一种基于泄漏微电流的无源无线可显示传感器的制作方法

1.本实用新型涉及电网智能检测技术领域，尤其涉及一种基于泄漏微电流的无源无线可显示传感器。


背景技术：

2.金属氧化锌避雷器(moa)是电力系统安全运行的过压保护器，系统电压的波动对moa的阻性泄漏电流值影响非常大，moa长期无间隙工作，其氧化锌阀片就会加速老化，导致moa发生热击穿，致使变电站母线或线路短路，后果十分严重。另外，密封不严，会导致避雷器内部受潮，或安装时内部有水分浸入，会使工频电流增加，可导致内部闪络，引起避雷器爆炸。这些故障都能够由阻性泄漏电流的变化反映出来，因此，需要监测moa阻性泄漏电流的变化，预测故障是否发生。
3.传统的做法是定期对氧化锌避雷器进行停电测试，但是停电测试必须停运主设备，试验周期长，试验设备笨重，导致经济损失大，而且有时因为运行方式的限制无法停运主设备，从而导致避雷器无法按时停电试验；也有的采用在避雷器的接地回路上安装有带泄漏电流指针表的雷击计数器，用人工抄表记录的方式，来监视避雷器泄漏电流的大小和变化趋势，这种定时巡视方式，浪费人力，且无法达到实时监测的目的。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种基于泄漏微电流的无源无线可显示传感器，能够实时的对避雷器的泄露电流进行监测，实时的反应避雷器的使用状态，且不需要外部电源，还可电子显示监测数据。
5.本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：
6.一种基于泄漏微电流的无源无线可显示传感器，包括高压接收端、低压接收端、桥式整流堆、常闭继电器、常开继电器，以及依次固定连接的第一铝片、氧化锌片和第二铝片，所述高压接收端与第二铝片电连接，所述低压接收端与第一铝片电连接；所述桥式整流堆的一端接地，所述高压接收端和低压接收端的另一端分别与桥式整流堆的两个输入端电连接，所述桥式整流堆的输出端与常闭继电器的输入端和常开继电器的输入端均电连接，所述常闭继电器的控制端和常开继电器的控制端均电连接有同一个单片机，所述常闭继电器和常开继电器均设有接地端且为零电势；所述常闭继电器的输出端电连接有储能电容和mcu微控单元，所述储能电容的另一端接地；所述常开继电器的输出端电连接有采样电阻和ad转换器，所述采样电阻的另一端接地，所述ad转换器的输出端与mcu微控单元电连接，所述mcu微控单元电连接有lcd显示屏和发射天线。
7.进一步，所述储能电容与常闭继电器之间电连接有倍流整流电路。一般情况下，泄漏的微安级的电流不足以支撑本传感器的正常运行，采用倍流整流电路，放大电流，然后通过储能电容蓄电给mcu微控单元供电。
8.进一步，所述常闭继电器为常闭光耦继电器，所述常开继电器为常开光耦继电器。
漏电流既要取电，又要测量电流，必然要控制电流流向，一般的继电器，体积大，动作电流大，采用光耦继电器控制电流流向，启动电流低至1ma,体积小。
9.进一步，所述mcu微控单元还电连接有稳压二极管，所述稳压二极管的输出端电连接有光耦合器，所述光耦合器的输出端与单片机电连接。雷击次数采集通过雷击瞬间大电压击穿稳压二极管，通过光耦合器输出一个小电流信号给单片机，单片机通过采集信号判断雷击次数。
10.进一步，所述发射天线为胶棒天线。胶棒天线的成本较低，无线传输距离更远。
11.本实用新型的有益效果：
12.1、本实用新型的传感器当雷击到避雷器上之后，雷击电流先通过避雷器进行电压过滤后，漏电流再通过避雷器底座和螺杆流入到第二铝片和高压接收端，第二铝片的电流还通过氧化锌片后到达第一铝片，因为经过氧化锌片之后，第一铝片的电压就小于了第二铝片的电压，从而在第二铝片处形成低电压，第二铝片与低压接收端电连接，从而形成高低电压差，为传感器的电气元件供电。
13.2、本实用新型能够实时的对避雷器的泄露电流、雷击次数进行监测，实时的反应避雷器的使用状态，采用无线传输技术，做到无源无线，安装、使用方便。
附图说明
14.图1是本实用新型一种基于泄漏微电流的无源无线可显示传感器的电路原理示意图；
15.其中，第一铝片1、氧化锌片2、第二铝片3、高压接收端4、低压接收端5、桥式整流堆6、常闭光耦继电器7、常开光耦继电器8、单片机9、储能电容10、mcu微控单元11、采样电阻12、ad转换器13、胶棒天线14、倍流整流电路15、lcd显示屏16、互感器线圈17、避雷器底座18、光耦合器19。
具体实施方式
16.以下将结合附图对本实用新型进行详细说明：
17.如图1所示：
18.一种基于泄漏微电流的无源无线可显示传感器，包括高压接收端4、低压接收端5、四个二极管组成的桥式整流堆6、常闭光耦继电器7和常开光耦继电器8，以及依次固定连接的第一铝片1、氧化锌片2和第二铝片3，所述高压接收端4与第二铝片3电连接，所述低压接收端5与第一铝片1电连接，桥式整流堆6的一端接地，高压接收端4和低压接收端5分别与桥式整流堆6的两个输入端电连接，桥式整流堆6的输出端与常闭光耦继电器7的输入端和常开光耦继电器8的输入端均电连接，常闭光耦继电器7和常开光耦继电器8的控制端电连接有同一个单片机9，常闭光耦继电器7和常开光耦继电器8均设有接地端且为零电势。
19.常闭光耦继电器7的输出端电连接有储能电容10和mcu微控单元11，储能电容10的另一端接地；常开光耦继电器8的输出端电连接有采样电阻12和ad转换器13，采样电阻12的另一端接地，ad转换器13的输出端与mcu微控单元11电连接，mcu微控单元11电连接有胶棒天线14，胶棒天线14使用433m频段rf。
20.为放大泄漏微电流的电流值，保证为传感器供电，储能电容10与常闭光耦继电器7
之间电连接有目前常用的倍流整流电路15。为监测避雷器的雷击次数，mcu微控单元11还电连接有lcd显示屏16和稳压二极管17，稳压二极管17的输出端电连接有光耦合器19，光耦合器19的输出端与单片机9电连接。
21.本实用新型的使用方法如下：
22.安装时，首先将本传感器的第二铝片3与避雷器底座18固定电连接，第一铝片1接地。
23.当雷击到避雷器上之后，雷击电流先通过避雷器进行电压过滤后，漏电流再通过避雷器底座18和螺杆流入到第二铝片3和高压接收端4，第二铝片3的电流还通过氧化锌片2后到达第一铝片1，因为经过氧化锌片2之后，第一铝片1的电压就小于了第二铝片3的电压，从而在第二铝片3处形成低电压，第二铝片3与低压接收端5电连接，从而形成高低电压差，为传感器的电气元件供电。
24.在避雷器刚运行时，此时单片机9和mcu微控单元11还没有供电，漏电流通过常闭光耦继电器7流向倍流整流电路15，倍流整流电路15开始工作，输出电压给储能电容10，储能电容10一般到5v时，单片机9和mcu微控单元11正常工作。单片机9正常工作后，控制把常闭光耦继电器7打开，常开光耦继电器8闭合。
25.此时漏电流流向采样电阻12，通过采集到的电压值，mcu微控单元11通过fft算法除以采样电阻12，即为电流值，电流值被mcu微控单元11采集。雷击次数采集通过雷击瞬间大电压击穿稳压二极管17，通过光耦合器19输出一个小电流信号给单片机9，单片机9通过中断模式随时采集雷击次数。电流和雷击次数被mcu微控单元11采集完成后，每隔一段时间通过胶棒天线14无线方式向后台发送数据。
26.在电流值和雷击次数的采集过程中，mcu微控单元11工作的电源靠储能电容10提供。当采集电流的过程结束，单片机9控制常开光耦继电器8打开，常闭光耦继电器7闭合，避雷器又进入电源储能模式。
27.当巡检时，工作人员还可以通过lcd显示屏16看到监测的数据值，便于工作人员巡检时了解避雷器的情况。
28.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。