一种应用于变电站的避雷器在线监测就地模块的制作方法

本实用新型涉及变电站监测领域，具体的涉及一种应用于变电站的避雷器在线监测就地模块。

背景技术：

在智慧变电站的建设中，为保障电能的顺利输送，输变电网建设不断加强，规模加大，但同时也面临着新的挑战，如电能质量下降，绝缘老化导致的局部放电等等。输电设备故障的不及时处理和及时检修，都会给电力设备运行及人民财产安全带来隐患和重大损失。

针对避雷器而言，金属氧化物避雷器在电力系统中已经得到了广泛应用，其作为电力设备等过电压保护装置，对电力设备的安全运行起着很大的作用。变电站中的避雷器在工作状态下常承受电压和工频电压作用，其中电阻片长期处于发热状态，时间一长会导致阀片性能不稳定。另一方面，避雷器由于自身工艺、制作材料的因素，产品的密封性不佳，运行时内部吸附外界湿气，大大增加了自身的导电性能，当受潮严重时，流经避雷器的阻性电流电显著增加，而电流的突增会造成电阻片发热过快而发生热爆炸。此外，避雷器长期暴露在外界环境下，避雷器中包裹阀片的外瓷套上粘上污垢及受到潮气作用，而导致避雷器上电位分布的差异，致使电位差一定积累后产生局部放电的现象。而持续的局部放电最终会导致阀片因温度太高而发生熔化，从而导致避雷器的损坏。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明实用新型提出一种应用于变电站的避雷器在线监测就地模块，能够监测并实时反馈避雷器的运行状态，可以及时对避雷器进行维护，避免避雷器故障导致的安全事故和潜在威胁。

根据本实用新型实施例的应用于变电站的避雷器在线监测就地模块，包括：采集器、安装于避雷器上的传感器单元和用于供电的太阳能电池单元，所述传感器单元与采集器无线通讯连接，所述采集器用于连接上位机以发送避雷器监测信号。

根据本实用新型实施例的应用于变电站的避雷器在线监测就地模块，至少具有如下技术效果：

1、可以实时监测避雷器的运行状态，发生故障后第一时间报警，避免因避雷器故障导致的变电站的运行事故，有效节省检修经费，减少停电时间，提高设备利用率。

2、可以减少故障导致的安全事故和潜在威胁，进一步保证电网安全可靠运行和人员安全、生命财产不受威胁。

3、在互感器单元和采集器之间通过无线传输信号，现场无需铺设电缆用于通信，节省安装成本。

4、通过太阳能电池单元供电，无需接地，提升了整体的抗干扰性能，保证了设备运行的稳定性。

根据本实用新型的一些实施例，所述传感器单元包括cvt、动作计数传感器、第一cpu和第一无线通信模块，所述cvt安装在避雷器上，所述cvt的输出端与第一cpu的模数转换端相连，所述动作计数传感器的输出端与第一cpu的计数接口相连，所述第一cpu通过第一无线通信模块与采集器通讯。

根据本实用新型的一些实施例，所述采集器包括第二cpu、有线通信模块、第二无线通信模块，所述第二cpu通过有线通信模块连接上位机，所述第二cpu通过第二无线通信模块接收传感器单元反馈的数据。

根据本实用新型的一些实施例，所述有线通信模块为光纤模块或485总线模块。

根据本实用新型的一些实施例，所述太阳能电池单元包括太阳能板、充电控制器、电源控制器和电池，所述太阳能板通过充电控制器连接电池以用于将光能转换为电能给电池充电，所述电池通过电源控制器给采集器和传感器单元供电。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例中互感器单元的模块框图。

图2为本实用新型实施例中互感器单元的工作原理图；

图3为本实用新型实施例中采集器的原理示意图；

图4为cvt的工作原理图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

一种应用于变电站的避雷器在线监测就地模块，包括：采集器、安装于避雷器上的传感器单元和用于供电的太阳能电池单元300，所述传感器单元与采集器无线通讯连接，所述采集器用于连接上位机以发送避雷器监测信号。

参考图1-图2，传感器单元包括cvt110、dsp信号处理模块120、第一cpu130和第一无线通信模块140，cvt110安装在避雷器上，cvt110的输出端与第一cpu130的模数转换端相连，动作计数传感器120的输出端与第一cpu130的计数接口相连，第一cpu130通过第一无线通信模块140与采集器通讯，优选的，本实施例中第一cpu130的型号为tms320f2812芯片

通过cvt输出被测信号，被测信号通过模数转换后变成数字信号输入第一cpu，第一cpu从测量的信息信号中把其幅值和相位计算出来，然后通过无线传输把测量到的信息传送到采集器。

避雷器的工作原理为

额定工频电压下，避雷器接地端的泄漏电流很小，只有几十到几百微安大小；当雷击引发避雷器端过电压时，避雷器阀片的非线性性能开始工作，使得避雷器处于导通状态，将流过避雷器的上千安培的电流引入大地，保证电力设备不受雷击电压的破坏。常规避雷器由氧化锌电阻片、硅橡胶外套、上下电极、硅橡胶外套、接线螺母、不锈钢帽端组成，避雷器通过一系列串联的氧化锌电阻片发挥保护设备的功能。流经避雷器阀片的总泄漏电流主要为阻性和容性电流成分，一般情形下容性电流成分远远大于阻性电流成分。忽略电路的极化现象和电感作用低频情况下影响很小时，可以将避雷器阀片等效为一个非线性电阻和电容并联电路。

cvt的工作原理参考图4，采用基波法原理进行监测，由于基波法不受相间干扰及谐波的影响，监测方法相比较而言更为合理。选取同一电压等级、同相的cvt泄漏电流做参考量。正常运行的cvt介损很小，约为0.1％～0.2％，远小于氧化锌避雷器的等值损耗角。优选的，本实施例中cvt采用与氧化锌避雷器相同型号的电流传感器，利用cvt本身的介损传感器，可以输出一个和母线电压相同的电压参考信号以保证测量精度。

参考图3，采集器包括第二cpu210、有线通信模块、第二无线通信模块220，第二cpu210通过有线通信模块连接上位机，供后续软件的处理和分析，可以进行实时监测并提供报警，杜绝后患。本实施例中有线通信模块为光纤模块，也可以采用485总线或其他模块进行数据传输。第二cpu210通过第二无线通信模块220接收传感器单元反馈的数据，一个采集器可以对应一个或多个传感器单元，一个采集器通过指令来接收并控制多个传感器单元，使其二者之间保持测量的同步性，可以方便监测到不同传感器信号的相位差，本实施例中第二cpu210采用ti2000系列的芯片，第一无线通信模块140、第二无线通信模块220皆采用微功率无线模块进行组网配对，也可以采用蓝牙模块或者其他常规无线通信模块。

太阳能电池单元300包括太阳能板、充电控制器、电源控制器和电池，太阳能板将光能转换为电能，然后通过通过充电控制器转化为合适的电压给电池充电，电池通过电源控制器连接采集器，将电池电压转为低压工作电压给采集器供电，采用电池供电，无需接地，提升了整体的抗干扰性能，保证了设备运行的稳定性。

综上所述，本实用新型实施例可以实时监测避雷器的运行状态，发生故障后第一时间报警，避免因避雷器故障导致的变电站的运行事故，有效节省检修经费，减少停电时间，提高设备利用率。可以减少故障导致的安全事故和潜在威胁，进一步保证电网安全可靠运行和人员安全、生命财产不受威胁。在互感器单元和采集器之间通过无线传输信号，现场无需铺设电缆用于通信，节省安装成本。通过太阳能电池单元供电，无需接地，提升了整体的抗干扰性能，保证了设备运行的稳定性。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。