一种可无线监测避雷器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种可无线监测避雷器，包括中心部的氧化锌阀片及其带伞裙的外套，伞裙中设有环形电路板，其上设有至少由取电模块和采样模块形成的电路；氧化锌阀片中夹设：低压氧化锌阀片，与环形电路板的位置相对应；第一铜电极片和第二铜电极片，其分别压接在低压氧化锌阀片的上端面和下端面上，且第一铜电极片和第二铜电极片分别与环形电路板上电路的两端电气连接，形成低压氧化锌阀片与环形电路板上电路的并联电路；铝电极，其压接在第二铜电极片的下端面上；低压氧化锌阀片、并联电路、铝电极依次电气连接组成状态测量电路，用于测量避雷器的泄露电流和动作次数。利用避雷器内部的状态测量电路监测避雷器，保证了监测数据的准确度和实时性。
【专利说明】一种可无线监测避雷器
【技术领域】
[0001]本发明涉及避雷器领域，特别涉及一种可无线监测避雷器。
【背景技术】
[0002]避雷器作为保护电气设备的装置，一方面可以释放雷电或电力系统的操作过电压能量，使电气设备免受瞬时过电压的危害，另一方面可以截断续流，避免电力系统接地短路。现有技术中，电力行业多采用性能较好的氧化锌避雷器(Μ0Α)。
[0003]MOA无串联间隙，长期直接承受电力系统运行电压的作用，因此氧化锌阀片逐渐劣化，泄露电流增加。同时泄露电流中的阻性电流分量产生有功损耗，使阀片温度上升，当MOA的温度上升超过其热稳定极限时会产生热崩溃，严重时会导致MOA损坏或爆炸，引起大面积停电。因此，经常通过检测MOA的温度和泄露电流来监测Μ0Α。
[0004]一般采用红外测温的方式监测MOA的温度，但MOA的外部包裹绝缘层，无法检测到氧化锌阀片的准确温度。通常使用泄露电流分析仪测量MOA的泄露电流，电压等级较高的MOA基本都装设了在线监测仪进行不间断地监测泄露电流，但通常需要人工记录和数据分析，人工工作量大，效率低，而没有装设在线监测仪的Μ0Α，需定期带电测量泄露电流值，实时性差。
【发明内容】
[0005]本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，通过在避雷器内部设置状态检测电路，通过无线数据收发实时在线监测避雷器的温度和泄露电流等参数，准确测量避雷器的温度。
[0006]为实现上述发明目的，本发明提供了一种可无线监测避雷器，包括中心部的氧化锌阀片和包裹氧化锌阀片的带伞裙的外套，外套伞裙中设有环形电路板，其上设有至少由取电模块和采样模块形成的电路；氧化锌阀片中夹设:低压氧化锌阀片，其与环形电路板的位置相对应；第一铜电极片和第二铜电极片，其分别压接在低压氧化锌阀片的上端面和下端面上，且第一铜电极片和第二铜电极片分别与环形电路板上电路的两端电气连接，形成低压氧化锌阀片与环形电路板上电路的并联电路；铝电极，其压接在第二铜电极片的下端面上；低压氧化锌阀片、并联电路、铝电极依次电气连接组成状态测量电路，用于测量避雷器的泄露电流和动作次数。
[0007]利用设置于避雷器内部的状态测量电路对避雷器进行监测，保证了监测数据的准确度，提高了工作效率。
[0008]上述技术方案中，在第一铜电极片或第二铜电极片上紧贴温度传感器，温度传感器受环形电路板上电路的控制。温度传感器为避雷器的监测提供了另一种信息支持，提高了监测质量。
[0009]上述技术方案中，环形电路板包括:取电模块，其用于收集和存储避雷器的总泄漏电流的能量，作为状态测量电路的工作电源和过电流保护；采样模块，其串联在取电模块上，采样模块对流经取电模块的电流进行采样并将采样信号传出；控制模块，其检测取电模块的电量和对采样信号进行处理。取电模块、采样模块以及控制模块全部设置在环形电路板上，利用泄露能量作为回路的电源，独立操作，监测结果不受外界干扰。
[0010]上述技术方案中，环形电路板还包括放大调整模块，其接收采样模块的采样信号并处理后传出。
[0011]上述技术方案中，控制模块包括:电量检测子模块，其用于检测取电模块的电量；信号处理子模块，其对放大调整模块输入的信号处理后得到泄漏电流值和避雷器动作的次数。电量检测子模块和信号处理子模块使控制模块实时分析避雷器的状态。
[0012]上述技术方案中，环形电路板还包括:温度传感器控制子模块，其与温度传感器电气连接，并控制温度传感器的读写操作。温度传感器控制子模块使得控制模块根据需要接收和分析温度传感器的信号，灵活性强。
[0013]上述技术方案中，控制模块还包括数据发送子模块，其将获取的泄漏电流数据、温度数据和避雷器动作的次数发送出去。
[0014]上述技术方案中，环形电路板还包括射频收发模块和天线，射频收发模块接收数据发送子模块的信号，天线用于将射频收发模块传来的信号发送出去或将收到的信号传输给射频收发模块。射频收发模块和天线的配合使监测信号无线收发，传输准确方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明的可无线监测避雷器的内部结构示意图；
[0016]图2是本发明的状态测量电路示意图。
[0017]结合附图在其上标记以下附图标记:
[0018]1-氧化锌阀片，2-第一铜电极片，3-低压氧化锌阀片，4-招电极，5-外套，6_环形电路板，7-第二铜电极片。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0020]现有技术的氧化锌避雷器(MOA)由中心部的氧化锌阀片和包裹在其外部的绝缘外套组成，外套为复合硅橡胶材料。外套上设有突出的外套伞裙。
[0021]本发明在现有技术的氧化锌避雷器(MOA)中心部的氧化锌阀片中从上至下依次插入第一铜电极片、低压氧化锌阀片、第二铜电极片和铝电极，在外套伞裙内部插入环形电路板，形成状态测量电路，但对外观没有任何影响。
[0022]如图1所示，在氧化锌避雷器外套伞裙的内部设有环形电路板6，在与环形电路板6位置对应的中心部设有低压氧化锌阀片3，低压氧化锌阀片3的上、下两端面上分别压接直径相同的第一铜电极片2和第二铜电极片7，在第二铜电极片7的下端面压接铝电极4。氧化锌阀片1、低压氧化锌阀片3和铝电极4的直径相同，且第一铜电极片2和第二铜电极片7的直径略大于氧化锌阀片的直径。
[0023]氧化锌阀片I作为MOA电阻Rn，低压氧化锌阀片3作为串联电阻Rtl，如图2所示，环形电路板6上设有取电模块、采样模块、放大调整模块、控制模块、射频收发模块和天线。取电模块用于收集和存储MOA电阻Rn的总泄漏电流Ik的能量，为其他模块提供稳定的工作电源和过电流保护，确保整个检测电路正常工作。采样模块串联在取电模块上，采样模块对流经取电模块的电流I1采样并输入至放大调整模块，放大调整模块将处理后的采样信号输入到控制模块。控制模块包括电量检测子模块、信号处理子模块、温度传感器控制子模块和数据发送子模块。电量检测子模块用于检测取电模块的电量。信号处理子模块对输入的采样信号处理后得到泄漏电流值和避雷器动作的次数。温度传感器紧贴在第一铜电极片或第二铜电极片上，并与温度传感器控制子模块电气连接，温度传感器控制子模块控制温度传感器的读写操作。数据发送子模块将获取的泄漏电流数据、温度数据和避雷器动作的次数通过射频收发模块发送出去。天线用于将射频收发模块传来的信号发送出去或将收到的信号传输给射频收发模块。
[0024]在取电模块和采样模块两端分别电气连接第一铜电极片和第二铜电极片，形成串联电阻RO和环形电路板6的并联电路。并联电路的两端分别电气连接MOA电阻Rn和铝电极4。并联电路和铝电极组成状态测量电路，串联在现有技术中氧化锌避雷器的击穿电路上。
[0025]串联电阻Rtl的击穿电压通常小于220V。环形电路板6上的阻抗远远小于串联电阻Rtl正常工作状态下的电阻，所以避雷器正常运行时，流过取电模块的电流I1远远大于流过串联电阻Rtl的电流Itl,因此电流I1可近似等效于避雷器的总泄漏电流Ικ。
[0026]当雷电冲击波较大引起避雷器动作时，Ik大大增加，状态测量电路进入过电流饱和状态，此时Rtl两端电压将上升并超过其压敏电压，Rtl被击穿后呈低阻状态，绝大部分电流通过Rtl泄放。状态测量电路通过检测自身饱和电流记录避雷器动作的次数。
[0027]状态测量电路间歇式工作，当取电模块的输出电压能维持控制模块正常工作时，控制模块会定时启动并检测取电模块储存的电量。当电量不足时，控制模块关闭数据发送子模块和温度传感器控制子模块，停止射频收发模块的信号收发和温度传感器的读写。在完成电量检测后便进入休眠状态。当检测到电量充足时，控制模块将启动泄漏电流和温度的测量，然后将数据传输给射频收发模块将其发送出去，在完成数据的发送之后控制模块关闭数据发送子模块和温度传感器控制子模块并进入休眠状态。
[0028]在无需提供电源的情况下，在现有氧化锌避雷器的内部设置状态电路，实时精确测量避雷器的温度、泄露电流及动作次数，并通过无线射频收发信号，避免人工操作带来的误差，提供了工作效率。
[0029]状态测量电路利用氧化锌阀片的泄漏电流作为唯一的工作电源，自动实现间歇式工作，避免电路长期工作带来的隐患。
[0030]以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种可无线监测避雷器，包括中心部的氧化锌阀片和包裹所述氧化锌阀片的带伞裙的外套，其特征在于: 所述外套伞裙中设有环形电路板，其上设有至少由取电模块和采样模块形成的电路； 所述氧化锌阀片中夹设: 低压氧化锌阀片，其与所述环形电路板的位置相对应； 第一铜电极片和第二铜电极片，其分别压接在所述低压氧化锌阀片的上端面和下端面上，且所述第一铜电极片和所述第二铜电极片分别与所述环形电路板上电路的两端电气连接，形成所述低压氧化锌阀片与所述环形电路板上电路的并联电路； 铝电极，其压接在所述第二铜电极片的下端面上； 所述低压氧化锌阀片、所述并联电路、所述铝电极依次电气连接组成状态测量电路，用于测量避雷器的泄露电流和动作次数。
2.根据权利要求1所述的可无线监测避雷器，其特征在于，在所述第一铜电极片或所述第二铜电极片上紧贴温度传感器，所述温度传感器受所述环形电路板上电路的控制。
3.根据权利要求1或2所述的可无线监测避雷器，其特征在于，所述环形电路板包括: 取电模块，其用于收集和存储避雷器的总泄漏电流的能量，作为所述状态测量电路的工作电源和过电流保护； 采样模块，其串联在所述取电模块上，所述采样模块对流经所述取电模块的电流进行采样并将采样信号传出； 控制模块，其检测所述取电模块的电量和对所述采样信号进行处理。
4.根据权利要求3所述的可无线监测避雷器，其特征在于，所述环形电路板还包括放大调整模块，其接收所述采样模块的采样信号并处理后传出。
5.根据权利要求4所述的可无线监测避雷器，其特征在于，所述控制模块包括: 电量检测子模块，其用于检测所述取电模块的电量； 信号处理子模块，其对所述放大调整模块输入的信号处理后得到泄漏电流值和避雷器动作的次数。
6.根据权利要求3所述的可无线监测避雷器，其特征在于，所述环形电路板还包括:温度传感器控制子模块，其与所述温度传感器电气连接，并控制所述温度传感器的读写操作。
7.根据权利要求6所述的可无线监测避雷器，其特征在于，所述控制模块还包括数据发送子模块，其将获取的泄漏电流数据、温度数据和避雷器动作的次数发送出去。
8.根据权利要求7所述的可无线监测避雷器，其特征在于，所述环形电路板还包括射频收发模块和天线，所述射频收发模块接收所述数据发送子模块的信号，所述天线用于将所述射频收发模块传来的信号发送出去或将收到的信号传输给所述射频收发模块。
【文档编号】G01R31/02GK104425091SQ201310381377
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】李祥珍, 欧清海, 甄岩, 王奔, 冯志刚, 刘翠杰, 周思 申请人:国家电网公司, 南京南瑞集团公司