本發(fā)明涉及監(jiān)測裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種避雷器在線檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：避雷器是一種重要的過電壓保護裝置。由于其具有極快的過電壓響應(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時間處于工作狀態(tài)下將會發(fā)生老化、劣化現(xiàn)象，此外供電系統(tǒng)的暫態(tài)、諧振過電壓沖擊、避雷器內(nèi)部受潮等因素亦將加速這一過程。一旦發(fā)生老化、劣化現(xiàn)象，流過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，將直接影響到整個系統(tǒng)的安全運行。目前對于避雷器的檢測通常由人工進行定期的預(yù)防性檢測。由于避雷器數(shù)目眾多且安裝分散，這樣的檢測需要消耗大量的人力、物力，另一方面避雷器的預(yù)防性檢測需要系統(tǒng)斷電進行，嚴重影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。針對目前對避雷器的檢測大多由人工進行定期檢測的問題，國內(nèi)外也提出了多種相應(yīng)的方案，但是無論是采用有線通信還是無線通信，都是直接將采集的信息傳輸?shù)教幚碇行模畔⒘刻?，出錯率高。由于有線通信需要大量傳輸線，無線通信需要大量的無線傳感器，成本都非常高。技術(shù)實現(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)測系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)采用全球移動通信系統(tǒng)通信方式，在線監(jiān)測采用基于數(shù)字信號處理器的諧波分析方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)，主要由控制中心和若干個子系統(tǒng)構(gòu)成，所述的每個子系統(tǒng)包括信號采集模塊、485通信模塊、數(shù)字信號處理器和GSM發(fā)送模塊，所述的信號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)字信號處理器連接，所述的數(shù)字信號處理器與GSM發(fā)送模塊連接；所述的控制中心包括GSM接收模塊、數(shù)字信號處理器一、PC主機、報警模塊、顯示器，所述的GSM接收模塊與若干個子系統(tǒng)的若干個GSM發(fā)送模塊通信連接，所述的GSM接收模塊與數(shù)字信號處理器一連接，所述的數(shù)字信號處理器一與PC主機連接，所述的報警模塊、顯示器也與PC主機通信連接?；谝陨纤觯龅男盘柌杉K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)抑制二極管截斷雷電流信號，所述的電壓采樣部分通過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傳輸?shù)綌?shù)字信號處理器，數(shù)字信號處理器對其進行快速傅里葉變換，將電壓與電流信號從時域轉(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。通過下述公式算得阻性電流的三次諧波有效值：另一方面，通過DSP將采集的泄漏電流信號進行積分，得到其有效值。DSP將運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行分析，然后對避雷器的工作狀態(tài)進行判定，并將結(jié)果通過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和鍵盤，所述的打印機和鍵盤均與PC主機通信連接?；谝陨纤觯龅?85通信模塊在傳輸過程中增加中繼的方法對信號進行放大，最多加八個中繼。本發(fā)明具有如下的優(yōu)點：本發(fā)明專利提出一種方案，采用數(shù)字信號處理器對經(jīng)485傳輸?shù)牟杉盘栠M行計算與分析，將分析結(jié)果通過物聯(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人員對相應(yīng)避雷器進行檢查及合理處理。本發(fā)明專利不僅實現(xiàn)了避雷器的在線監(jiān)測，保障了系統(tǒng)的安全運行，降低了系統(tǒng)的維護成本，同時由于子系統(tǒng)直接采用DSP對采集的信號進行處理，大大減小了傳輸?shù)男畔⒘浚档土顺鲥e率，保證了信息的準確性。采用DSP對子系統(tǒng)采集的信號直接進行計算與分析，大大減小了信息的傳輸量，降低了出錯率，保證的信息的準確性。采用遠距離的GSM無線通信和近距離的485有線通信相結(jié)合的方式，降低了系統(tǒng)的成本。附圖說明圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2為信號采集電路結(jié)構(gòu)圖。圖3為數(shù)字信號處理器與GSM通信接口電路連接結(jié)構(gòu)圖。具體實施方式下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明作進一步的描述。如圖1、2、3所示，一種避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)，主要由控制中心和若干個子系統(tǒng)構(gòu)成，所述的每個子系統(tǒng)包括信號采集模塊、485通信模塊、數(shù)字信號處理器和GSM發(fā)送模塊，所述的信號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)字信號處理器連接，所述的數(shù)字信號處理器與GSM發(fā)送模塊連接；所述的控制中心包括GSM接收模塊、數(shù)字信號處理器一、PC主機、報警模塊、顯示器，所述的GSM接收模塊與若干個子系統(tǒng)的若干個GSM發(fā)送模塊通信連接，所述的GSM接收模塊與數(shù)字信號處理器一連接，所述的數(shù)字信號處理器一與PC主機連接，所述的報警模塊、顯示器也與PC主機通信連接?；谝陨纤?，所述的信號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)抑制二極管截斷雷電流信號，所述的電壓采樣部分通過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傳輸?shù)綌?shù)字信號處理器，數(shù)字信號處理器對其進行快速傅里葉變換，將電壓與電流信號從時域轉(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。通過下述公式算得阻性電流的三次諧波有效值：另一方面，通過DSP將采集的泄漏電流信號進行積分，得到其有效值。DSP將運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行分析，然后對避雷器的工作狀態(tài)進行判定，并將結(jié)果通過GSM發(fā)送模塊發(fā)送給控制中心。基于以上所述，所述的控制中心還包括一打印機和鍵盤，所述的打印機和鍵盤均與PC主機通信連接?；谝陨纤觯龅?85通信模塊在傳輸過程中增加中繼的方法對信號進行放大，最多加八個中繼。在長期工作電壓作用下，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，且當避雷器發(fā)生老化時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監(jiān)測避雷器的老化、劣化。在監(jiān)測避雷器的三次諧波分量的同時，還應(yīng)對其泄漏電流有效值進行監(jiān)測，以進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避雷器的泄漏電流和工作電壓進行測量。為防止雷電流流過避雷器時對采集數(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）截斷雷電流信號。將采集的電壓與電流信號傳輸?shù)綌?shù)字信號處理器，數(shù)字信號處理器對其進行快速傅里葉變換，將電壓與電流信號從時域轉(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。通過下述公式算得阻性電流的三次諧波有效值：另一方面，通過DSP將采集的泄漏電流信號進行積分，得到其有效值，如表1所示。數(shù)字信號處理器將運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行分析，然后依照下表對避雷器的工作狀態(tài)進行判定，并將結(jié)果通過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)電壓過高。本設(shè)計的子系統(tǒng)（一棟建筑、一座變電站、一個發(fā)電廠等等）采用485通信，理論上RS485的最長傳輸距離能達到1200米，但在實際應(yīng)用中傳輸?shù)木嚯x要比1200米短，具體能傳輸多遠視周圍環(huán)境而定。在傳輸過程中可以采用增加中繼的方法對信號進行放大，最多可以加八個中繼，也就是說理論上RS485的最大傳輸距離可以達到9.6公里，完全可以滿足子系統(tǒng)信號傳輸?shù)男枰?。如圖3所示，由于各個子系統(tǒng)距離較遠，采用有線通信成本較高，所以本系統(tǒng)采用GSM通信技術(shù)實現(xiàn)信號傳輸。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。通過鑒權(quán)、加密和臨時移動用戶識別號碼(TMSI)，保證信息傳輸?shù)陌踩?。當前?頁1 2 3