輸電線路避雷器在線監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種避雷器在線監(jiān)測技術(shù)，特別是一種輸電線路避雷器在線監(jiān)測裝置，包括有通流監(jiān)測元件和遠(yuǎn)程傳送元件，采用單匝穿芯電流傳感器，實(shí)現(xiàn)全隔離無殘壓的取樣方式，先進(jìn)的微處理器技術(shù)以及獨(dú)有的瞬態(tài)參數(shù)測試技術(shù)進(jìn)行線性化處理與計(jì)算，將測量結(jié)果用GPRS通過GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)字傳輸：本系統(tǒng)具有極高的可靠性和安全性及相對低廉的價(jià)格，使得本系統(tǒng)可以安裝到每組MOA避雷器進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)測，可以有效地提高電纜用避雷器的巡視效率、減輕巡視人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。做到準(zhǔn)確及時(shí)掌握運(yùn)行設(shè)備的健康狀況，使運(yùn)行人員及時(shí)掌握并提前處理事故隱患，確保輸電網(wǎng)安全運(yùn)行。
【專利說明】輸電線路避雷器在線監(jiān)測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種避雷器在線監(jiān)測技術(shù)，特別是一種輸電線路避雷器在線監(jiān)測
目.0

【背景技術(shù)】
[0002]目前，監(jiān)測電纜用MOA避雷器方法采用避雷器監(jiān)測器實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測，它的工作原理在正常的運(yùn)行電壓下，通過避雷器的泄漏電流的變化由電流表測得，當(dāng)流過強(qiáng)大的動(dòng)作電流時(shí)將從漏電流測量回路被轉(zhuǎn)到計(jì)數(shù)器回路，計(jì)數(shù)器的動(dòng)作，利用通過動(dòng)作電流的能量來實(shí)現(xiàn)記錄動(dòng)作的次數(shù)。運(yùn)行維護(hù)人員通過巡視記錄氧化鋅避雷器總電流和動(dòng)作次數(shù)。電纜用避雷器安裝在電纜終端塔，該塔位置相對偏僻，避雷器引線經(jīng)常被小偷偷盜，因此氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置安裝位置較高，這給運(yùn)行維護(hù)人員帶來很大不便，增加很大勞動(dòng)強(qiáng)度，也帶來人身安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)避雷器性能惡化時(shí)，也無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)。
[0003]然而現(xiàn)有的避雷器在線監(jiān)測技術(shù)中，監(jiān)測器是直接安裝在避雷器的泄露電流回路中，因此取樣時(shí)容易收到避雷器回路的影響，同時(shí)也可能影響到避雷器的正常運(yùn)行，安全性低，為此需要進(jìn)行一系列的防護(hù)措施，導(dǎo)致監(jiān)測器的成本高，難以廣泛應(yīng)用，無法實(shí)現(xiàn)全面的集中監(jiān)測。另外，現(xiàn)有的避雷器在線監(jiān)測都是應(yīng)用在具有通訊環(huán)境的變電站中，通常采用單一的無線通訊方式，在容易受到干擾的戶外輸電線路電磁場中，則單一的遠(yuǎn)程傳送方式可靠性差，因此具體實(shí)施過程中往往無法有效保證避雷器的巡視效率，避雷器的在線監(jiān)測主要還是依靠人工巡視，增加了巡視人員的工作量。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種能夠安全有效獲取監(jiān)測信息，提高監(jiān)測可靠性、準(zhǔn)確性和降低巡視人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證人員人身安全，確保輸電網(wǎng)安全運(yùn)行的輸電線路避雷器在線監(jiān)測裝置。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過以下途徑來實(shí)現(xiàn)的:
[0006]輸電線路避雷器在線監(jiān)測裝置，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，包括有通流監(jiān)測元件和遠(yuǎn)程傳送元件，其中，通流監(jiān)測元件包括有ZnO電阻、以及與ZnO電阻并接的由計(jì)數(shù)器、電流表、信號(hào)處理單元和數(shù)據(jù)傳送接口組成的串接電路；電流表上設(shè)置有單匝穿芯電流傳感器，每一個(gè)通流監(jiān)測元件所連接的設(shè)備都具有編碼，該編碼為信號(hào)處理單元中存儲(chǔ)的識(shí)別碼，
[0007]遠(yuǎn)程傳送元件則包括有微處理器、數(shù)據(jù)傳送模塊和電源，微處理器的數(shù)據(jù)接收端通過屏蔽電纜與通流監(jiān)測元件中的數(shù)據(jù)傳送接口連接，數(shù)據(jù)傳送模塊包括有GPRS通信單元和短信通信單元，所述的遠(yuǎn)程傳送元件設(shè)置有收發(fā)天線；通流監(jiān)測元件安裝在靠近輸電線路避雷器的橫擔(dān)上，遠(yuǎn)程傳送元件則安裝在遠(yuǎn)離輸電線路避雷器的橫擔(dān)上。
[0008]當(dāng)避雷器的泄露電流發(fā)生變化，通流監(jiān)測元件上的單匝穿芯電流傳感器受到感應(yīng)，使得電流表獲得讀數(shù)，由此啟動(dòng)信號(hào)處理單元，并觸發(fā)計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后將電流表讀數(shù)和計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)通過信號(hào)處理單元進(jìn)行線性計(jì)算處理，最后通過數(shù)據(jù)傳送接口將數(shù)據(jù)傳送給遠(yuǎn)程傳送元件。遠(yuǎn)程傳送元件接收到數(shù)據(jù)后，通過微處理器進(jìn)行轉(zhuǎn)換、計(jì)算處理，并發(fā)送到數(shù)據(jù)傳送模塊，每個(gè)處理后的數(shù)據(jù)都攜帶有設(shè)備編碼；數(shù)據(jù)傳送模塊根據(jù)當(dāng)前設(shè)置的通道，或者GPRS通信單元，或者短信通信單元傳送數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)或者電信運(yùn)營商傳送到上位管理系統(tǒng)中。
[0009]數(shù)據(jù)傳送模塊可以設(shè)置其中一種通道作為常用通道，并進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)該通道故障，則自動(dòng)換成另一種通道；也可以兩種通道隨機(jī)選擇，形成雙通道通信，或者是根據(jù)設(shè)備類型分類設(shè)置。這樣就可以確保監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠安全有效的傳送到上位管理系統(tǒng)中。
[0010]本實(shí)用新型采用單匝穿芯電流傳感器，實(shí)現(xiàn)全隔離無殘壓的取樣方式，先進(jìn)的微處理器技術(shù)以及獨(dú)有的瞬態(tài)參數(shù)測試技術(shù)進(jìn)行線性化處理與計(jì)算，將測量結(jié)果用GPRS通過GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)字傳輸:本系統(tǒng)具有極高的可靠性和安全性及相對低廉的價(jià)格，使得本系統(tǒng)可以安裝到每組MOA避雷器進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)測，可以有效地提高電纜用避雷器的巡視效率、減輕巡視人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。做到準(zhǔn)確及時(shí)掌握運(yùn)行設(shè)備的健康狀況，使運(yùn)行人員及時(shí)掌握并提前處理事故隱患，確保輸電網(wǎng)安全運(yùn)行。主要特點(diǎn)如下:
(I)非接觸式測量原理:本系統(tǒng)的電流檢測應(yīng)用非接觸式測量，實(shí)現(xiàn)全隔離無殘壓的取樣方式，對避雷器工作不產(chǎn)生任何影響，有效地保障人身安全和設(shè)備安全。(2)信息集成化全數(shù)字通信:本系統(tǒng)應(yīng)用信息化集成和全數(shù)字通信新技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)遠(yuǎn)傳功能，實(shí)現(xiàn)輸電線路避雷器監(jiān)測的網(wǎng)絡(luò)化管理。(3)設(shè)備不需要改造:本系統(tǒng)的安裝不需拆除已裝監(jiān)測器，可同時(shí)運(yùn)行。(4)有效的抗干擾措施:輸電線路對監(jiān)測裝置存在很大強(qiáng)電磁場干擾，在硬件電路和軟件設(shè)計(jì)上采取非接觸取樣數(shù)據(jù)、線性數(shù)據(jù)處理和雙通道傳送的有效抗干擾處理方法，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，以及測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，大大降低設(shè)備成本，有利于推廣應(yīng)用。(5)精密補(bǔ)償，線性處理:對檢測信號(hào)進(jìn)行必要的線性化處理，并進(jìn)行精密補(bǔ)償，以保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1所示為本實(shí)用新型所述的輸電線路避雷器在線監(jiān)測裝置的原理示意圖。
[0012]圖2所示為本實(shí)用新型所述輸電線路避雷器在線監(jiān)測裝置的現(xiàn)場安裝示意圖；
[0013]圖3所示為本實(shí)用新型所述的通流監(jiān)測元件的電路原理結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]最佳實(shí)施例:
[0015]參照附圖1和附圖2，輸電線路避雷器在線監(jiān)測監(jiān)測裝置，包括有通流監(jiān)測元件I和遠(yuǎn)程傳送元件2，通流監(jiān)測元件I安裝在輸電線路鐵塔4上靠近避雷器3的橫擔(dān)上，遠(yuǎn)程傳送元件2則安裝在遠(yuǎn)離輸電線路避雷器3的橫擔(dān)上。其中，通流監(jiān)測元件包括有ZnO電阻、以及與ZnO電阻并接的由計(jì)數(shù)器、電流表、信號(hào)處理單元和數(shù)據(jù)傳送接口組成的串接電路；電流表上設(shè)置有單匝穿芯電流傳感器，每一個(gè)通流監(jiān)測元件所連接的設(shè)備都具有編碼，該編碼為信號(hào)處理單元中存儲(chǔ)的識(shí)別碼，如附圖3所示；
[0016]遠(yuǎn)程傳送元件則包括有微處理器、數(shù)據(jù)傳送模塊DTU和太陽能電源，微處理器的數(shù)據(jù)接收端通過屏蔽電纜與通流監(jiān)測元件中的數(shù)據(jù)傳送接口連接，數(shù)據(jù)傳送模塊包括有GPRS通信單元和短信通信單元，所述的遠(yuǎn)程傳送元件設(shè)置有收發(fā)天線；在桿塔上鉆孔或采用相關(guān)配件，將三只監(jiān)測器靠近避雷器附近安裝，遠(yuǎn)程傳送元件選擇相對居中的位置安裝，用配套的光纖連接監(jiān)測器和遠(yuǎn)程傳送器(模組)，光纖接頭請注意顏色標(biāo)志，黃、綠、紅分別對應(yīng)A、B、C相。各光纖接頭須插接到位并擰緊，多余光纖必須捆扎妥當(dāng)，防止飄擺；裝上配套天線并擰緊。天線細(xì)小易折，注意避讓。
[0017]當(dāng)避雷器的泄露電流發(fā)生變化，通流監(jiān)測元件上的單匝穿芯電流傳感器受到感應(yīng)，使得電流表獲得讀數(shù)，由此啟動(dòng)信號(hào)處理單元，并觸發(fā)計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后將電流表讀數(shù)和計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)通過信號(hào)處理單元進(jìn)行線性計(jì)算處理，最后通過數(shù)據(jù)傳送接口將數(shù)據(jù)傳送給遠(yuǎn)程傳送元件，遠(yuǎn)程傳送元件接收到數(shù)據(jù)后，通過微處理器進(jìn)行轉(zhuǎn)換、計(jì)算處理，并發(fā)送到數(shù)據(jù)傳送模塊，每個(gè)處理后的數(shù)據(jù)都攜帶有設(shè)備編碼；數(shù)據(jù)傳送模塊根據(jù)當(dāng)前設(shè)置的通道，或者GPRS通信單元，或者短信通信單元傳送數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過英特網(wǎng)、移動(dòng)運(yùn)營商傳送到上位管理系統(tǒng)中。
[0018]數(shù)據(jù)傳送模塊具備三種工作方式，GPRS通道方式，短信通道方式，雙通道(GPRS+短信)方式。
[0019]GPRS通道方式:此方式下，設(shè)備提供GPRS數(shù)據(jù)傳輸功能，串口接收到的數(shù)據(jù)通過GRRS方式發(fā)送到數(shù)據(jù)中心。支持TCP，UDP方式通信，內(nèi)置了五種協(xié)議。支持通過短信遠(yuǎn)程配置參數(shù)。使用GPRS通道表明串口數(shù)據(jù)通過GPRS通道進(jìn)行發(fā)送，UDP協(xié)議最多支持3個(gè)中心，TCP協(xié)議支持一個(gè)中心。在GPRS通道中，短信通道僅起遠(yuǎn)程配置參數(shù)的作用，不做數(shù)據(jù)收發(fā)使用。
[0020]短信通道方式:此方式下，設(shè)備提供短信數(shù)據(jù)傳輸功能，串口接收到的數(shù)據(jù)通過短信方式發(fā)送到數(shù)據(jù)中心或手機(jī)。支持對設(shè)定號(hào)碼發(fā)送短信和協(xié)議中規(guī)定的號(hào)碼發(fā)送短信。串口數(shù)據(jù)僅通過短信通道來發(fā)送，此方式下GPRS通道停止工作。短信通道方式下，DTU做為終端設(shè)備最多可向5個(gè)設(shè)定的目標(biāo)號(hào)碼發(fā)送短信或根據(jù)串口數(shù)據(jù)協(xié)議來向任意號(hào)碼發(fā)送短信。短信格式支持7位，8為和UCS2編碼(對手機(jī)發(fā)送)。
[0021]雙通道方式:此方式下，設(shè)備的串口啟動(dòng)多路復(fù)用功能，根據(jù)接收數(shù)據(jù)中的通道選擇命令來決定數(shù)據(jù)通過GPRS或短信來發(fā)送。在此方式下，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的前面需要通道選擇命令來區(qū)分業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的發(fā)送通道，這些命令可在參數(shù)配置軟件中的串口界面中進(jìn)行設(shè)置。
[0022]本實(shí)用新型在站用避雷器的動(dòng)作記數(shù)器及在線監(jiān)測器的生產(chǎn)及使用的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，研制開發(fā)了既適合線路用也適合電站用的避雷器動(dòng)作次數(shù)、泄漏電流的遠(yuǎn)傳裝置一避雷器泄漏電流無線遠(yuǎn)傳系統(tǒng)。大大減少了傳統(tǒng)監(jiān)測器需要巡檢帶來的人工耗費(fèi)及巡檢時(shí)工人需要爬上桿塔的工作負(fù)荷，克服了傳統(tǒng)避雷器動(dòng)作記數(shù)器及監(jiān)測器在線路上使用時(shí)不易或無法觀察的先天缺陷。它可定期將監(jiān)測到的避雷器泄漏電流值發(fā)送到電腦終端上，并可在120秒內(nèi)將避雷器的動(dòng)作計(jì)數(shù)值發(fā)送出去。從而使電力管理人員對避雷器的運(yùn)行狀況有實(shí)時(shí)掌握，對線路上雷區(qū)的分布有總體的了解。本實(shí)用新型適用于110KV及以上輸電電纜用氧化鋅(MOA)避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)，并成功安裝在220KV春圍I II路和嵩禾I II路上。
[0023]本實(shí)用新型還具有如下特點(diǎn):(1)戶外結(jié)構(gòu)，無滲漏:電流變送器采用鋁合金外殼防水設(shè)計(jì)，適用于室內(nèi)外的應(yīng)用。(2).報(bào)警閥值:本系統(tǒng)為三級(jí)報(bào)警，可由用戶在報(bào)警范圍內(nèi)任選值設(shè)置。
[0024]本實(shí)用新型未述部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。
【權(quán)利要求】
1.輸電線路避雷器在線監(jiān)測裝置，其特征在于，包括有通流監(jiān)測元件和遠(yuǎn)程傳送元件，其中，通流監(jiān)測元件包括有ZnO電阻、以及與ZnO電阻并接的由計(jì)數(shù)器、電流表、信號(hào)處理單元和數(shù)據(jù)傳送接口組成的串接電路；電流表上設(shè)置有單匝穿芯電流傳感器，每一個(gè)通流監(jiān)測元件所連接的設(shè)備都具有編碼，該編碼為信號(hào)處理單元中存儲(chǔ)的識(shí)別碼， 遠(yuǎn)程傳送元件則包括有微處理器、數(shù)據(jù)傳送模塊和電源，微處理器的數(shù)據(jù)接收端通過屏蔽電纜與通流監(jiān)測元件中的數(shù)據(jù)傳送接口連接，數(shù)據(jù)傳送模塊包括有GPRS通信單元和短信通信單元，所述的遠(yuǎn)程傳送元件設(shè)置有收發(fā)天線；通流監(jiān)測元件安裝在靠近輸電線路避雷器的橫擔(dān)上，遠(yuǎn)程傳送元件則安裝在遠(yuǎn)離輸電線路避雷器的橫擔(dān)上。
【文檔編號(hào)】G01R31/02GK204256090SQ201420706573
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】嚴(yán)有祥, 張偉剛, 陳朝暉, 陳日坤, 洪志超, 洪志忠, 吳增輝, 尤毅峰, 楊毓慶, 陳偉, 林智雄, 郭建赟, 林永忠, 謝維 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司廈門供電公司