一种避雷器实时在线监控方法与流程

本发明涉及智能电网技术领域，具体涉及一种避雷器实时在线监控方法。

背景技术：

目前的信号避雷器基本原理见图1，主要器件包括第一级放电器件放电管g，退藕器件r，第二级放电tvs管t，外部信号线遭雷击后，雷电通过g和t泄放到地，后面设备受到保护。信号避雷器经过多年使用或遭到过较大雷击后，性能开始衰减，衰减的主要结果包括两方面：(1)是g和t的放电能力下降，比如信号避雷器的放电能力为5ka，衰减后可能降到1ka以下，此时，一次较大的雷电发生时，g和t不能完全泄放到地，大部分雷电到了设备，造成设备损坏。(2)保护电压大幅提高，保护电压是雷电通过避雷器后被钳制的电压，雷电一般在几千伏以上，经过避雷器后到设备能承受的范围(一般几十伏)，避雷器性能衰减后，保护电压可能达千伏，超过了设备的承受电压造成设备损坏。

为保证不产生干扰，现有的避雷器内部不供电，不设置有源监控，其性能衰减后，无告警指示，不能及时提醒工作人员更换避雷器，造成后面设备损坏。

技术实现要素：

基于此，本发明实施例的目的在于提供一种避雷器实时在线监控方法，可以及时提醒工作人员更换避雷器，避免造成后面设备损坏。

为达到上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一种避雷器实时在线监控方法，包括步骤：

采集设置在避雷器的放电管表面的第一热敏电阻的温度及电压、以及采集设置在避雷器的瞬变二极管表面的第二热敏电阻的温度及电压；

依据第一热敏电阻与温度的关系系数、第一热敏电阻的温度及电压、流过放电管雷电流与温度的关系系数，获取流过放电管的雷电流；

依据第二热敏电阻与温度的关系系数、第二热敏电阻的温度及电压、流过瞬变二极管雷电流与温度的关系系数，获取流过瞬变二极管的雷电流；

当流过放电管的雷电流大于放电管的标称最大放电电流时，控制避雷器状态指示灯亮，并显示第一报警信息；

当流过瞬变二极管的雷电流大于瞬变二极管的标称最大放电电流时，控制避雷器状态指示灯亮，并显示第二报警信息。

本发明中，在避雷器的放电管g、瞬变二极管t表面各设置一个热敏电阻r1和r2，流过放电管g、瞬变二极管t的电流增大到他们各自的最大值时，放电管g、瞬变二极管t的表面温度急剧上升，获取r1和r2的电压和温度；然后依据r1和r2的电压和温度、热敏电阻(r1、r2)与所测温度t的关系系数，以及流过放电管/瞬变二极管的雷电流和所测温度t的关系系数即可反推流过放电管/瞬变二极管的雷电流。当放电管/瞬变二极管雷电流超过放电管/瞬变二极管的标称最大放电电流时(该参数明确标注在器件手册中)确认为器件老化或故障，控制避雷器状态指示灯亮，并将相关信息通过串口接口模块上传至本地计算机，可以及时提醒工作人员更换避雷器，避免造成后面设备损坏。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但不应构成对本发明的限制。在附图中，

图1是现有技术中的信号避雷器的结构示意图；

图2是本发明提出的一种避雷器实时在线监控方法的流程图。

图3是本发明提出的一种避雷器实时在线监控的应用示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

图2示出了一种避雷器实时在线监控方法的流程图，包括步骤：

s100、采集设置在避雷器的放电管表面的第一热敏电阻的温度及电压、以及采集设置在避雷器的瞬变二极管表面的第二热敏电阻的温度及电压；

s101、依据第一热敏电阻与温度的关系系数、第一热敏电阻的温度及电压、流过放电管雷电流与温度的关系系数，获取流过放电管的雷电流；

s102、依据第二热敏电阻与温度的关系系数、第二热敏电阻的温度及电压、流过瞬变二极管雷电流与温度的关系系数，获取流过瞬变二极管的雷电流；

为便于理解，下面对cpu反推流过放电管/瞬变二极管的雷电流的过程进行说明。先以反推放电管的过程进行说明：设：i1是流过热敏电阻r1上的恒流测试电流，设定为10ma，u1是r1上的电压，通过cpu读出来，则u1＝r1*0.01，即r1＝u1/0.01；

设：电阻r1与温度t的关系系数为s，则r1＝t*s，不同放电管关系系数s不同，不一定是常数，可能是一个关系式，可查器件手册获取，或实验获得；

设：i01是流过放电管上的雷电，流过放电管的雷电流和温度t的关系系数为k，则io1＝t*k，不同放电管关系系数k不同，不一定是常数，可能是一个关系式，可查器件手册获取，或实验获得；

由此，可计算出：流过放电管的雷电流大小为i01＝[k/(0.01*s)]*u1，cpu读出电压后即可换算出流过放电管的电流，当电流大于放电管的标称最大放电电流时，放电管开始老化甚至损坏。瞬变二级管的放电电流同样的方法计算。

s103、当流过放电管的雷电流大于放电管的标称最大放电电流时，控制避雷器状态指示灯亮，并显示第一报警信息；第一报警信息可以包括：避雷器编号、放电管表面温度；

s104、当流过瞬变二极管的雷电流大于瞬变二极管的标称最大放电电流时，控制避雷器状态指示灯亮，并显示第二报警信息。第二报警信息可以包括：避雷器编号、瞬变二极管表面温度；

本发明中，如图3所示在避雷器的放电管g、瞬变二极管t表面各设置一个热敏电阻r1和r2，流过放电管g、瞬变二极管t的电流增大到他们各自的最大值时，放电管g、瞬变二极管t的表面温度急剧上升，获取r1和r2的电压和温度；然后依据r1和r2的电压和温度、热敏电阻(r1、r2)与所测温度t的关系系数，以及流过放电管/瞬变二极管的雷电流和所测温度t的关系系数即可反推流过放电管/瞬变二极管的雷电流。当放电管/瞬变二极管雷电流超过放电管/瞬变二极管的标称最大放电电流时(该参数明确标注在器件手册中)确认为器件老化或故障，控制避雷器状态指示灯亮，并将相关信息通过串口接口模块上传至本地计算机，可以及时提醒工作人员更换避雷器，避免造成后面设备损坏。

在上述实施例的改进方案中，还包括步骤：监测所述避雷器被雷击中的次数，若避雷器被雷击中的次数大于或者等于预警值时，控制避雷器状态指示灯亮，并显示第三报警信息。第三报警信息可以包括：避雷器编号、避雷器被雷击的累计次数。

具体的，参看图3，感应线圈套接在避雷器的放电管和瞬变二极管的接地线的共同线路段上，所述感应线圈连接至所述雷击脉冲计数模块，所述雷击脉冲计数模块连接所述cpu。感应的电压通过a和b线接到雷击脉冲计数模块，然后输出一个电压脉冲，每当避雷器放电一次就输出一个电压脉冲。雷击脉冲计数模块的输出脉冲接入cpu，累计脉冲次数。当累计的次数超过避雷器的标称放电次数(避雷器定型试验中确定该数据)时确认为避雷器老化或故障，cpu控制避雷器状态指示灯亮同时控制声音报警器发出报警声音表示避雷器故障，在远程服务器和本地计算机显示避雷器故障及相关信息。

在上述实施例的改进方案中，还包括步骤：采集避雷器的交流工作电压，以及采集避雷器交流电的零线和地线之间的电压；

当避雷器的交流工作电压大于或者等于预设的第一电压值时，和/或，当避雷器交流电的零线和地线之间的电压大于或者等于预设的第二电压值时，控制避雷器状态指示灯亮，并显示第四报警信息。第四报警信息可以包括：避雷器编号、避雷器的交流工作电压，和/或，避雷器交流电的零线和地线之间的电压。

优选地，当交流工作电压偏差超过设定值(一般10％，通过采集的电压与预设的电压值进行比较得到)时电压报警，当零线和地线之间的电压超过3v时报警。有时候设备(包括电源避雷器)不一定是雷击直接损坏，而是雷击引起电压波动烧坏设备，有了电压实时监测，可准确判断设备损坏原因。

当环境的温度和湿度超出设置门槛值时报警。任何电子设备的运行都要求在一定温度和湿度下，长期偏离加速设备老化。监测实时的温度和湿度，可进行设备运行环境对比统计。在上述实施例的改进方案中，还包括步骤：采集避雷器所处环境的环境温度和湿度；当避雷器所处环境的环境温度超过预设的环境温度，和/或，当避雷器所处环境的环境湿度超过预设的环境湿度时，控制避雷器状态指示灯亮，并显示第五报警信息。第五报警信息可以包括：避雷器编号、避雷器所处环境温度和湿度。

避雷器报警还可以进行远程监控，在上述实施例的改进方案中，还包括步骤：将报警信息上传至远程服务器。

进行避雷器报警还可以进行声音报警，当出现上述实施例的任何一种灯光报警时，还可以进行声音报警。

在本发明中，避雷器的id、报警状态数据、累计放电次数、工作电压、零地电压、温度、湿度等数据组成一个数据包每5分钟输出一次，通过以太网发送到远程服务器，通过串口连接到本地计算机。

只要不违背本发明创造的思想，对本发明的各种不同实施例进行任意组合，均应当视为本发明公开的内容；在本发明的技术构思范围内，对技术方案进行多种简单的变型及不同实施例进行的不违背本发明创造的思想的任意组合，均应在本发明的保护范围之内。