本發(fā)明涉及一種電力監(jiān)測系統(tǒng)，尤其涉及一種絕緣子泄漏電流監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

絕緣子作為一種絕緣控件在架空輸電線路中起到十分重要的作用，絕緣子的性能好壞關(guān)系到整個架空輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，絕緣子在使用過程中，由于環(huán)境濕度和灰塵的作用，使得絕緣子上形成污垢，將會導(dǎo)致絕緣子發(fā)生閃絡(luò)放電，從而會影響到絕緣子的性能，對于絕緣子的污垢的程度一般通過絕緣子的泄漏電流來反應(yīng)，目前，隨著技術(shù)的發(fā)展，對于絕緣子的泄漏電流已經(jīng)提出了在線監(jiān)測的方式，即通過電流互感器來監(jiān)測絕緣子的泄漏電流，然后通過遠(yuǎn)程的方式發(fā)送至監(jiān)控中心，但是，現(xiàn)有的在線監(jiān)測系統(tǒng)穩(wěn)定性差，尤其是對于電流互感器二次側(cè)，隨著使用時間的推移，容易造成二次側(cè)的接線可靠性差，從而會發(fā)生燒毀電流互感器的現(xiàn)象發(fā)生，進而不能對絕緣子的泄漏電流實現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的監(jiān)測。

因此，需要提出一種新的絕緣子泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，一方面能夠?qū)^緣子的泄漏電流實現(xiàn)持續(xù)的在線監(jiān)測，從而確保電力監(jiān)控中心能夠?qū)^緣子的污垢狀況進行良好監(jiān)測，另一方面能夠?qū)τ糜跈z測絕緣子泄漏電流的電流互感器進行良好的保護，從而使得整個系統(tǒng)的能夠長時間持續(xù)穩(wěn)定運行，進而確保整個電力系統(tǒng)的可靠性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種絕緣子泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，一方面能夠?qū)^緣子的泄漏電流實現(xiàn)持續(xù)的在線監(jiān)測，從而確保電力監(jiān)控中心能夠?qū)^緣子的污垢狀況進行良好監(jiān)測，另一方面能夠?qū)τ糜跈z測絕緣子泄漏電流的電流互感器進行良好的保護，從而使得整個系統(tǒng)的能夠長時間持續(xù)穩(wěn)定運行，進而確保整個電力系統(tǒng)的可靠性。

本發(fā)明提供的一種絕緣子泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括用于采集絕緣子泄漏電流的電流監(jiān)測單元、與所述電流監(jiān)測單元輸出端連接的處理單元以及用于向處理單元提供工作用電的電源單元；

所述電流監(jiān)測單元包括監(jiān)測電流互感器以及與監(jiān)測電流互感器的二次線圈連接的電流處理電路；

所述電流處理電路包括整流電路zl1、電阻r3、電阻r4、穩(wěn)壓管dw1以及運放u1；所述整流電路zl1的正輸入端和負(fù)輸入端分別于監(jiān)測電流互感器的二次線圈的兩端連接，整流電路的輸出端通過電阻r3連接于運放u1的反向端，運放u1的同相端接地，運放u1的輸出端作為電流處理電路的輸出端連接于處理單元，所述電阻r4的兩端分別連接于運放u1的反向端和輸出端，穩(wěn)壓管dw1的負(fù)極連接于電阻r3和整流電路zl1的輸出端之間的公共連接點，穩(wěn)壓管dw1的正極接地，整流電路zl1的負(fù)輸入端接地；

所述電流監(jiān)測單元還包括用于保護監(jiān)測電流互感器的第一保護電路，所述第一保護電路包括雙向瞬態(tài)二極管tvs1、電阻r1、電容c1、電阻r2、繼電器j1、光耦g1、電阻r5、三極管q1以及電阻r9；

所述雙向瞬態(tài)二極管tvs1的一端連接于整流電路zl1的正輸入端和監(jiān)測電流互感器的二次線圈之間的公共連接點，另一端通過電阻r1接地，電容c1的一端連接于雙向瞬態(tài)二極管tvs1和電阻r1之間的公共連接點，電容c1的另一端接地，光耦g1的發(fā)光二極管的正極連接于雙向瞬態(tài)二極管tvs1和電阻r1之間的公共連接點，光耦g1的發(fā)光二極管的負(fù)極接地，光耦g1的光敏三極管的集電極接電源vcc，光耦g1的光敏三極管的發(fā)射極接地，光耦g1的集電極與電阻r5的一端連接，電阻r5的另一端作為第一保護電路的保護觸發(fā)信號輸出端連接于處理單元的輸入端，三極管q1的基極連接于處理單元的控制輸出端，三極管q1的集電極接繼電器電源ic3的輸出端，三極管q1的發(fā)射極通過電阻r9連接于繼電器j1的線圈的一端，繼電器j1的線圈的另一端接地，繼電器j1的常開開關(guān)j1-k1的一端連接于整流電路zl1的正輸入端和雙向瞬態(tài)二極管tvs1之間的公共連接點，繼電器j1的常開開關(guān)j1-k1的另一端通過電阻r2接地。

進一步，所述處理單元包括控制電路ic1、地址設(shè)定電路ads1、移動通信電路mk1以及復(fù)位開關(guān)；

所述控制電路ic1的電流信號輸入端與運放u1的輸出端連接，所述地址設(shè)定電路ads1與控制電路ic1連接，所述控制電路ic1的監(jiān)測信號輸出端與移動通信電路mk1連接且控制電路ic1通過移動通信電路mk1與監(jiān)控中心連接。

進一步，所述控制電路ic1為stc15f2k60s2芯片。

進一步，所述移動通信電路mk1為3g模塊、4g模塊或者gprs通信模塊。

進一步，所述電源單元包括取能電流互感器、整流電路zl2、穩(wěn)壓處理電路ic2以及穩(wěn)壓管dw2；

所述取能電流互感器設(shè)置于輸電線路上，所述取能電流互感器的二次線圈的兩端分別連接于整流電路zl2的正輸入端和負(fù)輸入端，整流電路zl2的負(fù)輸入端接地，整流電路zl2的輸出端與穩(wěn)壓處理電路ic2的輸入端連接，所述穩(wěn)壓處理電路ic2的輸出端輸出3.3v電壓vcc并向處理單元供電，所述穩(wěn)壓處理電路zl2的輸入端與穩(wěn)壓管dw2的負(fù)極連接，穩(wěn)壓管dw2的正極接地。

進一步，所述電源單元還包括用于保護取能電流互感器的第二保護電路；所述第二保護電路包括雙向瞬態(tài)二極管tvs2、電阻r6、電容c2、電阻r7、繼電器j2、光耦g2、電阻r8、三極管q2以及電阻r10；

所述雙向瞬態(tài)二極管tvs2的一端連接于整流電路zl2的正輸入端和取能電流互感器的二次線圈之間的公共連接點，另一端通過電阻r6接地，電容c2的一端連接于雙向瞬態(tài)二極管tvs2和電阻r6之間的公共連接點，電容c2的另一端接地，光耦g2的發(fā)光二極管的正極連接于雙向瞬態(tài)二極管tvs2和電阻r6之間的公共連接點，光耦g2的發(fā)光二極管的負(fù)極接地，光耦g2的光敏三極管的集電極接電源vcc，光耦g2的光敏三極管的發(fā)射極接地，光耦g2的集電極與電阻r8的一端連接，電阻r8的另一端作為第二保護電路的保護觸發(fā)信號輸出端連接于處理單元的輸入端，三極管q2的基極連接于處理單元的控制輸出端，三極管q2的集電極接繼電器電源ic3的輸出端，三極管q2的發(fā)射極通過電阻r10連接于繼電器j2的線圈的一端，繼電器j2的線圈的另一端接地，繼電器j2的常開開關(guān)j2-k1的一端連接于整流電路zl2的正輸入端和雙向瞬態(tài)二極管tvs2之間的公共連接點，繼電器j2的常開開關(guān)j2-k1的另一端通過電阻r2接地。

進一步，所述穩(wěn)壓處理電路ic2為lm2596芯片。

進一步，所述地址設(shè)定電路ads1為撥碼開關(guān)。

進一步，所述繼電器電源ic3為mc34063芯片。

本發(fā)明的有益效果，通過本發(fā)明，一方面能夠?qū)^緣子的泄漏電流實現(xiàn)持續(xù)的在線監(jiān)測，從而確保電力監(jiān)控中心能夠?qū)^緣子的污垢狀況進行良好監(jiān)測，另一方面能夠?qū)τ糜跈z測絕緣子泄漏電流的電流互感器進行良好的保護，從而使得整個系統(tǒng)的能夠長時間持續(xù)穩(wěn)定運行，進而確保整個電力系統(tǒng)的可靠性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述：

圖1為本發(fā)明的電路原理圖。

圖2為本發(fā)明繼電器j1的控制原理圖。

圖3為本發(fā)明繼電器j2的控制原理圖。

圖4為本發(fā)明的控制電路ic1的引腳圖。

具體實施方式

以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明做出進一步詳細(xì)說明：

本發(fā)明提供的一種絕緣子泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括用于采集絕緣子泄漏電流的電流監(jiān)測單元、與所述電流監(jiān)測單元輸出端連接的處理單元以及用于向處理單元提供工作用電的電源單元；

所述電流監(jiān)測單元包括監(jiān)測電流互感器以及與監(jiān)測電流互感器的二次線圈連接的電流處理電路；

所述電流處理電路包括整流電路zl1、電阻r3、電阻r4、穩(wěn)壓管dw1以及運放u1；所述整流電路zl1的正輸入端和負(fù)輸入端分別于監(jiān)測電流互感器的二次線圈的兩端連接，整流電路的輸出端通過電阻r3連接于運放u1的反向端，運放u1的同相端接地，運放u1的輸出端作為電流處理電路的輸出端連接于處理單元，所述電阻r4的兩端分別連接于運放u1的反向端和輸出端，穩(wěn)壓管dw1的負(fù)極連接于電阻r3和整流電路zl1的輸出端之間的公共連接點，穩(wěn)壓管dw1的正極接地，整流電路zl1的負(fù)輸入端接地；

所述電流監(jiān)測單元還包括用于保護監(jiān)測電流互感器的第一保護電路，所述第一保護電路包括雙向瞬態(tài)二極管tvs1、電阻r1、電容c1、電阻r2、繼電器j1、光耦g1、電阻r5、三極管q1以及電阻r9；

所述雙向瞬態(tài)二極管tvs1的一端連接于整流電路zl1的正輸入端和監(jiān)測電流互感器的二次線圈之間的公共連接點，另一端通過電阻r1接地，電容c1的一端連接于雙向瞬態(tài)二極管tvs1和電阻r1之間的公共連接點，電容c1的另一端接地，光耦g1的發(fā)光二極管的正極連接于雙向瞬態(tài)二極管tvs1和電阻r1之間的公共連接點，光耦g1的發(fā)光二極管的負(fù)極接地，光耦g1的光敏三極管的集電極接電源vcc，光耦g1的光敏三極管的發(fā)射極接地，光耦g1的集電極與電阻r5的一端連接，電阻r5的另一端作為第一保護電路的保護觸發(fā)信號輸出端連接于處理單元的輸入端，三極管q1的基極連接于處理單元的控制輸出端，三極管q1的集電極接繼電器電源ic3的輸出端，三極管q1的發(fā)射極通過電阻r9連接于繼電器j1的線圈的一端，繼電器j1的線圈的另一端接地，繼電器j1的常開開關(guān)j1-k1的一端連接于整流電路zl1的正輸入端和雙向瞬態(tài)二極管tvs1之間的公共連接點，繼電器j1的常開開關(guān)j1-k1的另一端通過電阻r2接地，通過上述結(jié)構(gòu)，一方面能夠?qū)^緣子的泄漏電流實現(xiàn)持續(xù)的在線監(jiān)測，從而確保電力監(jiān)控中心能夠?qū)^緣子的污垢狀況進行良好監(jiān)測，另一方面能夠?qū)τ糜跈z測絕緣子泄漏電流的電流互感器進行良好的保護，從而使得整個系統(tǒng)的能夠長時間持續(xù)穩(wěn)定運行，進而確保整個電力系統(tǒng)的可靠性。

本實施例中，所述處理單元包括控制電路ic1、地址設(shè)定電路ads1、移動通信電路mk1以及復(fù)位開關(guān)；

所述控制電路ic1的電流信號輸入端與運放u1的輸出端連接，所述地址設(shè)定電路ads1與控制電路ic1連接，所述控制電路ic1的監(jiān)測信號輸出端與移動通信電路mk1連接且控制電路ic1通過移動通信電路mk1與監(jiān)控中心連接，其中，復(fù)位開關(guān)設(shè)置為兩個，分別對應(yīng)控制第一保護電路和第二保護電路，復(fù)位開關(guān)采用現(xiàn)有的按鈕開關(guān)即可，地址設(shè)定電路ads1采用現(xiàn)有的撥碼開關(guān)，一般采用8位的撥碼開關(guān)，用于設(shè)定控制電路ic1地址，該地址表明當(dāng)前控制電路ic1的位置信息，當(dāng)控制電路ic1通過移動通信電路mk1向電路監(jiān)控中心發(fā)送電流檢測信息或者電流互感器故障的報警信息時，則包含該地址信息，從而利于做出迅速的維修措施。

本實施例中，所述控制電路ic1為stc15f2k60s2芯片，控制電路ic1為優(yōu)選為stc15f2k60s2-tp芯片，圖4為該芯片的引腳圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)該芯片的引腳使用說明即可得出該芯片各引腳的對應(yīng)連接，比如：控制電路ic1的1-3引腳和40-44引腳與地址設(shè)定電路ads1連接，18和19引腳與移動通信電路mk1連接，9引腳和10引腳分別于三極管q1和q2連接，28引腳和30引腳分別與電阻r5和電阻r8連接，23和24引腳分別連接兩個復(fù)位開關(guān)，20引腳與運放u1的輸出端連接；上面舉例的引腳連接僅僅為一種示例，也可以在實際應(yīng)用中通過使用現(xiàn)有的程序進行各引腳的功能定義，從而實現(xiàn)各引腳的對應(yīng)連接，在此不加以贅述；當(dāng)然，控制電路ic1也可以采用其他芯片，比如stm32系列的芯片。

本實施例中，所述移動通信電路mk1為3g模塊、4g模塊或者gprs通信模塊，通過這種結(jié)構(gòu)，無需復(fù)雜的線路連接，布置更加方便。

本實施例中，所述電源單元包括取能電流互感器、整流電路zl2、穩(wěn)壓處理電路ic2以及穩(wěn)壓管dw2；

所述取能電流互感器設(shè)置于輸電線路上，所述取能電流互感器的二次線圈的兩端分別連接于整流電路zl2的正輸入端和負(fù)輸入端，整流電路zl2的負(fù)輸入端接地，整流電路zl2的輸出端與穩(wěn)壓處理電路ic2的輸入端連接，所述穩(wěn)壓處理電路ic2的輸出端輸出3.3v電壓vcc并向處理單元供電，所述穩(wěn)壓處理電路zl2的輸入端與穩(wěn)壓管dw2的負(fù)極連接，穩(wěn)壓管dw2的正極接地，通過上述結(jié)構(gòu)，由取能電流互感器從輸電線路上取電，然后轉(zhuǎn)換成3.3v的電壓并輸出，從而能夠為整個監(jiān)測系統(tǒng)提供穩(wěn)定的工作用電，其中，穩(wěn)壓處理電路ic2為lm2596芯片。

本實施例中，所述電源單元還包括用于保護取能電流互感器的第二保護電路；所述第二保護電路包括雙向瞬態(tài)二極管tvs2、電阻r6、電容c2、電阻r7、繼電器j2、光耦g2、電阻r8、三極管q2以及電阻r10；

所述雙向瞬態(tài)二極管tvs2的一端連接于整流電路zl2的正輸入端和取能電流互感器的二次線圈之間的公共連接點，另一端通過電阻r6接地，電容c2的一端連接于雙向瞬態(tài)二極管tvs2和電阻r6之間的公共連接點，電容c2的另一端接地，光耦g2的發(fā)光二極管的正極連接于雙向瞬態(tài)二極管tvs2和電阻r6之間的公共連接點，光耦g2的發(fā)光二極管的負(fù)極接地，光耦g2的光敏三極管的集電極接電源vcc，光耦g2的光敏三極管的發(fā)射極接地，光耦g2的集電極與電阻r8的一端連接，電阻r8的另一端作為第二保護電路的保護觸發(fā)信號輸出端連接于處理單元的輸入端，三極管q2的基極連接于處理單元的控制輸出端，三極管q2的集電極接繼電器電源ic3的輸出端，三極管q2的發(fā)射極通過電阻r10連接于繼電器j2的線圈的一端，繼電器j2的線圈的另一端接地，繼電器j2的常開開關(guān)j2-k1的一端連接于整流電路zl2的正輸入端和雙向瞬態(tài)二極管tvs2之間的公共連接點，繼電器j2的常開開關(guān)j2-k1的另一端通過電阻r2接地，通過上述電路結(jié)構(gòu)，能夠?qū)θ∧茈娏骰ジ衅鬟M行良好的保護，能夠有效防止取能電流互感器二次側(cè)由于開路而燒毀取能電流互感器。

本實施例中，所述繼電器電源ic3為mc34063芯片，通過該芯片及其現(xiàn)有的外圍電路的作用，能夠?qū)⒎€(wěn)壓處理電路ic2輸出的3.3v電壓進行升壓處理，輸出12v、1.5a的電源工繼電器j1和繼電器j2使用。

上述中的監(jiān)測電流互感器和取能電流互感器軍事現(xiàn)有的電流互感器，在此不對其結(jié)構(gòu)和原理進行贅述。

以下進一步說明本發(fā)明的工作原理：

電流監(jiān)測原理：監(jiān)測電流互感器將監(jiān)測到的泄漏電流輸入到整流電路zl1中，通過zl1的整流處理后，由運放u1、電阻r3和電阻r4組成的反向放大電路對監(jiān)測的電流信號進行放大并輸入控制電路ic1中，控制電路ic1將監(jiān)測的電流信息實發(fā)送到電流監(jiān)控中心或者電力調(diào)度中心。

電流互感器的保護原理：由于第一保護電路和第二保護電路的結(jié)構(gòu)相同，其保護執(zhí)行原理也相同，因此，僅以第一保護電路進行說明：

當(dāng)監(jiān)測電流互感器二次側(cè)出現(xiàn)開路狀況，監(jiān)測電流互感器的二次線圈感應(yīng)出高壓，此時，雙向瞬態(tài)二極管tvs1導(dǎo)通，從而監(jiān)測電流互感器的二次線圈、tvs1和電阻r1形成回路，從而有效防止了電流互感器的二次側(cè)開路燒毀電流互感器，由于tvs1的導(dǎo)通，電容c1被充電，此時，光耦g1導(dǎo)通，使得原本輸入到控制電路ic1的高電平被拉低，從而控制電路ic1向三極管q1輸出高電平，三極管q1導(dǎo)通，繼電器j1的線圈得電，此時繼電器j1的常開開關(guān)j1-k1閉合，從而使得監(jiān)測電流互感器、常開開關(guān)j1-k1和電阻r2形成回路，此時，tvs1恢復(fù)到初始狀態(tài)，控制電路ic1向三極管q1輸出控制信號的同時，控制電路ic1通過移動通信電路mk1向電力監(jiān)控中心或者電力調(diào)度中心發(fā)出告警信息，從而利于及時維檢修復(fù)，當(dāng)修復(fù)后，通過復(fù)位開關(guān)輸出復(fù)位控制信號，控制電路ic1接收到復(fù)位控制信號后向三極管q1輸出低電平，使得三極管q1截止，繼電器j1停止工作，以待下一次保護執(zhí)行；其中，復(fù)位開關(guān)為兩個且分別對應(yīng)于第一保護電路的復(fù)位和第二保護電路的復(fù)位。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。