一种基于无线自组网的变电站避雷器在线监测系统的制作方法

本实用新型涉及避雷器在线监测技术领域，具体涉及一种基于无线自组网的变电站避雷器在线监测系统。

背景技术：

传统的避雷器检测器具有非常大的局限性，因为传统避雷器监测器只能在本地显示漏电流大小和动作次数，不具备远传功能。由于现在变电站大多都是无人值守，因此不能及时发现避雷器失效情况。因此开发一种无线传输智能避雷器在线监测系统迫在眉睫，该系统要求采取无线传输在线监测方式对氧化锌避雷器进行状态跟踪和异常告警，可以大大提高监测系统的灵活性、实时性和准确性，减少有线数据传输的误差及成本，从而可以提前发现事故隐患，避免发生事故。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种部署简单，使用方便的基于无线自组网的变电站避雷器在线监测系统。

本实用新型采用如下技术方案：

一种基于无线自组网的变电站避雷器在线监测系统，包括无线传输智能避雷器监测装置、无线自组网、通讯前置机和数据服务器；

所述无线传输智能避雷器监测装置的输出端与无线自组网的输入端连接；

所述无线自组网的输出端与通讯前置机的输入端连接；

所述通讯前置机的输出端与数据服务器的输入端连接。

作为进一步的解决方案：所述无线传输智能避雷器监测装置与避雷器连接的检测模块、与检测模块连接的分析模块和与分析模块连接的通讯模块；

所述通讯模块与无线自组网的输入端连接。

作为进一步的解决方案：所述无线自组网对应一个以上的无线传输智能避雷器监测装置。

作为进一步的解决方案：所述通讯前置机对应一个以上的无线自组网。

作为进一步的解决方案：所述数据服务器包括数据通讯模块、分析模块、数据存储模块、显示模块和报警模块；

所述数据通讯模块的输入端与通讯前置机的输出端连接；

所述数据存储模块与分析模块双向连接；

所述显示模块和报警模块的输入端均与分析模块的输出端连接。

本实用新型产生的积极效果如下：

本实用新型采用无线数据传输，组网更加灵活。部署时，将无线传输智能避雷器监测装置安装到每一个需要监测的避雷针上，无线自组网安装到无人值守的变电站内或者就近安装于有光纤通信的地方，无线传输智能避雷器监测装置自动与就近的无线自组网连接，不需要部署数据连线，也不需要人工操作连接，整个连接工作自动完成，能够实现迅速部署，有效的缩短了部署时间，提高了工作效率。

本使用新型运行更加可靠。工作过程中，通讯前置机按照一定的检测频率向无线传输智能避雷器监测装置发送心跳包，用以检测无线传输智能避雷器监测装置的工作状态和整个通讯线路的通畅程度，保证本实用新型能够稳定运行。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型各模块的结构框图；

其中：1无线传输智能避雷器监测装置、2无线自组网、3通讯前置机、4数据服务器、21检测模块、23控制模块、23通讯模块、51数据通讯模块、52分析模块、53数据存储模块、54显示模块、55报警模块。

具体实施方式

下面结合图1-2来对本实用新型进行进一步说明。

本实用新型采用如下技术方案：

一种基于无线自组网的变电站避雷器在线监测系统，包括无线传输智能避雷器监测装置1、无线自组网2、通讯前置机3和数据服务器4；

所述无线传输智能避雷器监测装置1的输出端与无线自组网2的输入端连接；

所述无线自组网2的输出端与通讯前置机3的输入端连接；

所述通讯前置机3的输出端与数据服务器4的输入端连接。

作为进一步的解决方案：所述无线传输智能避雷器监测装置1包括与避雷连接的检测模块21、与检测模块21连接的控制模块22和与控制模块22连接的通讯模块23；

所述通讯模块23与无线自组网2的输入端连接。

作为进一步的解决方案：所述无线自组网2对应一个以上的无线传输智能避雷器监测装置1。

作为进一步的解决方案：所述通讯前置机3对应一个以上的无线自组网2。

作为进一步的解决方案：所述数据服务器4包括数据通讯模块51、分析模块52、数据存储模块53、显示模块54和报警模块55；

所述数据通讯模块51的输入端与通讯前置机3的输出端连接；

所述数据存储模块53与分析模块52双向连接；

所述显示模块54和报警模块55的输入端均与分析模块52的输出端连接。

首先对本实用新型的各部分的结构与工作原理进行进一步说明。

避雷针，是用来保护建筑物、高大树木等避免雷击的装置。在被保护物顶端安装一根接闪器，用符合规格导线与埋在地下的泄流地网连接起来。当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变。在避雷针的顶端，形成局部电场集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。

避雷针日常检测的项目主要是接地电阻检测，因为接地电阻阻值直接关系到避雷针能否在雷击时动作，将电流引导到大地。检测模块21由传感器组成，传感器与避雷针的接地装置连接，传感器能够检测接地装置的阻值并将其传输给制模块22，实现对避雷针的实时监控。

控制模块23将接收到的数值通过通讯模块23发送给无线自组网2。

无线自组网2主要由接入单元、接入中心和网关三部分组成。接入单元安装在数据采集设备上，就是无线传输智能避雷器监测装置1中的通讯模块23；接入中心安装在无人值守的变电站内或者就近安装于有光纤通信，作为数据接收的中转站；网关负责将接入中心接收的数据发送到通讯前置机3。

无线自组网2的优势在于接入单元（即通讯模块23）工作时会自动连接信号范围内的接入中心，无需手动连接，特别是会根据信号强弱选择连接，保证数据通畅。部署过程中，能够实现一个接入中心对应多个接入单元，且能够实现某个接入中心故障或者信号异常时，接入单元（即通讯模块23）能够自动选择就近的接入中心发送数据，保证数据的连续性。

通讯前置机3是一个信息交换系统，起网关作用，实现无线传输智能避雷器监测装置1和数据服务器4之间的数据通讯。通讯前置机3作为无线自组网2和数据服务器4之间的数据中转站，避免了多条数据线接入数据服务器4的问题，有效的降低数据服务器4的接口数量。而且通讯前置机3还可以部署在各个中转站，与数据服务器4通过光纤连接，能够有效降低布线难度，扩大数据服务器4的覆盖范围。

数据服务器4由数据通讯模块51、分析模块52、数据存储模块53、显示模块54和报警模块55组成。

数据通讯模块51负责与通讯前置机3进行数据交换；

分析模块52负责处理数据通讯模块51接收的数据；

数据存储模块53负责将数据通讯模块51接收的数据和分析模块52的分析结果存储起来；

显示模块54包括显示器等显示部件，能够将分析模块52的分析结果显示，供运维人员查看；

报警模块55包括警报器等部件，当检测到避雷器失效时，报警模块55报警，提示维修人员进行检查。

同时进一步公开各模块和组件的型号：

检测模块21使用机械式计数器（型号为BC-DP7-61P，作用是记录雷击次数）和穿心式电流互感器（型号为WTHG201-1，作用是采集避雷器的漏电流）；

控制模块22使用意法半导体STM32L系列低功耗芯片；

无线自组网2的型号为UBNT UAP-AC-M；

通讯前置机3使用WT WXTX100-1无线宽带通讯前置机；

下面结合实际的工作过程对本实用新型做进一步的说明和解释。

无线传输智能避雷器监测装置1动作，通讯模块23搜索信号，与附近的无线自组网2。检测模块21将避雷针接地装置的阻值发送给控制模块23，控制模块23通过通讯模块23将接收到的数据发送给无线自组网2，无线自组网2将接收到的数据通过通讯前置机3发送给数据服务器4。

数据服务器4接收到数据后开始进行处理，处理结果在显示模块54上显示，显示内容为个检测时间点与对应的接地电阻阻值和避雷针动作时间。检测时间点与对应的接地电阻阻值是为了分析避雷针是否能够正常工作；避雷针动作时间则是记录雷击发生时间和强度等数据，方便后续通过分析调整避雷针数量、安装位置和安装密度等。

数据和分析结果同时在数据存储模块53储存，一边后续查阅。

当接地电阻阻值超过规定值时，说明该检测值对应的避雷针无法正常工作，报警模块55发出警报，运维人员看到警报信号后通知维修人员进行维修。

运行过程中，通讯前置机3的线路检测模块会按照设计频率将心跳包发送给无线传输智能避雷器监测装置1，无线传输智能避雷器监测装置1接收到心跳包后反馈一个信号给通讯前置机3。通讯前置机3接受到这个信号说明线路通畅，接收不到说明线路受损，此时通讯前置机3向数据服务器4发送信号，报警模块55动作，运维人员得到报警信号后通知维修人员前往维修。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。