专利名称：氧化锌避雷器监测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及避雷器监测装置，特别涉及一种氧化锌避雷器监测装置。
背景技术：
氧化锌避雷(MOA)主要用于限制由线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压，是保证电力系统安全运行的重要保护设备之一。但由于氧化锌避雷长期承受工频电压、冲击电压，再加上各种外部环境等因素的影响而趋于老化，使其绝缘特性遭到破坏，致使氧化锌避雷引起热崩溃，甚至发生爆炸。为确保避雷器正常发挥作用，需要定期检测避雷器状态和雷击次数检测。现有的技术方案，一般是通过一个电容和非线性回路线圈放电来实现对雷击次数的计数，该方式对元器件的要求较高，当雷击时，有可能产生过大的电流把阀片(或阀门老化)和保护装置烧毁，导致避雷器无法正常接地引起氧化锌避雷爆炸事故。而且该方式无法记录落雷时间、无法实现避雷器绝缘性能的处理。现在还有一种方法是利用单一 CT对避雷器进行泄露电流监测，配合上述的机械式雷击计数器实现对避雷器的监测，但这种方法无法实现落雷捕获、进行落雷时间的记录和实现氧化锌避雷突发性故障监测。上述的技术方案，检测精度低，难以对氧化锌避雷进行准确的状态评估、故障诊断和落雷情况记录。

发明内容
为了解决上述技术方案中存在的问题，本发明提供一种氧化锌避雷器监测装置。一种氧化锌避雷器监测装置，包括依次连接的有源传感单元，信号处理单元，现场显示单元；
所述有源传感单元，用于感应氧化锌避雷器接地回路中的避雷器末屏信号，并将其转换成雷击数据信号输出至所述信号处理单元；
所述信号处理单元，用于对所述雷击数据信息进行数字信号处理，得到显示数据信息输出至所述现场显示单元；
所述现场显示单元，用于显示从所述信号处理单元输入的显示数据信息。与现有技术相比，本发明的技术方案，通过有源传感单元感应氧化锌避雷器接地回路的避雷器末屏信号，并将其转换成雷击数据信号，信号处理单元对雷击数据信号进行数字信号处理得到显示数据信息输出至现场显示单元进行实时显示；有源传感单元采用有源设备提高了对雷击反应的准确性，信号处理单元对雷击数据信号进行纯数字化的处理， 降低了数据处理的误差，现场显示单元实现了雷击数据的现场数字可视化。本发明的氧化锌避雷器监测装置，不影响氧化锌避雷的接地方式，提高了对雷击反应的准确性，降低了数据处理的误差，数据信息的现场数字可视化，可与目前变电站的监测系统实现无缝连接，通过故障分析、诊断，从而实现了对氧化锌避雷器准确的状态评估、故障诊断和落雷情况记录。


图1是本发明的氧化锌避雷器监测装置的结构示意图； 图2是实施例中的有源传感单元的结构示意图3是实施例中的有源零磁通传感模块的结构示意图； 图4是实施例中的高频传感模块的结构示意图； 图5是实施例中的氧化锌避雷器监测装置的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做详细的描述。请参阅图1，图1是本发明的氧化锌避雷器监测装置的结构示意图。该装置包括依次连接的有源传感单元，信号处理单元，现场显示单元；其工作原理是
有源传感单元感应氧化锌避雷器接地回路的避雷器末屏信号，并将其转换成雷击数据信号输出至所述信号处理单元；信号处理单元采用数字信号处理技术，对有源传感单元输入的雷击数据信号进行数字信号处理，得到显示数据信息输出至现场显示单元；现场显示单元实时现场显示从上述信号处理单元输入的显示数据信息。为了更加清晰本发明的技术，下面结合附图和较佳实施例作更详细的阐述。请参阅图2，图2是本实施例的有源传感单元的结构示意图。对于有源传感单元，优选地，包括有源零磁通传感模块和高频传感模块。所述有源零磁通传感模块，感应氧化锌避雷器接地回路的避雷器末屏信号，并将其转换成雷击电流数据信号；通过该有源零磁通传感模块，可以获取雷击电流数据信息。所述高频传感模块，用于快速感应氧化锌避雷器接地回路的避雷器末屏信号，并将其转换成雷击时间与次数数据信号，通过该高频传感模块，可以获取氧化锌避雷器遭受雷击的时间与次数的信息。请参阅图3，图3是本实施例的有源零磁通传感模块的结构示意图。对于所述有源零磁通传感模块，优选地，包括有源零磁通电流传感器。所述有源零磁通电流传感器，用于感应氧化锌避雷器接地回路中的避雷器末屏信号，并将避雷器末屏信号中的全电流信号转换成雷击全电流数据信号、阻性电流数据信号和容性电流数据信号。优选地，该有源零磁通电流传感器，采用有源零磁通穿芯取样方式，对泄露电流与落雷雷击电流信号进行实时采样。优选地，该有源零磁通电流传感器，选用起始导磁率高，损耗小的超微晶为铁芯材料，该铁芯材料具有线性度高，不易饱和，测量范围宽，成本低。优选地，所述有源零磁通传感模块，还包括连接所述有源零磁通电流传感器的动态平衡电子电路。所述动态平衡电子电路，用于对所述有源零磁通电流传感器的磁通进行全自动补偿，使铁芯工作在理想的零磁通状态。
对于所述有源零磁通传感模块，优选地，还包括屏蔽罩，所述屏蔽罩采用里外三层保护层，具体包括内层的薄锡纸301、中层的金属壳302以及外层的不锈钢外壳303;首先，薄锡纸301包裹有源零磁通电流传感器的铁芯，然后中层再用金属壳302包上，最后再加上外层的不锈钢外壳303，里外三层，实现了对现场的干扰信号的完全屏蔽。请参阅图4，图4是本实施例的高频传感模块的结构示意图。对于所述高频传感模块，优选地，包括高频传感器。所述高频传感器，用于快速感应氧化锌避雷器接地回路中的避雷器末屏信号，并将其转换成雷击时间与次数数据信号。优选地，该高频传感器以铁氧体为材料，在氧化锌避雷器遭受到雷击时，雷电波信号为高频信号，该信号持续时间往往是微秒级别，采用该高频传感器，能够瞬时捕获雷击时刻和雷击次数，提高了感应的准确性。对于所述高频传感模块，优选地，还包括连接所述高频传感器的移相电路，以及连接移相电路的滤波电路。所述移相电路，对高频传感器处理得到的雷击时间与次数数据信号的信号进行移相操作，然后输出至滤波电路。所述滤波电路，对雷击时间与次数数据信号的信号进行滤波操作，然后输出至信号处理单元。对于信号处理单元，具体地，利用数字信号处理技术，对有源传感单元输入的各种雷击数据信号进行数字信号处理，得到显示数据信息输出至现场显示单元。优选地，该信号处理单元，采用纯数字电路控制，可以避免因器件老化、温度等因素引起的误差，性能可靠且各测量项精确。优选地，该信号处理单元通过SPI总线与所述现场显示单元连接。对于现场显示单元，优选地，包括高亮度LED，所述现场显示单元采用寿命长的高亮度LED，通过SPI总线驱动LED灯将实时监测得到的流经避雷器上的显示数据信息实时显示，实现了现场数字可视化。请参阅图5，图5是本实施例的氧化锌避雷器监测装置的结构示意图。本发明的氧化锌避雷器监测装置，还可以包括与信号处理单元连接的数据传输单元。所述数据传输单元，用于与远程控制器进行通信，优选地，该数据传输单元通过 SPI总线与信号处理单元连接，通过有线或无线方式与远程控制器相连，使得远程控制器可以方便获取避雷器的相关信息。通过本发明的氧化锌避雷器监测装置，不影响氧化锌避雷的接地方式，可与目前变电站在线监测系统实现无缝连接，可通过监测避雷器的全电流、阻性电流与容性电流的监测，通过系统进行故障分析、诊断，从而实现智能化控制，掉电后数据信息不会丢失，提高设备的可靠性能。以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
权利要求
1.一种氧化锌避雷器监测装置，其特征在于，包括依次连接的有源传感单元，信号处理单元，现场显示单元；所述有源传感单元，用于感应氧化锌避雷器接地回路中的避雷器末屏信号，并将其转换成雷击数据信号输出至所述信号处理单元；所述信号处理单元，用于对所述雷击数据信息进行数字信号处理，得到显示数据信息输出至所述现场显示单元；所述现场显示单元，用于显示从所述信号处理单元输入的显示数据信息。
2.根据权利要求1所述的氧化锌避雷器监测装置，其特征在于，所述有源传感单元包括有源零磁通传感模块和高频传感模块；所述有源零磁通传感模块，用于感应氧化锌避雷器接地回路中的避雷器末屏信号，并将其转换成雷击电流数据信号输出至所述信号处理单元；所述高频传感模块，用于感应氧化锌避雷器接地回路中的避雷器末屏信号，并将其转换成雷击时间与次数数据信号输出至所述信号处理单元。
3.根据权利要求2所述的氧化锌避雷器监测装置，其特征在于，所述有源零磁通传感模块包括有源零磁通电流传感器，所述有源零磁通电流传感器的铁芯为超微晶；所述有源零磁通电流传感器，用于感应氧化锌避雷器接地回路中的避雷器末屏信号， 并将避雷器末屏信号中的全电流信号转换成雷击全电流数据信号、阻性电流数据信号和容性电流数据信号输出至所述信号处理单元。
4.根据权利要求3所述的氧化锌避雷器监测装置，其特征在于，所述有源零磁通传感模块还包括连接所述有源零磁通电流传感器的动态平衡电子电路；所述动态平衡电子电路，用于对所述有源零磁通电流传感器的磁通进行全自动补偿。
5.根据权利要求4所述的氧化锌避雷器监测装置，其特征在于，所述有源零磁通传感模块还包括屏蔽罩，所述屏蔽罩包括三层保护层，具体为内层的锡纸、中层的金属壳以及外层的不锈钢外壳；所述锡纸包裹所述有源零磁通电流传感器的铁芯。
6.根据权利要求2所述的氧化锌避雷器监测装置，其特征在于，所述高频传感模块包括高频传感器，所述高频传感器的铁芯为铁氧体；所述高频传感器，用于感应所述氧化锌避雷器接地回路中的避雷器末屏信号，并将其转换成雷击时间与次数数据信号。
7.根据权利要求6所述的氧化锌避雷器监测装置，其特征在于，所述高频传感模块还包括连接所述高频传感器的移相电路，以及连接移相电路的滤波电路；所述移相电路，用于对所述雷击时间与次数数据信号进行移相操作；所述滤波电路，用于对所述雷击时间与次数数据信号进行滤波操作。
8.根据权利要求1所述的氧化锌避雷器监测装置，其特征在于，所述信号处理单元通过SPI总线与所述现场显示单元连接。
9.根据权利要求1所述的氧化锌避雷器监测装置，其特征在于，所述现场显示单元包括高亮度LED。
10.根据权利要求1至9任一项所述的氧化锌避雷器监测装置，其特征在于，还包括 与所述信号处理单元连接的数据传输单元；所述数据传输单元，用于与远程控制器进行通信。
全文摘要
本发明提供一种氧化锌避雷器监测装置，包括依次连接的有源传感单元，信号处理单元，现场显示单元；所述有源传感单元，用于感应氧化锌避雷器接地回路中的避雷器末屏信号，并将其转换成雷击数据信号输出至信号处理单元；所述信号处理单元，用于对所述雷击数据信号进行数字信号处理，得到显示数据信息；所述现场显示单元，用于显示从所述信号处理单元输入的显示数据信息。通过本发明的氧化锌避雷器监测装置，不影响氧化锌避雷的接地方式，对雷击反应的准确性，降低了数据处理的误差，数据信息的现场数字可视化，可与目前变电站的监测系统实现无缝连接，通过故障分析、诊断，从而实现了对氧化锌避雷器准确的状态评估、故障诊断和落雷情况记录。
文档编号G01R1/18GK102288850SQ20111019243
公开日2011年12月21日 申请日期2011年7月11日 优先权日2011年7月11日
发明者周刚, 朱文俊, 梁文进, 王红斌, 范颖, 谢善益 申请人:广东电网公司电力科学研究院