架空线路用避雷器绝缘监测装置的制作方法

本实用新型属于电气自动化领域，具体涉及一种架空线路用避雷器绝缘监测装置。

背景技术：

随着国家经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中不可缺少的二次能源。而随着自动化和无人化技术的发展，电力系统的自动无人监测已经成为了电力系统发展的方向之一。

目前，架空线路用氧化锌避雷器分为两类，一类为无间隙氧化锌避雷器，另一类为带间隙氧化锌避雷器。无间隙氧化锌避雷器长期承受运行电压的作用，会有泄漏电流流过氧化锌避雷器，氧化锌阀片本质上是一种压敏电阻，当有泄漏电流流过时，氧化锌阀片就会发热，由于氧化锌阀片的非线性特性，长时间作用将使氧化锌阀片老化，甚至出现热击穿；氧化锌避雷器由于长时间运行在户外，因此环境中的水汽会进入避雷器内部而使阀片受潮，进而使流经避雷器的泄漏电流增大，长时间作用会使阀片的绝缘性能下降。而带间隙氧化锌避雷器虽然没有工作电压作用，但大电流雷电冲击使电阻阀片老化和受潮等问题依然存在。当氧化锌避雷器受上述原因影响而导致绝缘性能降低时，与之并联的电力设备将失去保护，影响电力装置安全运行。需要有可靠的检测手段。

目前，对于架空线路用避雷器的绝缘监测还处于初级阶段，即人工巡逻检查阶段：电力系统定期派出巡线工人对架空线路用避雷器的绝缘设施进行检查。除此之外，只能等待其发生具体故障时，才能发现架空线路用避雷器的绝缘出现问题。显然，目前的对于架空线路用避雷器的绝缘监测不仅费时费力，而且成本极高，而且还远达不到自动化和无人化的水平。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够对架空线路用避雷器的绝缘进行实时化、无人化和自动化监控的架空线路用避雷器绝缘监测装置。

本实用新型提供的这种架空线路用避雷器绝缘监测装置，包括电气一次部分、电气二次部分和主站监控系统；所述电气一次部分包括一次侧电源模块、冲击电流检测模块、信号处理模块和隔离通信模块；所述电气二次部分包括二次侧电源模块、控制器电路模块、位置指示模块和无线通信模块；一次侧电源模块给电气一次部分供电；冲击电流检测模块安装在架空线路用避雷器的接地回路中，用于检测架空线路用避雷器的接地回路中的冲击电流，并将检测到的信息传输到信号处理模块进行处理，然后再通过隔离通信模块发送至电气二次部分；二次侧电源模块给电气二次部分供电；控制器电路模块将隔离通信模块接收到的冲击电流信息和位置指示模块发送的地理位置指示信息通过无线通信模块发送至主站监控系统，从而实现架空线路用避雷器绝缘的自动化和无人化监测。

所述的一次侧电源模块为电流互感器取电模块。

所述的冲击电流检测模块包括罗氏线圈和积分电路；所述罗氏线圈用于检测架空线路用避雷器的接地回路中的冲击电流；所述的积分电路用于将罗氏线圈检测到的信号转换为电压信号。

所述的隔离通信模块包括电-光转换电路、通信光纤和光-电转换电路；所述电-光转换电路设置在电气一次部分，用于将电信号转换为光信号进行传送；所述光-电转换电路设置在电气二次部分，用于将接收的光信号还原成为电信号；所述的电气一次部分和电气二次部分之间通过通信光纤进行数据通信。

所述的二次侧电源模块为太阳能取电模块或电流互感器取电模块。

所述的控制器电路模块包括由型号为STM32f103c8t6构成的控制器电路和由型号为SP706S的看门狗芯片构成的看门狗电路。

所述的位置指示模块为GPS定位模块。

所述的GPS定位模块由型号为NEO-6M的GPS模块构成。

所述的无线通信模块为GPRS无线通信模块。

本实用新型提供的这种架空线路用避雷器绝缘监测装置，通过罗氏线圈检测架空线路用避雷器接地回路的冲击电流，并将检测到的信号通过一系列的信号处理电路进行隔离和处理，然后再以无线通信的方式发送至主站监控系统，从而实现了对架空线路用避雷器的绝缘特性的实时、自动和无人监控；此外，本实用新型提供的这种架空线路用避雷器绝缘监测装置，采用罗氏线圈进行冲击电流检测，测量量程大，而采用隔离通信进行数据通信，使得装置更加安全可靠，而且适用面广。

附图说明

图1为本实用新型的功能模块图。

图2为本实用新型的罗氏线圈的积分电路的电路示意图。

图3为本实用新型的控制器电路模块的看门狗电路的电路示意图。

图4为本实用新型的GPS定位模块的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型的功能模块图：本实用新型提供的这种架空线路用避雷器绝缘监测装置，包括电气一次部分、电气二次部分和主站监控系统；所述电气一次部分包括一次侧电源模块、冲击电流检测模块、信号处理模块和隔离通信模块；所述电气二次部分包括二次侧电源模块、控制器电路模块、位置指示模块和无线通信模块；一次侧电源模块采用电流互感器取电模块，用于给电气一次部分供电；冲击电流检测模块包括罗氏线圈和积分电路：罗氏线圈安装在架空线路用避雷器的接地回路中，用于检测架空线路用避雷器的接地回路中的冲击电流；积分电路用于将罗氏线圈检测到的信号转换为电压信号并传输到信号处理模块进行处理，然后再通过隔离通信模块发送至电气二次部分；二次侧电源模块同样可以采用电流互感器取电模块，也可以采用光伏发电模块，其用于给电气二次部分供电；控制器电路模块包括由型号为STM32f103c8t6构成的控制器电路和由型号为SP706S的看门狗芯片构成的看门狗电路，控制器电路模块将隔离通信模块接收到的冲击电流信息和位置指示模块发送的地理位置指示信息通过无线通信模块发送至主站监控系统，从而实现架空线路用避雷器绝缘的自动化和无人化监测。

隔离通信模块包括电-光转换电路、通信光纤和光-电转换电路；所述电-光转换电路设置在电气一次部分，用于将电信号转换为光信号进行传送；所述光-电转换电路设置在电气二次部分，用于将接收的光信号还原成为电信号；所述的电气一次部分和电气二次部分之间通过通信光纤进行数据通信。

位置指示模块采用型号为NEO-6M的GPS模块。无线通信模块为GPRS无线通信模块。

如图2所示为本实用新型的罗氏线圈的积分电路的电路示意图：由于罗氏线圈是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈，输出信号是电流对时间的微分。因此，通过一个对输出的电压信号进行积分的电路，就可以真实还原输入电流。该线圈具有电流可实时测量、响应速度快、不会饱和、几乎没有相位误差 的特点，故其可应用于继电保护，可控硅整流，变频调速，电阻焊等信号严重畸 变以及电炉、短路测试、雷电信号采集等大电流的场合。

积分电路由型号为AD8541的运算放大器、积分电阻电容（R1和C1）、滤波电路（R2和C2）以及增益调节电路（R3和R4）组成； 运算放大器U1和电阻R1、电容C1构成积分电路，R2和C2用于滤除无用的高频信号，而电阻R3和R4则用于控制积分回路的增益。

如图3所示为本实用新型的控制器电路模块的看门狗电路的电路示意图：看门狗电路采用型号为SP706S的看门狗芯片构成的：芯片的1脚通过上拉电阻R105连接电源正极，从而保证1脚为高电平；芯片的2脚为电源引脚，与电源正极连接，并通过滤波电容C42接地；芯片的3脚为接地引脚，直接接地；芯片的4脚和5脚悬空；芯片的6脚为喂狗信号，同样通过上拉电阻与电源正极连接；芯片的7脚为RESET信号输出引脚，直接输出RESET信号；芯片的8脚通过电阻R106与电源1脚连接。

如图4所示为本实用新型的GPS定位模块的电路原理图：GPS定位模块由型号为NEO-6M的GPS模块构成；模块的1脚直接接地；模块的20脚和21脚为串口信号引脚，分别通过限流电阻FB1和FB2连接GPS串口信号GPS TXD和GPSRXD；模块22脚连接电池；模块的23脚为电源引脚，其通过滤波电路（包括滤波电容C54~C56和C59~C61、滤波电感L6和电阻R115）连接开关管Q3的活动端的一端；开关管Q3的活动端的另一端连接+3.3V电源引脚；开关管的控制端通过上拉电阻R109连接电源正极，同时也通过闲溜达电阻R110连接GPS开关信号GPS SWITCH；模块的24脚接地；模块的3脚连接时间信号，同时也通过指示电路（R114和D45）接地，从而显示GPS模块的工作状态；模块的7脚通过下拉电阻R112接地；模块的2脚直接连接信号IN。