流信號(hào)、GPS信號(hào)以及溫度信號(hào)、濕度信號(hào)通過GPRS部件 9傳遞給系統(tǒng)服務(wù)器，系統(tǒng)服務(wù)器就能夠全面地監(jiān)測避雷器的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)阻性電流大小 和沖擊電流次數(shù)及峰值綜合判斷避雷器是否需要維修或更換。
[0031] 本實(shí)施例的互感器采集部件1為三個(gè)電流互感器，通過磁芯和不同匝數(shù)的線圈按 照一定的比例轉(zhuǎn)換能量，供后端電路采集，進(jìn)而分析；其組成包括泄露電流互感器101、小 電流互感器102和沖擊電流互感器103,泄露電流互感器101與泄露電流電路3連接，用于 采集避雷器的泄露電流信號(hào)；小電流互感器102與小電流電路4連接，用于采集避雷器的小 電流信號(hào)；沖擊電流互感器103與沖擊電流電路5連接，用于采集避雷器的沖擊電流信號(hào)。
[0032] 本實(shí)施例的泄露電流電路3由第1整流橋301、第1電容302、第1電阻303、第2 電阻304、第3電阻305、第1運(yùn)算放大器306組成；第1整流橋301的交流端與泄露電流互 感器101并聯(lián)，第1整流橋301的直流端與第1電容302并聯(lián)，然后與第1電阻303串聯(lián)； 第1電阻303與第1運(yùn)算放大器306的正輸入端串接；第1運(yùn)算放大器306的負(fù)入端與第 2電阻304串聯(lián)后再接地；第1運(yùn)算放大器306的正輸入端與輸出端之間串接第3電阻305 后與綜合管理部件6對(duì)應(yīng)端連接，將接收到的信號(hào)，傳輸給綜合管理部件6。
[0033] 其工作原理是：從泄露電流互感器101的副邊線圈感應(yīng)的電流經(jīng)第1整流橋301 整流后，給第1電容302充電，然后進(jìn)入第1運(yùn)算放大器306進(jìn)行放大或衰減，得到相應(yīng)的 值，傳遞給綜合管理部件6。
[0034] 本實(shí)施例的小電流電路4能夠?qū)崟r(shí)采集小的雷擊泄放電流電流值大于100A，由第 2整流橋401、第2電容402、第4電阻403、第5電阻404、第6電阻405、第2運(yùn)算放大器 406組成；第2整流橋401的交流端與小電流互感器102并聯(lián)；第2整流橋401的直流端與 第2電容402并聯(lián)，然后與第4電阻403串聯(lián)；第4電阻403與第2運(yùn)算放大器406的正輸 入端串接；第2運(yùn)算放大器406的負(fù)入端與第5電阻404串聯(lián)后，再接地；第2運(yùn)算放大器 406的正輸入端與輸出端之間串接第6電阻405后與綜合管理部件6對(duì)應(yīng)端連接，將接收到 的信號(hào)，傳輸給綜合管理部件6。
[0035] 其工作原理是：從小電流互感器102的副邊線圈感應(yīng)的電流經(jīng)第2整流橋401整 流后，給第2電容402充電，然后進(jìn)入第2運(yùn)算放大器406進(jìn)行放大或衰減，得到相應(yīng)的值， 傳遞給綜合管理部件6。
[0036] 本實(shí)施例的沖擊電流電路5能夠?qū)崟r(shí)采集大的雷擊泄放電流電流值大于10kA或 20kA，由第3整流橋501、第3電容502、第7電阻505、第8電阻504、第9電阻505、第3運(yùn) 算放大器506組成；第3整流橋501的交流端與沖擊電流互感器103并聯(lián)；第3整流橋501 的直流端與第3電容502并聯(lián)，然后與第7電阻503串聯(lián)；第7電阻503與第3運(yùn)算放大 器506的正輸入端串接；第3運(yùn)算放大器506的負(fù)入端與第8電阻504串聯(lián)后，再接地；第 3運(yùn)算放大器506的正輸入端與輸出端之間串接第9電阻505后與綜合管理部件6對(duì)應(yīng)端 連接，將接收到的信號(hào)，傳輸給綜合管理部件6。
[0037] 其工作原理是：從沖擊電流互感器103的副邊線圈感應(yīng)的電流經(jīng)第3整流橋501 整流后，給第3電容502充電，然后進(jìn)入第3運(yùn)算放大器506進(jìn)行放大或衰減，得到相應(yīng)的 值，傳遞給綜合管理部件6。
[0038] 本實(shí)施例的綜合管理部件6由型號(hào)為STM32F103的單片機(jī)601、第12電阻602、第 13電阻603、第14電阻604、第15電阻605、第16電阻606、第9電容607、第4運(yùn)算放大器 608和第5運(yùn)算放大器609組成；泄露電流電路3、小電流電路4、沖擊電流電路5的輸出端 分別與單片機(jī)601的對(duì)應(yīng)輸入端相連；單片機(jī)601的PL 1端口與第12電阻（602)、第13電 阻603串接；第13電阻603與第4運(yùn)算放大器608的負(fù)輸入端連接；第12電阻602、第13 電阻603之間并接第9電容607之后，再接地；單片機(jī)601的RS232輸出端口分別與RS232 芯片12的對(duì)應(yīng)端口相連；第5運(yùn)算放大器609的輸出端口與單片機(jī)601的AD1端口連接； 第5運(yùn)算放大器609的正輸入端與輸出端之間串接第14電阻604 ;第5運(yùn)算放大器609的 正輸入端串接第15電阻605與電池部件7連接；第5運(yùn)算放大器609的負(fù)輸入端串接第16 電阻 606與電池部件7連接；綜合管理部件6采集到的泄露電流信號(hào)、小電流信號(hào)、沖擊電 流信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算放大器調(diào)整之后輸入單片機(jī)601，單片機(jī)601輸出信號(hào)通過運(yùn)算放大器后， 控制蓄電池對(duì)外供電。
[0039] 其工作原理是：單片機(jī)601通過第5運(yùn)算放大器609給予的信號(hào)，判斷蓄電池701 電量是否充足，如果蓄電池701電量不足，蓄電池701不給綜合管理部件6供電，如果電量 充足，那么蓄電池701可以給綜合管理部件6供電。綜合管理部件6另一方面處理接收到 的電流信號(hào)、溫濕度信號(hào)、GPS信號(hào)，然后已GPRS信號(hào)的形式傳輸出去。
[0040] 本實(shí)施例的電池部件7由蓄電池701、充電管理IC702、電源IC703、第10電阻704、 第11電阻705、第12電阻706、第4電容707、第5電容708、第6電容709、第7電容710、 第8電容711、第4二極管712、第5二極管713、第1電感714、第6二極管715組成；充電 管理IC702的EX端口串接第1電感714第4二極管712后與蓄電池701正極連接；充電管 理IC702的COMP端串接第11電阻705后，再串接第8電容711之后接地；充電管理IC702 的EX端口與第4二極管712之間并聯(lián)第12電阻706之后，連接充電管理IC702的FB端； 充電管理IC702的FB端接第10電阻704之后接地；充電管理IC702的PGND與AGND端均 接地；充電管理IC702的VIN端口接太陽能部件8的正輸出端口；太陽能部件8的正輸出端 口與第6二極管715串聯(lián)后與電源IC703相對(duì)應(yīng)的輸入端口連接，蓄電池701的正極接第5 二極管713后與負(fù)極之間并聯(lián)第6電容709、第7電容710后，接到電源IC703相對(duì)應(yīng)的輸 入端口；電源IC703的輸出端口并聯(lián)第4電容707、第5電容708后，連接到綜合管理部件6 中設(shè)置的單片機(jī)601相應(yīng)的電源輸入端；綜合管理部件6中設(shè)置的第4運(yùn)算放大器608的 輸出與電源IC703的FB端連接；電源IC703的COMP端連接到綜合管理部件6中設(shè)置的第 15電阻605。
[0041] 其工作原理是：太陽能部件8通過充電管理IC702給蓄電池701充電，綜合管理部 件6通過電源IC703控制蓄電池701給綜合管理部件6供電，或者蓄電池701接收太陽能 部件8充電，蓄電池701充電時(shí)，則由太陽能部件8直接通過電源IC703給綜合管理部件6 供電。
[0042] 本實(shí)施例的太陽能部件8的輸出端與第1電容器801、第2電容器802并聯(lián)后后分 別與電池部件7輸入端和綜合管理部件6連接。
[0043] 其工作原理是：太陽能板支架804支撐太陽能電池板803,使之最大程度接收太陽 光，將光能轉(zhuǎn)換成電能，經(jīng)第1電容器801、第2電容器802后，給蓄電池701充電或者給綜 合管理部件6供電。
[0044] 本實(shí)施例的GPRS部件9 GPRS是MTU6000主體部件2和系統(tǒng)服務(wù)器通訊的渠道， 由GPRS模塊901和GPRS天線902串接組成，GPRS模塊901輸入端口通過與RS232芯片12 相對(duì)應(yīng)的端口相連后與單片機(jī)601連接。單片機(jī)601將計(jì)算出的泄露電流、小電流、和沖擊 電流、雷擊的次數(shù)、雷擊的時(shí)間、終端位置以及避雷器內(nèi)部溫濕度等數(shù)據(jù)，經(jīng)GPRS模塊，由 GPRS天線發(fā)射給系統(tǒng)服務(wù)器。
[0045] 本實(shí)施例的GPS部件10是MTU6000主體部件2和衛(wèi)星通訊的渠道，由GPS模塊 1001和GPS天線1002串接組成，GPS模塊1001輸入端口通過與RS232芯片12相對(duì)應(yīng)的端 口相連后與單片機(jī)601連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)和定位功能。
[0046] 本實(shí)施的溫濕度采集部件11，與綜合管理部件6中設(shè)置的單片機(jī)601相對(duì)應(yīng)的端 口相連，用于采集將采集避雷器的溫度信號(hào)、濕度信號(hào)，并將信號(hào)傳遞給單片機(jī)601。
[0047] 其工作原理是：將監(jiān)測到的溫度和濕度，轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，然后傳遞給綜合管理部 件6。
[0048] 本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)記錄避雷器的泄露電流、小電流、沖擊電流、沖擊次數(shù)、沖擊電流 峰值以及避雷器內(nèi)部溫濕度等，實(shí)現(xiàn)了對(duì)避雷器參數(shù)的全面監(jiān)測，進(jìn)而可以判斷出避雷器 運(yùn)行狀態(tài)。巡檢人員可以根據(jù)避雷器的阻性電流大小和沖擊電流次數(shù)及峰值綜合判斷避雷 器是否需要維修或更換。
[0049] 盡管本說明書較多地使用了互感器采集部件1、MTU6000主體部件2、太陽能部件 8、GPRS部件9、GPS部件10、溫濕度采集部件11、泄露電流電路3、小電流電路4、沖擊電流 電路5、綜合管理部件6、電池部件7、泄露電流互感器101、小電流互感器102、沖擊電流互感 器103、第1整流橋301、第1電容302、第1電阻303、第2電阻304、第3電阻305、第1運(yùn) 算放大器306、第2整流橋401、第2電容402、第4電阻403、第5電阻404、第6電阻405、 第2運(yùn)算放大器406、第3整流橋501、第3電容502、第7電阻505、第8電阻504、第9電阻 505、第3運(yùn)算放大器506、單片機(jī)601、第12電阻602、第13電阻603、第14電阻604、第15 電阻605、第16電阻606、第9電容607、第4運(yùn)算放大器608、第5運(yùn)算放大器609、蓄電池 701、充電管理IC702、電源IC703、第10電阻704、第11電阻705、第12電阻706、第4電容 707、第5電容708、第6電容709、第7電容710、第8電容711、第4二極管712、第5二極 管713、第1電容器801、第2電容器802、太陽能板支架804、太陽能電池板803、GPRS模塊 90UGPRS天線902、GPS模塊100UGPS天線1002等術(shù)語，但并不排除使用其他術(shù)語的可能 性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便的描述本發(fā)明的本質(zhì)，把它們解釋成任何一種附加的 限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
[0050] 應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書未詳細(xì)闡述的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。
[0051] 應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對(duì)較佳實(shí)施例的描述較為詳細(xì)，并不能因此而認(rèn)為是對(duì)本 發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明權(quán) 利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出替換或變形，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，本發(fā) 明的請(qǐng)求保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于沖擊動(dòng)作和泄露電流在線檢測的避雷器狀態(tài)診斷系統(tǒng)，其特征在于：包括 互感器采集部件（1)、MTU6000主體部件（2 )、太陽能部件（8 )、GPRS部件（9 )、GPS部件（10 ); MTU6000主體部件（2 )包括泄露電流電路（3 )、小電流電路（4 )、沖擊電流電路（5 )、綜合 管理部件（6)、電池部件（7); 太陽能部件（8 )分別與電池部件（7 )輸入端和綜合管理部件（6 )連接，既能夠給電池部 件（7)充電，也能夠給綜合管理部件（6)供電，電池部件（7)輸出端和綜合管理部件（6)連 接，用于在太陽能部件（8)不工作的時(shí)候，給綜合管理部件（6)供電； 互感器采集部件（1)串聯(lián)在避雷器接地線上，泄露電流電路（3 )、小電流電路（4 )、沖擊 電流電路（5)與互感器采集部件（1)對(duì)應(yīng)端連接，用于采集避雷器的泄露電流信號(hào)、小電流 信號(hào)、沖擊電流信號(hào)； 泄露電流電路（3)、小電流電路（4)、沖擊電流電路（5)與綜合管理部件（6)對(duì)應(yīng)端連 接，將接收到的信號(hào)，傳輸給綜合管理部件（6); 綜合管理部件（6)與GPRS部件（9)和GPS部件（10)連接，控制GPRS部件（9)和GPS 部件（10)與服務(wù)器通訊； 綜合管理部件（6)將接收到的泄露電流信號(hào)、小電流信號(hào)、沖擊電流信號(hào)、GPS信號(hào)通 過GPRS部件（9)傳遞給系統(tǒng)服務(wù)器，系統(tǒng)服務(wù)器就能夠全面地監(jiān)測避雷器的運(yùn)行狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于沖擊動(dòng)作和泄露電流在線檢測的避雷器狀態(tài)診斷系統(tǒng)， 其特征在于：所述的互感器采集部件（1)包括泄露電流互感器（101)、小電流互感器（102) 和沖擊電流互感器（103)，所述的泄露電流互感器（101)與所述的泄露電流電路（3)連接， 用于采集避雷器的泄露電流信號(hào)；所述的小電流互感器（102)與所述的小電流電路（4)連 接，用于采集避雷器的小電流信號(hào)；所述的沖擊電流互感器（103)與所述的沖擊電流電路 (5 )連接，用于采集避雷器的沖擊電流信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于沖擊動(dòng)作和泄露電流在線檢測的避雷器狀態(tài)診斷 系統(tǒng)，其特征在于：所述的泄露電流電路（3)由第1整流橋（301)、第1電容（302)、第1電阻 (303)、第2電阻（304)、第3電阻（305)、第1運(yùn)算放大器（306)組成；第1整流橋（301)的 交流端與泄露電流互感器（101)并聯(lián)，第1整流橋（301)的直流端與第1電容（302)并聯(lián)， 然后與第1電阻（303)串聯(lián)；第1電阻（303)與第1運(yùn)算放大器（306)的正輸入端串接；第 1運(yùn)算放大器（306)的負(fù)入端與第2電阻（304)串聯(lián)后再接地；第1運(yùn)算放大器（306)的正 輸入端與輸出端之間串接第3電阻（305)后與綜合管理部件（6)對(duì)應(yīng)端連接，將接收到的信 號(hào)，傳輸給綜合管理部件（6 )。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于沖擊動(dòng)作和泄露電流在線檢測的避雷器狀態(tài)診斷 系統(tǒng)，其特征在于：所述的小電流電路（4)由第2整流橋（401)、第2電容（402)、第4電阻 (403)、第5電阻（404)、第6電阻（405)、第2運(yùn)算放大器（406)組成；第2整流橋（401)的 交流端與小電流互感器（102)并聯(lián)；第2整流橋（401)的直流端與第2電容（402)并聯(lián)，然 后與第4電阻（403)串聯(lián)；第4電阻（403)與第2運(yùn)算放大器（406)的正輸入端串接；第2 運(yùn)算放大器（406)的負(fù)入端與第5電阻（404)串聯(lián)后，再接地；第2運(yùn)算放大器（406)的正 輸入端與輸出端之間串接第6電阻（405)后與綜合管理部件（6)對(duì)應(yīng)端連接，將接收到的信 號(hào)，傳輸給綜合管理部件（6 )。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于沖擊動(dòng)作和泄露電流在線檢測的避雷器狀態(tài)診斷 系統(tǒng)，其特征在于：所述的沖擊電流電路（5)由第3整流橋（501)、第3電容（502)、第7電阻 (505)、第8電阻（504)、第9電阻（505)、第3運(yùn)算放大器（506)組成；第3整流橋（501)的 交流端與沖擊電流互感器（103)并聯(lián)；第3整流橋（501)的直流端與第3電容（502)并聯(lián)， 然后與第7電阻（503)串聯(lián)；第7電阻（503)與第3運(yùn)算放大器（506)的正輸入端串接；第 3運(yùn)算放大器（506)的負(fù)入端與第8電阻（504)串聯(lián)后，再接地；第3運(yùn)算放大器（506)的 正輸入端與輸出端之間串接第9電阻（505)后與綜合管理部件（6)對(duì)應(yīng)端連接，將接收到的 信號(hào)，傳輸給綜合管理部件（6 )。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于沖擊動(dòng)作和泄露電流在線檢測的避雷器狀態(tài)診斷系 統(tǒng)，其特征在于：所述的綜合管理部件（6)由型號(hào)為STM32F103的單片機(jī)（601)、第12電 阻（602)、第13電阻（603)、第14電阻（604)、第15電阻（605)、第16電阻（606)、第9電容 (607)、第4運(yùn)算放大器（608)和第5運(yùn)算放大器（609)，以及第4電容（610)，第5電容 (611)，第6電容（612)，第7電容（613)，第1二極管（614)，穩(wěn)壓電源IC(615)，第6二 極管（616)組成；泄露電流電路（3)、小電流電路（4)、沖擊電流電路（5)的輸出端分別與單 片機(jī)（601)的對(duì)應(yīng)輸入端相連；單片機(jī)（601)的PL 1端口與第12電阻（602)、第13電阻 (603)串接；第13電阻（603)與第4運(yùn)算放大器（608)的負(fù)輸入端連接；第12電阻（602)、 第13電阻（603)之間并接第9電容（607)之后，再接地；單片機(jī)（601)的RS232輸出端口分 別與RS232芯片（12)的對(duì)應(yīng)端口相連；第5運(yùn)算放大器（609)的輸出端口與單片機(jī)（601) 的AD1端口連接；第5運(yùn)算放大器（609)的正輸入端與輸出端之間串接第14電阻（604);第 5運(yùn)算放大器（609)的正輸入端串接第15電阻（605)與穩(wěn)壓電源IC(615)連接；第5運(yùn)算 放大器（609)的負(fù)輸入端串接第16電阻（606)與地連接，穩(wěn)壓電源IC(615)的輸出端口并 聯(lián)第6電容（612)和第7電容（613)后，連接單片機(jī)（601)相應(yīng)的電源輸入端；第4運(yùn)算放 大器（608)的輸出與電源穩(wěn)壓電源IC(615)的FB端連接；穩(wěn)壓電源IC(615)的COMP端連接 到第15電阻（605)，穩(wěn)壓電源IC(615)輸入端并聯(lián)連接第6電容（612)和第7電容（613)， 同時(shí)連接到電池部件（7)，輸入端通過第6二極管（616)與太陽能部件（8)連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于沖擊動(dòng)作和泄露電流在線檢測的避雷器狀態(tài)診斷系統(tǒng)， 其特征在于：所述的電池部件（7)由蓄電池（701)、充電管理1C (702)、第10電阻（704)、第 11電阻（705)、第12電阻（706)、第4電容（707)、第5電容（708)、第8電容（711)、第4二 極管（712)、第5二極管（713)、第1電感（714)、第6二極管（715)組成；充電管理1C (702) 的EX端口串接第1電感（714)和第4二極管（712)后與蓄電池（701)正極連接；充電管 理1C (702)的COMP端串接第11電阻（705)后，再串接第8電容（711)之后接地；充電管 理1C (702)的EX端口與第4二極管（712)之間并聯(lián)第12電阻（706)之后，連接充電管理 1C (702)的FB端；充電管理1C (702)的FB端接第10電阻（704)之后接地；充電管理1C (702)的PGND與AGND端均接地；充電管理1C (702)的VIN端口接太陽能部件（8)的正輸 出端口；太陽能部件（8)的正輸出端口與第6二極管（715)串聯(lián)后與綜合管理部件（6)連 接，蓄電池（701)的正極接第5二極管（713 )后與綜合管理部件（6 )連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于沖擊動(dòng)作和泄露電流在線檢測的避雷器狀態(tài)診斷系統(tǒng)， 其特征在于：所述的太陽能部件（8)的輸出端與第1電容器（801)、第2電容器（802)并聯(lián) 后分別與電池部件（7 )輸入端和綜合管理部件（6 )連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于沖擊動(dòng)作和泄露電流在線檢測的避雷器狀態(tài)診斷系統(tǒng)， 其特征在于：所述的GPRS部件（9)由GPRS模塊（901)和GPRS天線（902)串接組成，GPRS 模塊（901)輸入端口通過與RS232芯片（12)相對(duì)應(yīng)的端口相連后與所述的綜合管理部件 (6)連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于沖擊動(dòng)作和泄露電流在線檢測的避雷器狀態(tài)診斷系 統(tǒng)，其特征在于：所述的GPS部件（10)由GPS模塊（1001)和GPS天線（1002)串接組成，GPS 模塊（1001)輸入端口通過與RS232芯片（12)相對(duì)應(yīng)的端口相連后與所述的綜合管理部件 (6)連接。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于沖擊動(dòng)作和泄露電流在線檢測的避雷器狀態(tài)診斷系 統(tǒng)，其特征在于：所述的避雷器狀態(tài)診斷系統(tǒng)還設(shè)置有溫濕度采集部件（11)，與所述的綜 合管理部件（6)中設(shè)置的單片機(jī)（601)相對(duì)應(yīng)的端口相連，用于采集將采集避雷器的溫度 信號(hào)、濕度信號(hào)，并將信號(hào)傳遞給單片機(jī)（601)。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK104122478SQ201410391525
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】吳清, 王勇, 黃松, 唐祥炎, 王思捷, 張文兵, 梁亞峰, 陳林杰, 全業(yè)生 申請(qǐng)人:海南電力技術(shù)研究院, 精倫電子股份有限公司