本發(fā)明涉及監(jiān)測(cè)裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種避雷器在線檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：避雷器是一種重要的過(guò)電壓保護(hù)裝置。由于其具有極快的過(guò)電壓響應(yīng)速度以及良好的限壓功能，被廣泛應(yīng)用電力系統(tǒng)、石油系統(tǒng)、鐵路系統(tǒng)等領(lǐng)域。避雷器的核心元件氧化鋅非線性電阻長(zhǎng)時(shí)間處于工作狀態(tài)下將會(huì)發(fā)生老化、劣化現(xiàn)象，此外供電系統(tǒng)的暫態(tài)、諧振過(guò)電壓沖擊、避雷器內(nèi)部受潮等因素亦將加速這一過(guò)程。一旦發(fā)生老化、劣化現(xiàn)象，流過(guò)避雷器的漏電流將不斷升高并最終導(dǎo)致熱崩潰。處于熱崩潰狀態(tài)下的避雷器極易發(fā)生燃燒和爆炸，將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。目前對(duì)于避雷器的檢測(cè)通常由人工進(jìn)行定期的預(yù)防性檢測(cè)。由于避雷器數(shù)目眾多且安裝分散，這樣的檢測(cè)需要消耗大量的人力、物力，另一方面避雷器的預(yù)防性檢測(cè)需要系統(tǒng)斷電進(jìn)行，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)目前對(duì)避雷器的檢測(cè)大多由人工進(jìn)行定期檢測(cè)的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外也提出了多種相應(yīng)的方案，但是無(wú)論是采用有線通信還是無(wú)線通信，都是直接將采集的信息傳輸?shù)教幚碇行?，信息量太大，出錯(cuò)率高。由于有線通信需要大量傳輸線，無(wú)線通信需要大量的無(wú)線傳感器，成本都非常高。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)采用全球移動(dòng)通信系統(tǒng)通信方式，在線監(jiān)測(cè)采用基于數(shù)字信號(hào)處理器的諧波分析方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要由控制中心和若干個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，所述的每個(gè)子系統(tǒng)包括信號(hào)采集模塊、485通信模塊、數(shù)字信號(hào)處理器和GSM發(fā)送模塊，所述的信號(hào)采集模塊由采集模塊1、采集模塊2....采集模塊N并聯(lián)，所述的信號(hào)采集模塊與485通信模塊連接，所述的485通信模塊與數(shù)字信號(hào)處理器連接，所述的數(shù)字信號(hào)處理器與GSM發(fā)送模塊連接；所述的控制中心包括GSM接收模塊、數(shù)字信號(hào)處理器一、PC主機(jī)、報(bào)警模塊、顯示器，所述的GSM接收模塊與若干個(gè)子系統(tǒng)的若干個(gè)GSM發(fā)送模塊通信連接，所述的GSM接收模塊與數(shù)字信號(hào)處理器一連接，所述的數(shù)字信號(hào)處理器一與PC主機(jī)連接，所述的報(bào)警模塊、顯示器也與PC主機(jī)通信連接?；谝陨纤?，所述的信號(hào)采集模塊由電流采樣部分和電壓采樣部分組成，所述的電流采樣部分通過(guò)電流互感器采集避雷器的泄露電流，在電流互感器的輸出端使用瞬態(tài)抑制二極管截?cái)嗬纂娏餍盘?hào)，所述的電壓采樣部分通過(guò)交流分壓器采集避雷器的工作電壓；將采集的電壓與電流信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)字信號(hào)處理器，數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)其進(jìn)行快速傅里葉變換，將電壓與電流信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域，得到電壓的3次諧波相角，電流3次諧波的相角，電流的三次諧波峰值。通過(guò)下述公式算得阻性電流的三次諧波有效值：另一方面，通過(guò)DSP將采集的泄漏電流信號(hào)進(jìn)行積分，得到其有效值。DSP將運(yùn)算后得到的阻性電流三次諧波有效值和全電流的有效值進(jìn)行分析，然后對(duì)避雷器的工作狀態(tài)進(jìn)行判定，并將結(jié)果通過(guò)GSM發(fā)送模塊發(fā)送給控制中心?；谝陨纤?，所述的控制中心還包括一打印機(jī)和鍵盤(pán)，所述的打印機(jī)和鍵盤(pán)均與PC主機(jī)通信連接?；谝陨纤?，所述的485通信模塊在傳輸過(guò)程中增加中繼的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，最多加八個(gè)中繼。本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明專利提出一種方案，采用數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)經(jīng)485傳輸?shù)牟杉盘?hào)進(jìn)行計(jì)算與分析，將分析結(jié)果通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)傳輸?shù)娇刂浦行?，控制中心根?jù)接受的信息通知維護(hù)人員對(duì)相應(yīng)避雷器進(jìn)行檢查及合理處理。本發(fā)明專利不僅實(shí)現(xiàn)了避雷器的在線監(jiān)測(cè)，保障了系統(tǒng)的安全運(yùn)行，降低了系統(tǒng)的維護(hù)成本，同時(shí)由于子系統(tǒng)直接采用DSP對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行處理，大大減小了傳輸?shù)男畔⒘?，降低了出錯(cuò)率，保證了信息的準(zhǔn)確性。采用DSP對(duì)子系統(tǒng)采集的信號(hào)直接進(jìn)行計(jì)算與分析，大大減小了信息的傳輸量，降低了出錯(cuò)率，保證的信息的準(zhǔn)確性。采用遠(yuǎn)距離的GSM無(wú)線通信和近距離的485有線通信相結(jié)合的方式，降低了系統(tǒng)的成本。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2為信號(hào)采集電路結(jié)構(gòu)圖。圖3為數(shù)字信號(hào)處理器與GSM通信接口電路連接結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。如圖1、2、3所示，一種避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要由控制中心和若干個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，所述的每個(gè)子系統(tǒng)包括信號(hào)采集模塊、485通信模塊、數(shù)字信號(hào)處理器和GSM發(fā)送模塊，所述的信號(hào)采集模塊由采集模塊1、采集模塊2....采集模塊N并聯(lián)，所述的信號(hào)采集模塊與485通信模塊連接，所述的485通信模塊與數(shù)字信號(hào)處理器連接，所述的數(shù)字信號(hào)處理器與GSM發(fā)送模塊連接；所述的控制中心包括GSM接收模塊、數(shù)字信號(hào)處理器一、PC主機(jī)、報(bào)警模塊、顯示器，所述的GSM接收模塊與若干個(gè)子系統(tǒng)的若干個(gè)GSM發(fā)送模塊通信連接，所述的GSM接收模塊與數(shù)字信號(hào)處理器一連接，所述的數(shù)字信號(hào)處理器一與PC主機(jī)連接，所述的報(bào)警模塊、顯示器也與PC主機(jī)通信連接。基于以上所述，所述的信號(hào)采集模塊由電流采樣部分和電壓采樣部分組成，所述的電流采樣部分通過(guò)電流互感器采集避雷器的泄露電流，在電流互感器的輸出端使用瞬態(tài)抑制二極管截?cái)嗬纂娏餍盘?hào)，所述的電壓采樣部分通過(guò)交流分壓器采集避雷器的工作電壓；將采集的電壓與電流信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)字信號(hào)處理器，數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)其進(jìn)行快速傅里葉變換，將電壓與電流信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域，得到電壓的3次諧波相角，電流3次諧波的相角，電流的三次諧波峰值。通過(guò)下述公式算得阻性電流的三次諧波有效值：另一方面，通過(guò)DSP將采集的泄漏電流信號(hào)進(jìn)行積分，得到其有效值。DSP將運(yùn)算后得到的阻性電流三次諧波有效值和全電流的有效值進(jìn)行分析，然后對(duì)避雷器的工作狀態(tài)進(jìn)行判定，并將結(jié)果通過(guò)GSM發(fā)送模塊發(fā)送給控制中心?；谝陨纤?，所述的控制中心還包括一打印機(jī)和鍵盤(pán)，所述的打印機(jī)和鍵盤(pán)均與PC主機(jī)通信連接?；谝陨纤觯龅?85通信模塊在傳輸過(guò)程中增加中繼的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，最多加八個(gè)中繼。在長(zhǎng)期工作電壓作用下，泄露電流中的阻性分量是引起避雷器老化、劣化的主要因素，其特征是由于阻性電流引起功率損耗而導(dǎo)致的非線性電阻發(fā)熱程度增加。目前國(guó)內(nèi)外最新的研究表明，阻性電流三次諧波分量和阻性電流的基波分量一樣可作為避雷器老化、劣化的指標(biāo)，且當(dāng)避雷器發(fā)生老化時(shí)阻性電流三次諧波的變化要比基波還要明顯，因此阻性電流的三次諧波分量更適合用來(lái)監(jiān)測(cè)避雷器的老化、劣化。在監(jiān)測(cè)避雷器的三次諧波分量的同時(shí)，還應(yīng)對(duì)其泄漏電流有效值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以進(jìn)一步判定避雷器的老化、劣化程度。采用電流互感器和交流分壓器分別對(duì)避雷器的泄漏電流和工作電壓進(jìn)行測(cè)量。為防止雷電流流過(guò)避雷器時(shí)對(duì)采集數(shù)據(jù)的影響，在電流互感器的輸出端使用瞬態(tài)抑制二極管（TVS）截?cái)嗬纂娏餍盘?hào)。將采集的電壓與電流信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)字信號(hào)處理器，數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)其進(jìn)行快速傅里葉變換，將電壓與電流信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域，得到電壓的3次諧波相角，電流3次諧波的相角，電流的三次諧波峰值。通過(guò)下述公式算得阻性電流的三次諧波有效值：另一方面，通過(guò)DSP將采集的泄漏電流信號(hào)進(jìn)行積分，得到其有效值，如表1所示。數(shù)字信號(hào)處理器將運(yùn)算后得到的阻性電流三次諧波有效值和全電流的有效值進(jìn)行分析，然后依照下表對(duì)避雷器的工作狀態(tài)進(jìn)行判定，并將結(jié)果通過(guò)GSM通信發(fā)送給控制中心。全電流有效值穩(wěn)定全電流有效值增大三次諧波有效值穩(wěn)定正常工作。避雷器潮濕或表面有污漬。三次諧波有效值增大避雷器輕微老化1避雷器高度老化；2系統(tǒng)電壓過(guò)高。本設(shè)計(jì)的子系統(tǒng)（一棟建筑、一座變電站、一個(gè)發(fā)電廠等等）采用485通信，理論上RS485的最長(zhǎng)傳輸距離能達(dá)到1200米，但在實(shí)際應(yīng)用中傳輸?shù)木嚯x要比1200米短，具體能傳輸多遠(yuǎn)視周圍環(huán)境而定。在傳輸過(guò)程中可以采用增加中繼的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，最多可以加八個(gè)中繼，也就是說(shuō)理論上RS485的最大傳輸距離可以達(dá)到9.6公里，完全可以滿足子系統(tǒng)信號(hào)傳輸?shù)男枰?。如圖3所示，由于各個(gè)子系統(tǒng)距離較遠(yuǎn)，采用有線通信成本較高，所以本系統(tǒng)采用GSM通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸。GSM通信技術(shù)是一種比較常用的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，GSM通信具有靈活、方便的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，頻率重復(fù)利用率高，容量大，完全可以滿足信息的需要。提供開(kāi)放性接口，可與各種公用通信網(wǎng)互連互通，任何廠家提供的GSM通信系統(tǒng)都能互連，保證了安裝方便。通過(guò)鑒權(quán)、加密和臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別號(hào)碼(TMSI)，保證信息傳輸?shù)陌踩?。?dāng)前第1頁(yè)1 2 3