一种基于北斗同步的避雷器阻性电流测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及线路避雷器技术领域，具体涉及一种基于北斗同步的避雷器阻性电流测量装置。


背景技术：

2.避雷器是目前防止雷击过电压最为有效的措施,其中应用最为广泛的避雷器类型就是氧化锌避雷器，阻性电流是对氧化锌避雷器的健康状态进行判断的重要依据。
3.中国专利cn201410498657.5公开了一种线路避雷器阻性电流测量装置，包括接入避雷器接地引下线的钳形电流传感器、与所述钳形电流传感器连接的电流测量模块、与变电站内电压互感器二次端子相连的电压测量模块、数据中转站、手持式终端，此装置实现了泄漏电流及电压互感器二次侧电压的同步采集，并精确记录了相应的检测时间，手持式终端依照时间标签选择相应数据进行阻性电流计算，提高了阻性电流测量的精确性，但是这种装置需要借助数据中转站中电流数据和电压数据转，不能实现实时、快速的测量，并且装置结构复杂，成本较高，不利于大规模的推广使用。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种结构简单、性能稳定、测量精度高的基于北斗同步的避雷器阻性电流测量装置，以解决现有技术中测量避雷器阻性电流时电流与电压采集时刻不统一的问题。
5.本实用新型提供如下技术方案：
6.本实用新型中测量阻性电流的原理为：取moa的总电流i与pt二次的相电压，总电流i基波矢量i1在电压基波矢量u1上的投影，即moa阻性电流 ir1。
7.为实现上述测量阻性电流的过程，本实用系统提供一种基于北斗同步的避雷器阻性电流测量装置，包括电流采集设备(1)，电压采集设备(2)，主控设备(10)；
8.所述电流采集设备(1)由电流采集模块(3)与第一北斗授时模块(5) 组成，第一北斗授时模块(5)为电流采集模块(3)提供采集时刻，所述电流采集模块(3)采集电流的模拟信号，并进行滤波与数信号的转换，最后通过电能计量芯片测量出初始电流值大小，将初始电流值传递给mcu微处理器(7) 进行校准得到精确的电流值大小；
9.所述电压采集设备(2)由电压采集模块(4)与第二北斗授时模块(6) 组成，第二北斗授时模块(6)为电流采集模块(3)提供采集时刻，所述电压采集模块(4)采集电压的模拟信号，并进行滤波与数字信号的转换，最后通过电能计量芯片测量出初始电压值大小，将初始电压值传递给mcu微处理器 (7)进行校准得到精确的电压值大小；
10.所述主控设备(10)由mcu微处理器(7)、电源模块(8)、网络通讯模块(9)组成，mcu微处理器(7)用于数据分析处理，包括电流与电压的校准，阻性电流的计算，数据的传输控制，电源模块(8)用于向电流采集模块(3)、电压采集模块(4)、第一北斗授时模块(5)、第二北斗授时模块(6)、mcu 微处理器(7)、网络通讯模块(9)供电，网络通讯模块(9)用于将mcu
微处理器(7)处理好的数据回传给用户端。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述电流采集设备(1)中电流采集模块 (3)与第一北斗授时模块(5)双向通讯，所述电压采集设备(2)中电压采集模块(4)与第二北斗授时模块(6)双向通讯，所述主控设备(10)中mcu 微处理器(7)与网络通讯模块(9)双向通讯，所述电流采集设备(1)与主控设备(10)双向通讯，所述电压采集设备(2)与主控设备(10)双向通讯。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述电流采集模块(3)和电压采集模块 (4)均由感应线圈、模数转换驱动器、电能计量芯片组成，第一北斗授时模块(5)和第一北斗授时模块(6)均有gps、bd、gps/bd联合授时三种模式。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述第一北斗授时模块(5)和第一北斗授时模块(6)均采用um220
‑ⅲ
_nl芯片，um220
‑ⅲ
_nl芯片的第3引脚和第4 引脚连接mcu微处理器(7)的io口，用来作为授时的数据接收与发送数据口，第6引脚与第7引脚分别用来接3.0v
‑
3.6v电源与接地，第19引脚外部给3.3v 电源，用来选择外部电源给天线供电。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述mcu微处理器(7)采用pic18f45k40 芯片。
15.本实用新型的有益效果体现在：
16.本实用新型提供的一种基于北斗同步的避雷器阻性电流测量装置，可实现对单节避雷器阻性电流的测量，并将数据回传个用户端，通过阻性电流大小来判断避雷器的健康状态，同时该装置各模块均为低损耗，可用光伏电池板供电，无需人工充电及更换电池，可保证供电的安全性、可靠性和持久性，采用北斗授时无线通讯技术，实现电流与电压在同一时刻精准测量，测量结果准确。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本实用新型的装置组成框图；
19.图2是北斗授时模块的电路原理图。
20.图3是阻性电流计算示意图，计算公式为：
[0021][0022]
附图中：凿岩机本体
‑
1，钻杆
‑
2，量角器
‑
3，测量线
‑
4，重器
‑
5，连接杆
ꢀ‑
6，通孔
‑
7，盖型螺帽
‑
8，巷道帮部或迎壁
‑
9，迎壁炮眼
‑
10。
具体实施方式
[0023]
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于
本实用新型保护的范围。
[0024]
本实施例公开的基于北斗同步的避雷器阻性电流测量装置，如附图1所示，包括电流采集设备1，电压采集设备2，主控设备10。
[0025]
电流采集设备1由电流采集模块3与第一北斗授时模块5组成，第一北斗授时模块5为电流采集模块3提供采集时刻，电流采集模块3采集电流的模拟信号，并进行滤波与数信号的转换，最后通过电能计量芯片测量出初始电流值大小，将初始电流值传递给mcu微处理器7进行校准得到精确的电流值大小。
[0026]
电压采集设备2由电压采集模块4与第二北斗授时模块6组成，第二北斗授时模块6为电流采集模块4提供采集时刻，电压采集模块4采集电压的模拟信号，并进行滤波与数字信号的转换，最后通过电能计量芯片测量出初始电压值大小，将初始电压值传递给mcu微处理器7进行校准得到精确的电压值大小。
[0027]
电流采集模块3和电压采集模块4均由感应线圈、模数转换驱动器、电能计量芯片组成。
[0028]
第一北斗授时模块5和第一北斗授时模块6均有gps、bd、gps/bd联合授时三种模式，如图2所示，第一北斗授时模块5和第一北斗授时模块6均采用 um220
‑ⅲ
_nl芯片，um220
‑ⅲ
_nl芯片的第3引脚和第4引脚连接mcu微处理器7的io口，用来作为授时的数据接收与发送数据口，第6引脚与第7引脚分别用来接3.0v
‑
3.6v电源与接地，第19引脚外部给3.3v电源，用来选择外部电源给天线供电。
[0029]
主控设备10由mcu微处理器7、电源模块8、网络通讯模块9组成，mcu 微处理器7采用pic18f45k40芯片，mcu微处理器7用于数据分析处理，包括电流与电压的校准，阻性电流的计算，数据的传输控制，电源模块8用于向电流采集模块3、电压采集模块4、第一北斗授时模块5、第二北斗授时模块6、 mcu微处理器7、网络通讯模块9供电，网络通讯模块9用于将mcu微处理器 7处理好的数据回传给用户端。
[0030]
在本实施例中，电流采集设备1中电流采集模块3与第一北斗授时模块5 双向通讯，电压采集设备2中电压采集模块4与第二北斗授时模块6双向通讯，主控设备10中mcu微处理器7与网络通讯模块9双向通讯，电流采集设备1 与主控设备10双向通讯，电压采集设备2与主控设备10双向通讯。
[0031]
如图3所示，为阻性电流的计算公式，通过测量相同时刻的全电流i，与电压u得出阻性电流ir1。
[0032]
以下对本实施例的基于北斗同步的避雷器阻性电流测量装置作进一步的说明。
[0033]
电流采集模块3与电压采集模块4采集电流和电压的模拟信号，并进行滤波与数信号的转换，最后通过电能计量芯片测量出初始电流值和初始电压值大小，将初始电流值和初始电压传递给mcu微处理器7进行校准得到精确的电流值和电压值大小。
[0034]
mcu微处理器7内采用单片机对获得的测量数据进行计算处理以及控制，并通过看门狗及复位电路，每隔一段时间对单片机进行一次复位，防止单片机出现长时间死机的不利情况。mcu微处理器7的数据处理能力强，通用性能好，能够满足各种需求，并且集成度高，工作效率高。
[0035]
用于阻性电流值计算的电流和电压大小测量的电流采集模块3和电压采集模块4、用于控制处理的mcu微处理器7、用于精确授时提供统一采集时刻的第一北斗授时模块5、第
二北斗授时模块6、用于与上位机终端进行数据互传的网络模块均是低功耗的，现场采用光伏电池板供电，从而保证供电的可靠性、稳定性和持久性。
[0036]
采用北斗授时无线通讯技术，实现电流与电压在同一时刻精准测量。北斗授时具有优异的捕捉灵敏度和优秀的跟踪灵敏度，可以在信号极弱的情况下仍然捕捉和跟踪到多颗卫星，为授时和定位打下良好基础；经过严格测试的单星授时功能，可以长时间稳定的工作在单星情况下，这会大幅度的提升模块授时的整体稳定性；优异的pps波动指标达到<10ns量级。
[0037]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。