本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)變電領(lǐng)域，具體涉及一種避雷器絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
避雷器絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中重要參數(shù)是阻性電流、全電流和雷擊次數(shù)。目前市場(chǎng)上類似的系統(tǒng)常用的方法有：總泄露電流法、三次諧波法、諧波電流補(bǔ)償法、高次諧波計(jì)算法、基波法等，其中獲得阻性電流值、全電流最精確的是諧波分析法。
諧波分析法的測(cè)量原理是，首先由傳感器獲得流過避雷器的總泄露電流信號(hào)和避雷器運(yùn)行電壓信號(hào)，利用波形采集裝置將此時(shí)域波形同步地轉(zhuǎn)換為數(shù)字化離散信號(hào)，然后利用計(jì)算機(jī)將兩個(gè)離散數(shù)字波形信號(hào)經(jīng)離散傅里葉變換或快速傅里葉變換(FFT)，求出電壓、電流的各次諧波相角，進(jìn)而從總泄漏電流中分離出阻性電流基波值和阻性電流各次諧波值。
該系統(tǒng)一般由一臺(tái)主機(jī)和幾十個(gè)甚至上百個(gè)監(jiān)測(cè)器組成。主機(jī)負(fù)責(zé)獲取避雷器運(yùn)行電壓信號(hào)，監(jiān)測(cè)器負(fù)責(zé)獲取避雷器總泄露電流信號(hào)。系統(tǒng)如何保證同時(shí)采集電壓、電流信號(hào)是系統(tǒng)計(jì)算精度的最主要因素。目前市場(chǎng)上多數(shù)設(shè)備的同步都存在或多或少的時(shí)間差，精度收到了相應(yīng)的影響。
同步對(duì)精度的影響如下：
當(dāng)基于同步時(shí)鐘脈沖對(duì)多路異地交流數(shù)據(jù)量進(jìn)行同步采樣時(shí),先不考慮裝置內(nèi)部晶振頻率誤差影響，非同步采樣會(huì)導(dǎo)致譜估計(jì)的偏差。設(shè)有對(duì)A路周期為T的電信號(hào)進(jìn)行等間隔的交流采樣得到抽樣序列QUOTE,QUOTE ,QUOTE ,QUOTE ,QUOTE ，對(duì)B路周期也為T的電信號(hào)以相同采樣頻率等間隔采樣得到的抽樣序列 QUOTE ,QUOTE ,QUOTE ,QUOTE ,QUOTE ，則采樣序列時(shí)間差：理想狀態(tài)：Δt= QUOTE = 0。如果采樣點(diǎn)間的時(shí)間間隔沒有保持嚴(yán)格一致，Δt<0時(shí)則表示A路信號(hào)采樣時(shí)間超前B路信號(hào)采樣時(shí)間，Δt>0時(shí)則表示A路信號(hào)采樣時(shí)間滯后B路信號(hào)采樣時(shí)間?？梢酝瞥鼋嵌炔畹淖畲笳`差： QUOTE (弧度)。
由上述公式可以得知，如果提高同步精度也就是縮小Δt的時(shí)間，則能夠極大的提高該設(shè)備的檢測(cè)精度。
但是現(xiàn)在市場(chǎng)上的類似產(chǎn)品針對(duì)同步方面主要采用RS485現(xiàn)場(chǎng)總線的方式來解決。該總線傳輸速率較低，并且在遠(yuǎn)距離和多終端情況下抗干擾差、傳輸速率下降明顯。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的在于提供一種避雷器絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其利用EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)提高避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精度。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種避雷器絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，包含：
主機(jī)，連接母線；
主采集器模塊，連接相應(yīng)的待檢測(cè)避雷器導(dǎo)地線，通過EtherCAT實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)連接所述主機(jī)；
其中，所述的主機(jī)包含：
MCU主處理單元；
電壓采樣單元，連接母線及MCU主處理單元，負(fù)責(zé)采樣母線的三相電壓；
第一EtherCAT控制單元，連接MCU主處理單元，負(fù)責(zé)與采集器模塊之間的信息通訊；
第一電源單元，分別連接MCU主處理單元、電壓采樣單元以及第一EtherCAT控制單元；
其中，所述的主采集器模塊包含：
互感器，連接相應(yīng)的待檢測(cè)避雷器導(dǎo)地線，負(fù)責(zé)采集避雷器導(dǎo)地線的全電流；
第二EtherCAT控制單元，負(fù)責(zé)與主機(jī)之間的信息通訊；
信號(hào)處理單元，連接互感器；
主處理單元，分別連接信號(hào)處理單元及第二EtherCAT控制單元；
第二電源單元，分別連接互感器、第二EtherCAT控制單元、主處理單元以及信號(hào)處理單元。
上述的避雷器絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中：
所述的第一EtherCAT控制單元以及第二EtherCAT控制單元各自包含一EtherCAT協(xié)議收發(fā)器和EtherCAT協(xié)議控制器。
上述的避雷器絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中：
所述的主機(jī)還連接一后臺(tái)服務(wù)器。
上述的避雷器絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中：
所述的主采集器模塊后還依次通過EtherCAT實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)串接多個(gè)從采集器模塊，且每個(gè)從采集器模塊分別連接相應(yīng)的各個(gè)待檢測(cè)的避雷器導(dǎo)地線。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、在EtherCAT中，數(shù)據(jù)交換完全基于純粹的硬件設(shè)備，可以在網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)提供信號(hào)抖動(dòng)小于1微秒的、非常精確的時(shí)鐘基，提高了同步精度，并且由于同步精度的提高，從而本質(zhì)上大大提高了該產(chǎn)品的檢測(cè)精度；
2、1個(gè)主機(jī)可以擴(kuò)展65535個(gè)采集器模塊，多終端能力強(qiáng)；
3、主機(jī)與采集器模塊的距離可以達(dá)到40KM；
4、采用EtherCAT可以免受電磁及其它外界干擾。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，通過詳細(xì)說明一個(gè)較佳的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步闡述。
如圖1所示，本實(shí)用新型公開了一種避雷器絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其包含：主機(jī)1，連接母線，用于采樣母線三相電壓，并對(duì)問題避雷器導(dǎo)地線的絕緣狀態(tài)進(jìn)行判斷和預(yù)警；主采集器模塊2，連接相應(yīng)的待檢測(cè)避雷器導(dǎo)地線，通過EtherCAT實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)連接所述主機(jī)1，用于將來自主機(jī)1的母線三相電壓信息與采集到的相應(yīng)避雷器導(dǎo)地線的全電流信息進(jìn)行合并計(jì)算以得到電流參數(shù)值；所述的主機(jī)1還連接一后臺(tái)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在服務(wù)器上的同步顯示和記錄。
所述的主機(jī)1包含：MCU主處理單元11；電壓采樣單元12，連接母線及MCU主處理單元11，負(fù)責(zé)采樣母線的三相電壓；第一EtherCAT控制單元13，連接MCU主處理單元11，負(fù)責(zé)與采集器模塊2之間的信息通訊；第一電源單元14，分別連接MCU主處理單元11、電壓采樣單元12以及第一EtherCAT控制單元13。所述的主采集器模塊2包含：互感器25，連接相應(yīng)的待檢測(cè)避雷器導(dǎo)地線，負(fù)責(zé)采集避雷器導(dǎo)地線的全電流；第二EtherCAT控制單元21，負(fù)責(zé)與主機(jī)1之間的信息通訊；信號(hào)處理單元23，連接互感器25；主處理單元22，分別連接信號(hào)處理單元23及第二EtherCAT控制單元21；第二電源單元24，分別連接互感器25、第二EtherCAT控制單元21、主處理單元22以及信號(hào)處理單元23。本實(shí)用新型在傳輸速率和數(shù)據(jù)量方面較較現(xiàn)有技術(shù)都有很大的提高，解決了現(xiàn)有技術(shù)在長(zhǎng)距離、多終端情況下出現(xiàn)的效率低和抗干擾能力差的問題，能夠極大的提高該設(shè)備的檢測(cè)精度。
所述的第一EtherCAT控制單元13以及第二EtherCAT控制單元21各自由一EtherCAT協(xié)議收發(fā)器和EtherCAT協(xié)議控制器構(gòu)成。EtherCAT控制單元采用主處理芯片采用Cortex-A8內(nèi)核。值得注意的是，上述的EtherCAT控制單元是現(xiàn)有的，技術(shù)人員可根據(jù)具體使用需要對(duì)EtherCAT控制單元進(jìn)行設(shè)計(jì)。
由于采用了EtherCAT技術(shù)，因此1個(gè)主機(jī)可以擴(kuò)展65535個(gè)采集器模塊，主機(jī)與采集器模塊的距離可以達(dá)到40KM；在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述的主采集器模塊2后還依次通過EtherCAT實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)串接多個(gè)從采集器模塊，從采集器模塊的結(jié)構(gòu)組成與主采集器模塊2相同，且每個(gè)從采集器模塊分別連接相應(yīng)的各個(gè)待檢測(cè)的避雷器導(dǎo)地線。
本實(shí)用新型的工作原理是：主機(jī)1采集母線三相電壓，并根據(jù)采集到的三相電壓計(jì)算相位和頻率參數(shù)，將計(jì)算結(jié)果廣播給主采集器模塊2及各個(gè)從采集器模塊；主采集器模塊2及各個(gè)從采集器模塊分別通過各自采集到的全電流以及接收到的母線三相電壓計(jì)算結(jié)果得出阻性電流、泄露電流、容性電流；主機(jī)1收集主采集器模塊2以及各個(gè)從采集器模塊計(jì)算出的阻性電流、泄露電流、容性電流，并上傳到服務(wù)器保持同步；主機(jī)1對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，若泄露電流超過預(yù)定值，向服務(wù)器進(jìn)行報(bào)警處理，若泄露電流正常，則繼續(xù)進(jìn)行檢測(cè)。
本實(shí)用新型的應(yīng)用極大的提高了測(cè)量精度和產(chǎn)品的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)間對(duì)避雷器絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)在線連續(xù)監(jiān)測(cè)。
盡管本實(shí)用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本實(shí)用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。