一種避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于避雷器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化鋅避雷器是發(fā)電站、變電站及輸電線路用來(lái)保護(hù)電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備免受過(guò)電壓損壞的電氣產(chǎn)品，是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保護(hù)設(shè)備之一。氧化鋅避雷器的主要作用是吸收雷電過(guò)電壓、操作過(guò)電壓等的沖擊能量，防止過(guò)電壓損壞電力設(shè)備及用電設(shè)備。由于氧化鋅避雷器長(zhǎng)期承受持續(xù)運(yùn)行電壓、沖擊電壓以及各種外部因素的影響會(huì)加速電阻片的老化，絕緣性遭到破壞繼而發(fā)生阻性電流增加，功耗增大，導(dǎo)致避雷器熱崩潰而發(fā)生擊穿爆炸等事故。為保證避雷器正常運(yùn)行，需要檢測(cè)避雷器狀態(tài)和過(guò)電壓沖擊次數(shù)。
[0003]目前的技術(shù)方案，一般通過(guò)單一電流互感器或普通有源傳感器件對(duì)避雷器進(jìn)行運(yùn)行(泄漏)電流的監(jiān)測(cè)，配合機(jī)械式雷擊計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)雷擊計(jì)數(shù)或通過(guò)有源傳感元件感應(yīng)避雷器接地回路的避雷器末屏信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成為雷擊數(shù)據(jù)信號(hào)，完成雷擊計(jì)數(shù)。上述技術(shù)方案，頻率響應(yīng)范圍小、檢測(cè)精度低并且在干擾較強(qiáng)的環(huán)境下對(duì)泄漏電流的檢測(cè)結(jié)果往往不能反映真實(shí)情況，造成對(duì)避雷器的監(jiān)測(cè)失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、檢測(cè)精度高、抗干擾能力強(qiáng)的避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置。
[0005]本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置，包括三個(gè)混合電子式Rogowski電流互感器、一個(gè)光纖光柵溫度傳感器和一個(gè)主控模塊，三個(gè)混合電子式Rogowski電流互感器分別連接到三相避雷器上進(jìn)行運(yùn)行電流、雷擊電流測(cè)量，一個(gè)光纖光柵溫度傳感器采用光纖光柵對(duì)避雷器進(jìn)行分布式溫度測(cè)量，三個(gè)混合電子式Rogowski電流互感器和一個(gè)光纖光柵溫度傳感器的輸出端分別通過(guò)光纖傳輸線與主控模塊相連接并由主控模塊對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
[0007]而且，所述混合電子式Rogowski電流互感器包括混合線圈、積分電路、ADC轉(zhuǎn)換電路、ARM處理器、A/D時(shí)序控制電路、CPLD電路和電光轉(zhuǎn)換模塊；混合線圈包括兩個(gè)空心Rogowski線圈，一個(gè)空心Rogowski線圈為雷擊電流羅氏線圈，另一個(gè)空心Rogowski線圈為運(yùn)行電流羅氏線圈；積分電路包括自積分電路和外積分電路;ADC轉(zhuǎn)換電路包括運(yùn)行電流ADC轉(zhuǎn)換電路、雷擊電流ADC轉(zhuǎn)換電路；運(yùn)行電流羅氏線圈、外積分電路、運(yùn)行電流ADC轉(zhuǎn)換電路和ARM處理器依次相連接，雷擊電流羅氏線圈、自積分電路、雷擊電流ADC轉(zhuǎn)換電路和ARM處理電路依次相連接，該ARM處理器分別通過(guò)A/D時(shí)序控制電路和CPLD電路與運(yùn)行電流ADC轉(zhuǎn)換電路、雷擊電流ADC轉(zhuǎn)換電路相連接，ARM處理器通過(guò)電光轉(zhuǎn)換模塊并使用光纖傳輸線與主控模塊相連接。
[0008]而且，所述光纖光柵溫度傳感器包括寬帶光源發(fā)射器、光分路器、光纖布拉格光柵以及光纖光柵解碼器，光纖布拉格光柵分布在避雷器溫度場(chǎng)區(qū)域，寬帶光源發(fā)射器發(fā)出照射光通過(guò)光分路器照射在光纖布拉格光柵上，光分路器輸出端聯(lián)接到光纖光柵解碼器上進(jìn)行解調(diào)并通過(guò)光纖傳輸線發(fā)送至主控模塊。
[0009]而且，所述主控模塊包括ARM主控處理器及與其相連接的DSP協(xié)處理器、光電轉(zhuǎn)換電路、掉電檢測(cè)電路、SDRAM存儲(chǔ)器、FLASH存儲(chǔ)器、人機(jī)交互模塊、無(wú)線通訊模塊；ARM主控處理器與DSP協(xié)處理器配合實(shí)現(xiàn)雷擊電流數(shù)據(jù)分析處理功能；ARM主控處理器與光電轉(zhuǎn)換電路相連接用于接收三相避雷器的電流及溫度數(shù)據(jù)；ARM主控處理器通過(guò)圖形驅(qū)動(dòng)及鍵盤(pán)接口與人機(jī)交互模塊相連接實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能；ARM主控處理器通過(guò)TCP/IP與無(wú)線通訊模塊相連接并與監(jiān)控中心完成遙控、遙測(cè)、遙信的工作數(shù)據(jù)交互功能；SDRAM存儲(chǔ)器包括雷擊電流存儲(chǔ)SDRAM、運(yùn)行電流存儲(chǔ)SDRAM，SDRAM存儲(chǔ)器通過(guò)電池供電，該電池與掉電檢測(cè)電路相連接實(shí)現(xiàn)電源切換功能；FLASH存儲(chǔ)器用于程序存儲(chǔ)及雷擊計(jì)數(shù)存儲(chǔ)。
[0010]而且，所述ARM主控處理器還連接聲光報(bào)警器實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警功能。
[0011 ] 而且，所述ARM主控處理器還連接一 USB接口用于外擴(kuò)大容量存儲(chǔ)器。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0013]1、本在線監(jiān)測(cè)裝置采用混合電子式Rogowski電流互感器測(cè)量避雷器運(yùn)行電流及過(guò)電壓電流，在不影響避雷器正常工作的前提下，提高了對(duì)雷擊反應(yīng)的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)記錄雷擊次數(shù)；此外，采用高速采樣電路能夠在記錄雷擊次數(shù)的同時(shí)還能精確記錄閃電雷擊的時(shí)間、閃電電流幅值、波形以及放電持續(xù)時(shí)間，將雷擊對(duì)電網(wǎng)造成的危害降到了最低，滿(mǎn)足了避雷器在線監(jiān)測(cè)的要求。
[0014]2、本在線監(jiān)測(cè)裝置采用光纖光柵溫度傳感器對(duì)避雷器的實(shí)時(shí)溫度進(jìn)行分布式采集和監(jiān)測(cè)，經(jīng)過(guò)分析電流和溫度判斷避雷器的工作狀態(tài)是否正常，能夠精確、便捷地監(jiān)測(cè)避雷器絕緣狀態(tài)，將避雷器的隱患故障降到了最低，從而提高了供電可靠性，切實(shí)保障了電力設(shè)備地安全運(yùn)行；彌補(bǔ)了只檢測(cè)避雷器運(yùn)行電流來(lái)判斷避雷器狀態(tài)的不足。
[0015]3、本在線監(jiān)測(cè)裝置具有無(wú)線通訊功能，能夠?qū)崟r(shí)與監(jiān)控中心進(jìn)行通信實(shí)現(xiàn)三遙功能，能夠?qū)ρ趸锉芾灼鳒?zhǔn)確地進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估、故障診斷和落雷情況記錄及落雷次數(shù)清零。
[0016]4、本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，其以電磁感應(yīng)原理和光電子學(xué)為基礎(chǔ)，利用混合電子式羅果夫斯基線圈和光纖光柵為傳感器，應(yīng)用電力電子技術(shù)及數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)避雷器在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的功能，具有檢測(cè)電流、溫度精度高，落雷捕獲計(jì)數(shù)無(wú)差錯(cuò)，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框架圖；
[0018]圖2是本發(fā)明的電路原理總框圖；
[0019]圖3是混合電子式Rogowski電流互感器的原理框圖；
[0020]圖4是光纖光柵溫度傳感器的原理框圖；
[0021]圖5是主控模塊的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述。
[0023]一種避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置，如圖1所示，包括混合電子式Rogowski電流互感器(羅氏電流互感器)、光纖光柵溫度傳感器和主控模塊。其中，混合電子式Rogowski電流互感器對(duì)避雷器的運(yùn)行(泄漏)電流及沖擊(雷擊)電流進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)光纖傳送至主控模塊，該電流互感器采用Rogowski線圈作為避雷器上的傳感頭，其將Rogowski線圈的輸出數(shù)字化后，通過(guò)光纖傳送至低壓端的主控模塊，利用光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高壓部分和低壓部分的完全電氣隔離和實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸，提高了該檢測(cè)裝置信號(hào)傳輸?shù)目垢蓴_能力，混合電子式Rogowski電流互感器具有良好的線性度和測(cè)量精度，動(dòng)態(tài)范圍大，響應(yīng)速度快。由于有缺陷的避雷器在運(yùn)行時(shí)的熱特征是整個(gè)瓷套出現(xiàn)不均勻的發(fā)熱或瓷套內(nèi)部有缺陷部位的溫度比正常高，本發(fā)明利用光纖光柵溫度傳感器對(duì)避雷器進(jìn)行分布式測(cè)溫能夠?qū)崿F(xiàn)在線檢測(cè)避雷器功能，該光纖光柵溫度傳感器將避雷器的溫度數(shù)據(jù)通過(guò)光纖傳送至低壓端的主控模塊，光纖光柵溫度傳感器測(cè)溫具有溫度探測(cè)靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間短、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，完全滿(mǎn)足避雷器在線檢測(cè)的要求。主控模塊為本在線監(jiān)測(cè)裝置的核心控制部分，其完成的主要功能是:將混合電子式Rogowski電流互感器和光纖光柵溫度傳感器通過(guò)光纖傳送過(guò)來(lái)的光信號(hào)經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換電路成為電信號(hào)，主控處理器解析該電信號(hào)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)的數(shù)值判斷避雷器的運(yùn)行電流是否正常、判斷是否遭受雷擊并記錄雷擊次數(shù)、判斷避雷器的溫度是否正常；根據(jù)運(yùn)行電流和溫度最終決定避雷器的運(yùn)行狀態(tài)并根據(jù)避雷器狀態(tài)進(jìn)行聲光報(bào)警；記錄避雷器運(yùn)行電流和雷擊電流的數(shù)值和避雷器溫度的數(shù)值；主控模塊具有人機(jī)界面處理功能，并通過(guò)無(wú)線通訊模塊將避雷器各類(lèi)數(shù)據(jù)和避雷器的狀態(tài)遠(yuǎn)傳到監(jiān)控中心，還可以接受監(jiān)控中心的指令實(shí)現(xiàn)了“三遙”功能。
[0024]圖2給出了本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)和控制流程。該在線監(jiān)測(cè)裝置可以同時(shí)在線監(jiān)測(cè)三相避雷器的運(yùn)行參數(shù)(運(yùn)行電流、雷擊電流、運(yùn)行溫度)、根據(jù)各相的運(yùn)行參數(shù)判斷避雷器的運(yùn)行狀態(tài)是否正常并記錄雷擊次數(shù)，將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)并可以與監(jiān)控中心進(jìn)行通