專利名稱：金屬氧化物避雷器遠方在線智能監(jiān)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種避雷器性能監(jiān)測儀器，特別是一種遠距離監(jiān)測發(fā)、變電站母線、架空線路、電纜終端等運行的金屬氧化物避雷器(簡稱MOA)性能的儀器，屬于電性能的測試裝置。
背景技術(shù)：
金屬氧化物避雷器(簡稱MOA)因能將過電壓或雷擊電流迅速流入大地，當(dāng)雷擊電流流過后或線路電壓恢復(fù)正常時，又能自動恢復(fù)絕緣性能很好即泄漏電流很小的正常工作狀態(tài)等優(yōu)點，是保護發(fā)、變電站母線、架空線路、電纜終端免受雷擊和過電壓危害的重要設(shè)備，現(xiàn)已得到廣泛的應(yīng)用。但避雷器都是連接在線路與大地之間，性能正常時對線路沒有影響，一旦性能變差就要及時更換，否則很容易被擊穿短路而造成嚴(yán)重事故，因避雷器不能經(jīng)常從線路上拆下來檢查，更不能等事故發(fā)生后再作處理，所以必須定期進行測量其持續(xù)電流及其阻性電流的變化，對于金屬氧化物避雷器早期故障的診斷，以檢測阻性電流的變化最為靈敏。因此國內(nèi)外生產(chǎn)廠家紛紛推出各種帶電測量MOA阻性電流的儀器。目前使用的在線測量MOA阻性電流的裝置主要由在線監(jiān)測器、信號采樣電路和由單片機、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、顯示器、鍵盤及打印機組成的主機組成，該主機可在現(xiàn)場對MOA逐個進行檢測，也可從在線監(jiān)測器上引出MOA的內(nèi)部泄漏電流信號和瓷套污穢電流信號用電纜線接到控制室后再用主機進行檢測，但由于發(fā)、變電站的母線和架空線路很多，距離控制室較遠，如果將每個MOA的內(nèi)部泄漏電流信號和瓷套污穢電流信號都分別用電纜線接到控制室，則電纜線太多，造成很多浪費又使控制室太亂。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中將各路避雷器的現(xiàn)場采樣信號分別用電纜線接到控制室而造成浪費等的不足之處，設(shè)計一種安裝在現(xiàn)場的采樣信號切換裝置，將附近的若干個避雷器的采樣信號切換后經(jīng)共用電纜輪流傳輸?shù)娇刂剖抑悄鼙O(jiān)測主機的結(jié)構(gòu)合理、傳輸電纜少、使用方便和便于在無人值班變電站使用的金屬氧化物避雷器遠方在線智能監(jiān)測儀。
本實用新型的金屬氧化物避雷器遠方在線智能監(jiān)測儀，包括傳輸電纜和主要由單片機、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、液晶顯示器、鍵盤和打印機組成的智能監(jiān)測主機的基礎(chǔ)上，增加了多路現(xiàn)場在線切換裝置和裝在主機上的控制數(shù)據(jù)光耦隔離器、雷擊計數(shù)器輸出數(shù)據(jù)光耦隔離器及三個檢測信號隔離放大器，由多路現(xiàn)場在線切換裝置將多個避雷器的采樣信號集中處理后再經(jīng)共用的傳輸電纜送到控制室的智能監(jiān)測主機進行巡回監(jiān)測，所述的各路切換裝置包括有避雷器內(nèi)部泄漏電流信號檢測轉(zhuǎn)換開關(guān)、避雷器瓷套污穢電流信號檢測轉(zhuǎn)換開關(guān)、雷擊感應(yīng)變壓器及整流器、雷擊次數(shù)計數(shù)器、雷擊計數(shù)器輸出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)的譯碼驅(qū)動電路，所述內(nèi)部泄漏電流信號檢測轉(zhuǎn)換開關(guān)的動觸點經(jīng)雷擊感應(yīng)變壓器初級線圈與避雷器的內(nèi)部泄漏電流信號線連接，其常閉觸點接地，其常開觸點多路并聯(lián)后經(jīng)傳輸電纜和檢測信號隔離放大器與單片機的一個A/D輸入端連接；避雷器瓷套污穢電流信號檢測轉(zhuǎn)換開關(guān)的動觸點與避雷器的瓷套污穢電流信號線連接，其常閉觸點接地，其常開觸點多路并聯(lián)后經(jīng)傳輸電纜和檢測信號隔離放大器與單片機的另一個A/D輸入端連接；雷擊感應(yīng)變壓器次級線圈經(jīng)整流器與雷擊次數(shù)計數(shù)器的輸入端連接，雷擊次數(shù)計數(shù)器的四個信號輸出端分別與四組常開式數(shù)據(jù)開關(guān)的一端連接，多路四組常開式數(shù)據(jù)開關(guān)的另一端依序分別并聯(lián)后經(jīng)傳輸電纜和雷擊計數(shù)器輸出數(shù)據(jù)光耦隔離器與單片機的計數(shù)數(shù)據(jù)端連接，單片機的控制數(shù)據(jù)端經(jīng)控制數(shù)據(jù)光耦隔離器和傳輸電纜與譯碼驅(qū)動電路連接，譯碼驅(qū)動電路的多路輸出端分別與各路的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換開關(guān)和信號檢測轉(zhuǎn)換開關(guān)的控制線圈連接，控制線圈的另一端接電源正極。
本實用新型的金屬氧化物避雷器遠方在線智能監(jiān)測儀，由于將遠離控制室的現(xiàn)場的若干避雷器信號用多路現(xiàn)場在線切換裝置集中處理后再經(jīng)共用的傳輸電纜送到控制室的主機進行巡回監(jiān)測，能有效的提高工作效率，具有結(jié)構(gòu)合理、傳輸電纜少、使用方便等優(yōu)點，在無人值班變電站使用時也便于通過遠傳通信口傳輸?shù)礁h處的有人值班的主控制室，使一般控制室有可能成為無人值班的變電站。
附圖及其說明附

圖1是本實用新型中的主要電路結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是圖1中的模擬信號隔離放大器實施例的電路圖；附圖3是圖1中的譯碼驅(qū)動電路實施例的電路圖。
具體實施方式
附圖1是本實用新型中代表性部分的主要電路結(jié)構(gòu)示意圖，包括多路現(xiàn)場在線切換裝置(圖中所示的是以兩路為代表)、傳輸電纜12及智能監(jiān)測主機，所述智能監(jiān)測主機包括控制數(shù)據(jù)的光耦隔離器21、雷擊計數(shù)器輸出數(shù)據(jù)的光耦隔離器22及三個檢測信號隔離放大器23和24及25、單片機27、數(shù)據(jù)存儲器28、程序存儲器29、液晶顯示器30、鍵盤31和打印機32。所述多路現(xiàn)場在線切換裝置中的各路切換裝置均包括有避雷器內(nèi)部泄漏電流信號檢測轉(zhuǎn)換開關(guān)5、避雷器瓷套污穢電流信號檢測轉(zhuǎn)換開關(guān)6、雷擊感應(yīng)變壓器3及整流器4、雷擊次數(shù)計數(shù)器8、雷擊計數(shù)器輸出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換開關(guān)9及控制線圈10和轉(zhuǎn)換開關(guān)的譯碼驅(qū)動電路11，所述內(nèi)部泄漏電流信號檢測轉(zhuǎn)換開關(guān)5的動觸點經(jīng)雷擊感應(yīng)變壓器3的初級線圈與避雷器1連接的在線監(jiān)測器2上的內(nèi)部泄漏電流信號線Vi連接，其常閉觸點接地，其常開觸點與多路對應(yīng)觸點并聯(lián)后經(jīng)傳輸電纜12和檢測信號隔離放大器23與單片機27的一個A/D輸入端連接；避雷器瓷套污穢電流信號檢測轉(zhuǎn)換開關(guān)6的動觸點與避雷器的瓷套污穢電流信號線Vo連接(Vi和Vo從現(xiàn)有的在線監(jiān)測器上接出)，其常閉觸點接地，其常開觸點與多路對應(yīng)觸點并聯(lián)后經(jīng)傳輸電纜12和檢測信號隔離放大器24與單片機的另一個A/D輸入端連接；雷擊感應(yīng)變壓器3的次級線圈經(jīng)整流器4與雷擊次數(shù)計數(shù)器8的輸入端連接，雷擊次數(shù)計數(shù)器8的四個信號輸出端分別與四組常開式數(shù)據(jù)開關(guān)9的一端連接，多路四組常開式數(shù)據(jù)開關(guān)9的另一端依序分別與多路的對應(yīng)開關(guān)觸點并聯(lián)后經(jīng)傳輸電纜12和雷擊計數(shù)器輸出數(shù)據(jù)光耦隔離器22與單片機27的計數(shù)數(shù)據(jù)端(P3口)連接，單片機27的控制數(shù)據(jù)端(P2口)經(jīng)控制數(shù)據(jù)光耦隔離器21和傳輸電纜12與譯碼驅(qū)動電路11連接，譯碼驅(qū)動電路11的多路輸出端分別與各路的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換開關(guān)9的控制線圈10和信號檢測轉(zhuǎn)換開關(guān)6的控制線圈7連接，控制線圈10和7的另一端接電源正極。上述的雷擊計數(shù)器輸出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換開關(guān)9及控制線圈10也可用CD4067等型號的模擬開關(guān)代替。
上述電路中的三個檢測信號隔離放大器23、24和25的電路如圖2所示，分別包括隔離模塊U20、雙運放U21、6個電阻R1-R6，所述二個檢測信號隔離放大器的隔離模塊U20的信號輸入端(1腳)經(jīng)電阻R1和傳輸電纜分別與避雷器內(nèi)部泄漏電流信號檢測轉(zhuǎn)換開關(guān)(圖1中的5)的常開觸點或避雷器瓷套污穢電流信號檢測轉(zhuǎn)換開關(guān)(圖1中的6)的常開觸點連接；另一個檢測信號隔離放大器25的隔離模塊U20的信號輸入端經(jīng)電阻與PT(圖1中的26)連接；隔離模塊的輸出端經(jīng)電阻R2與雙運放U21中一個運放U21a的同相輸入端連接，該運放的輸出端經(jīng)電阻R3和R4分別與該運放的反相輸入端和另一個運放U21b的同相輸入端連接，U21b的輸出端為隔離放大器的輸出端分別經(jīng)電阻R5和R6與該運放的反相輸入端和單片機的一個A/D輸入端連接，另外二個隔離放大器的輸出端與單片機的另二個A/D輸入端連接。
上述電路中的譯碼驅(qū)動電路11的一種實用電路如圖3所示，該電路包括譯碼器U30和放大器T，所述譯碼器U30的數(shù)據(jù)輸入口D1-D4經(jīng)傳輸電纜和雷擊計數(shù)器輸出數(shù)據(jù)光耦隔離器21與單片機27的控制數(shù)據(jù)端(P2口)連接，譯碼器U30的數(shù)據(jù)輸出口S0-S14分別經(jīng)放大器T與各路的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換開關(guān)的控制線圈10和信號檢測轉(zhuǎn)換開關(guān)的控制線圈7連接，控制線圈10和7的另一端接電源正極。
上述電路中的光耦隔離器21和22選用TLP521型光電耦合器，單片機27選用80C196型單片機，譯碼驅(qū)動電路中的譯碼器U30選用CD4514型4-16譯碼器，放大器T選用達林頓式驅(qū)動器，隔離放大器23、24和25中的隔離模塊U20選用AD202型集成電路，運放U21選用TL072型雙運放集成電路，雷擊次數(shù)計數(shù)器選用CD4520型二進制加法計數(shù)器。
由于選用CD4514型4-16譯碼器，所以每個多路現(xiàn)場在線切換裝置可與15個避雷器連接，如現(xiàn)場避雷器數(shù)量更多時，可適當(dāng)增加多路現(xiàn)場在線切換裝置的數(shù)量。工作時，系統(tǒng)將現(xiàn)場傳送來的避雷器內(nèi)部漏電流及外部污穢電流通過現(xiàn)場的多路切換裝置依次送往主機的測量單元，將內(nèi)部漏電流對應(yīng)避雷器PT電壓信號(已在主控室)也送至主機的測量單元，再經(jīng)過隔離裝置送至AD轉(zhuǎn)換器，由CPU統(tǒng)一采集。避雷器漏電流的全電流值由采集到的電流信號直接求解，其阻性分量則根據(jù)P.T的電壓信號推算出來，從而實現(xiàn)避雷器全電流及其阻性分量的監(jiān)測；MOA動作次數(shù)則通過多路轉(zhuǎn)換器前端檢測裝置記錄并同漏電流信號一起送往測量單元。CPU在完成信號的采集以后對MOA的運行狀態(tài)進行判斷，并將測量結(jié)果通過液晶顯示器實時顯示出來，同時將測量結(jié)果通過通訊接口傳送給上位監(jiān)控機。
權(quán)利要求1.一種金屬氧化物避雷器遠方在線智能監(jiān)測儀，包括傳輸電纜和主要由單片機、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、液晶顯示器、鍵盤和打印機組成的智能監(jiān)測主機，其特征在于還包括有多路現(xiàn)場在線切換裝置和裝在主機上的控制數(shù)據(jù)光耦隔離器、雷擊計數(shù)器輸出數(shù)據(jù)光耦隔離器及三個檢測信號隔離放大器，由多路現(xiàn)場在線切換裝置將多個避雷器的信號集中處理后再經(jīng)共用的傳輸電纜送到控制室的智能監(jiān)測主機進行巡回監(jiān)測，所述的各路切換裝置包括有避雷器內(nèi)部泄漏電流信號檢測轉(zhuǎn)換開關(guān)、避雷器瓷套污穢電流信號檢測轉(zhuǎn)換開關(guān)、雷擊感應(yīng)變壓器及整流器、雷擊次數(shù)計數(shù)器、雷擊計數(shù)器輸出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)的譯碼驅(qū)動電路，其電路連接關(guān)系是避雷器內(nèi)部泄漏電流信號檢測轉(zhuǎn)換開關(guān)的動觸點經(jīng)雷擊感應(yīng)變壓器初級線圈與避雷器的內(nèi)部泄漏電流信號線連接，其常閉觸點接地，其常開觸點多路并聯(lián)后經(jīng)傳輸電纜和檢測信號隔離放大器與單片機的一個A/D輸入端連接；避雷器瓷套污穢電流信號檢測轉(zhuǎn)換開關(guān)的動觸點與避雷器的瓷套污穢電流信號線連接，其常閉觸點接地，其常開觸點多路并聯(lián)后經(jīng)傳輸電纜和檢測信號隔離放大器與單片機的另一個A/D輸入端端連接；雷擊感應(yīng)變壓器次級線圈經(jīng)整流器與雷擊次數(shù)計數(shù)器的輸入端連接，雷擊次數(shù)計數(shù)器的四個信號輸出端分別與四組常開式數(shù)據(jù)開關(guān)的一端連接，多路四組常開式數(shù)據(jù)開關(guān)的另一端依序分別并聯(lián)后經(jīng)傳輸電纜和雷擊計數(shù)器輸出數(shù)據(jù)光耦隔離器與單片機的計數(shù)數(shù)據(jù)端連接，單片機的控制數(shù)據(jù)端經(jīng)控制數(shù)據(jù)光耦隔離器和傳輸電纜與譯碼驅(qū)動電路連接，譯碼驅(qū)動電路的多路輸出端分別與各路的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換開關(guān)的控制線圈和信號檢測轉(zhuǎn)換開關(guān)的控制線圈連接，控制線圈的另一端接電源正極。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬氧化物避雷器遠方在線智能監(jiān)測儀，其特征在于所述三個檢測信號隔離放大器分別包括隔離模塊U20、雙運放U21、6個電阻R1-R6，所述二個檢測信號隔離放大器的隔離模塊U20的信號輸入端經(jīng)電阻R1和傳輸電纜分別與避雷器內(nèi)部泄漏電流信號檢測轉(zhuǎn)換開關(guān)的常開觸點或避雷器瓷套污穢電流信號檢測轉(zhuǎn)換開關(guān)的常開觸點連接；另一個檢測信號隔離放大器的隔離模塊U20的信號輸入端經(jīng)電阻與PT輸出端連接；隔離模塊的輸出端經(jīng)電阻R2與雙運放U21中一個運放U21a的同相輸入端連接，該運放的輸出端經(jīng)電阻R3和R4分別與該運放的反相輸入端和另一個運放U21b的同相輸入端連接，U21b的輸出端為隔離放大器的輸出端，分別經(jīng)電阻R5和R6與該運放的反相輸入端和單片機的一個A/D輸入端連接，另外二個隔離放大器的輸出端與單片機的另二個A/D輸入端連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的金屬氧化物避雷器遠方在線智能監(jiān)測儀，其特征在于所述譯碼驅(qū)動電路(11)包括譯碼器U30和放大器A，所述譯碼器U30的數(shù)據(jù)輸入口D1-D4經(jīng)傳輸電纜(12)和控制數(shù)據(jù)的光耦隔離器(21)與單片機(27)的P2口連接，譯碼器U30的數(shù)據(jù)輸出口S0-S14分別經(jīng)放大器A與各路的控制線圈(10)和(7)連接，控制線圈(10)和(7)的另一端接電源正極。
4.如權(quán)利要求3所述的金屬氧化物避雷器遠方在線智能監(jiān)測儀，其特征在于所述光耦隔離器選用TLP521型光電耦合器，單片機選用80C196型單片機，譯碼器選用CD4514型4-16譯碼器，隔離放大器中的隔離模塊U20選用AD202型集成電路，運放U21選用TL072型雙運放集成電路，雷擊次數(shù)計數(shù)器選用CD4520型二進制加法計數(shù)器。
專利摘要一種金屬氧化物避雷器遠方在線智能監(jiān)測儀，在包括傳輸電纜和主要由單片機、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、液晶顯示器、鍵盤和打印機組成的智能監(jiān)測主機的基礎(chǔ)上，增加了多路現(xiàn)場在線切換裝置和裝在主機上的控制數(shù)據(jù)光耦隔離器、雷擊計數(shù)器輸出數(shù)據(jù)光耦隔離器及三個檢測信號隔離放大器，由多路現(xiàn)場在線切換裝置將多個避雷器的采樣信號集中處理后再經(jīng)共用的傳輸電纜送到控制室的智能監(jiān)測主機進行巡回監(jiān)測，能有效地提高工作效率，具有結(jié)構(gòu)合理、傳輸電纜少、使用方便等優(yōu)點，在無人值班變電站使用時也便于通過遠傳通信口傳輸?shù)礁h處的有人值班的主控制室，使一般控制室有可能成為無人值班的變電站。
文檔編號H01T19/00GK2697659SQ200420026150
公開日2005年5月4日 申請日期2004年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月12日
發(fā)明者陳永兵, 劉浩, 趙偉 申請人:江蘇省電力公司鎮(zhèn)江供電公司