一种双电流传感器的地线绝缘子放电监测装置的制作方法

本实用新型属于电力系统输电线路状态在线监测技术领域，尤其涉及一种双电流传感器的地线绝缘子放电监测装置。

背景技术：

根据常规设计，输电线路架空地线金具连接方式通常包括：地线金具全接地方式、地线全绝缘方式、耐张塔单侧接地方式、耐张塔双侧接地方式、直线塔接地方式等。为减少线路的能量损耗，500kV线路地线连接一般采用耐张塔单侧接地方式。为保证雷击地线时雷电流的快速释放，地线绝缘子横担侧与导线侧往往采用间隙连接。在近几年的运行维护过程中发现，由于地线绝缘子接地方式安装错误、微风振动引起间隙距离变小，在感应电压的持续作用下，引起地线绝缘子间隙长期放电，导致间隙严重生锈、烧伤等现象；由于放电而带来噪声污染、无线电干扰，影响线路附近居民的正常生活和邻近的无线电通讯线路，给线路的安全运行留下了安全隐患。

目前可以通过电流传感器对绝缘子泄漏电流进行测量，但由于地线绝缘子放电具有较大的随机性，动态变化范围大，大小由几毫安至几十安培，一般电流传感器不具有如此大范围的线性度，难以准确测量。

技术实现要素：

有鉴于此，为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种双电流传感器的地线绝缘子放电监测装置，能够通过电流传感器对绝缘子泄漏电流进行测量，准确度高。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种双电流传感器的地线绝缘子放电监测装置，包括：电流传感器单元、幅值控制及保护单元、数据采集单元、数据传输单元以及供电单元，其中，所述电流传感器单元、所述幅值控制及保护单元、所述数据采集单元、所述数据传输单元依次相连，所述供电单元分别与所述数据采集单元及所述数据传输单元相连。

进一步，所述电流传感器单元由第一电流传感器和第二电流传感器组成，其中，所述第一电流传感器和所述第二电流传感器与所述幅值控制及保护单元并联。

进一步，所述第一电流传感器的量程为0.5毫安～1安；所述第二电流传感器的量程为0.5安～100安。

进一步，所述幅值控制及保护单元由第一通道和第二通道组成，其中，所述第一通道和所述第二通道相互独立。

进一步，所述第一通道由第一放电管、第一电阻、第二电阻、第一双向瞬变电压抑制二极管和第一压敏电阻器组成。

进一步，所述第二通道由第二放电管、第三电阻、第四电阻、第二双向瞬变电压抑制二极管和第二压敏电阻器组成。

进一步，所述第一放电管、所述第一双向瞬变电压抑制二极管和所述第一压敏电阻器并联，所述第一电阻与所述第一放电管和所述第一双向瞬变电压抑制二极管串联；所述第二电阻与所述第一压敏电阻器串联。

进一步，所述第二放电管、所述第二双向瞬变电压抑制二极管和所述第二压敏电阻器并联，所述第三电阻与所述第二放电管和所述第二双向瞬变电压抑制二极管串联；所述第四电阻与所述第二压敏电阻器串联。

进一步，所述数据采集单元由数据采集器和控制主板通过USB总线相连组成。

本实用新型的有益效果为：采用模块化设计，集成度高，自动化程度高，且采用双电流传感器设计，避免了因电流幅值过大或过小二无法准确采集的情况，整个系统可靠性高，实现了电力系统输电线路地线绝缘子表面状态及间隙放电状态的实时在线监测和远程无线传输。

1)本实用新型采用模块化设计，集成度高，自动化程度高，且电流传感器配置灵活，可覆盖较大的电流范围，系统可靠性高，实现了地线绝缘子间隙放电波形监测的同步采集和远程无线传输；

2)本双电流传感器的地线绝缘子放电监测装置可获得地线绝缘子间隙的完整不失真波形数据，为研究实时监测地线绝缘子的间隙放电大小、放电频率，诊断地线绝缘在状态提供了丰富的数据，实现了对运行中的地线绝缘子状态全天候在线实时监测。

附图说明

图1为一种双电流传感器的地线绝缘子放电监测装置的结构示意图；

图2为第一通道的结构示意图；

图3为第二通道的结构示意图；

其中，1、电流传感器单元；2、幅值控制及保护单元；3、数据采集单元；4、数据传输单元；5、供电单元；101、第一电流传感器；102、第二电流传感器；301、数据采集器；302、控制主板；501、太阳能板；502、蓄电池；6、第一通道；7、第二通道；2011、第一放电管；2012、第二放电管；2021、第一电阻；2022、第二电阻；2023、第三电阻；2024、第四电阻；2031、第一双向瞬变电压抑制二极管；2032、第二双向瞬变电压抑制二极管；204、第一压敏电阻器；205、第二压敏电阻器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种双电流传感器的地线绝缘子放电监测装置，包括：电流传感器单元1、幅值控制及保护单元2、数据采集单元3、数据传输单元4以及供电单元5，其中，电流传感器单元1、幅值控制及保护单元2、数据采集单元3、数据传输单元4依次相连，供电单元5与数据采集单元3及数据传输单元4相连。

电流传感器单元1由第一电流传感器101和第二电流传感器102组成，其中，第一电流传感器101和第二电流传感器102与幅值控制及保护单元2并联，其中，第一电流传感器101和第二电流传感器102的量程不同，第一电流传感器101的量程为0.5毫安～1安；第二电流传感器102的量程为0.5安～100安。

幅值控制及保护单元2由第一通道6和第二通道7组成，其中，第一通道6和第二通道7相互独立。

如图2所示，第一通道6由第一放电管2011、第一电阻2021、第二电阻2022、第一双向瞬变电压抑制二极管2031和第一压敏电阻器204组成。其中，放第一电管2011、第一双向瞬变电压抑制二极管2031和第一压敏电阻器204并联，第一电阻2021与第一放电管2011和第一双向瞬变电压抑制二极管2031串联；第二电阻2022与第一压敏电阻器204串联。

如图3所示，第二通道7由第二放电管2012、第三电阻2023、第四电阻2024、第二双向瞬变电压抑制二极管2032和第二压敏电阻器205组成。其中，第二放电管2012、第二双向瞬变电压抑制二极管2032和第二压敏电阻器205并联，第三电阻2023与第二放电管2012和第二双向瞬变电压抑制二极管2032串联；第四电阻2024与第二压敏电阻器205串联。

如图1所示，数据采集单元3由数据采集器301和控制主板302通过USB总线相连。

一种双电流传感器的地线绝缘子放电监测装置的工作原理为：

电流传感器单元1中的第一电流传感器101和第二电流传感器102均安装在铁塔同一位置上，实时收集地线上的入地电流，第一电流传感器101的量程为0.5毫安～1安，第二电流传感器102的量程为0.5毫安～1安。电流传感器单元1将电流信号转换为电压信号后传入幅值控制及保护单元2，幅值控制及保护单元2的作用有两点，一、防止雷电过电压对设备造成破坏，二、限制输入数据采集单元3的电压值。如果雷击到输电线路附近，瞬时将产生巨大的能量，过电压通过电流传感器单元1进入第一放电管2011或第二放电管2012，第一放电管2011或第二放电管2012将快速释放大部分能量，剩余的能量通过第一电阻2021、第二电阻2022、第三电阻2023和第四电阻2024，陡度进一步降低，经过第一双向瞬变电压抑制二极管2031或第二双向瞬变电压抑制二极管2032时，剩余能量被第一双向瞬变电压抑制二极管2031或第二双向瞬变电压抑制二极管2032快速释放。正常情况下，来自电流传感器单元1的电压信号不会引发第一放电管2011或第二放电管2012及第一双向瞬变电压抑制二极管2031或第二双向瞬变电压抑制二极管2032的导通，会顺利传入第一压敏电阻器204或第二压敏电阻器205，其中，第一压敏电阻器204和第二压敏电阻器205的作用是控制幅值控制及保护单元2的输出电压，其中，第一压敏电阻器204可将电压抑制在5V，第二压敏电阻器205可将电压抑制在10V。

来自幅值控制及保护单元2的电压信号进入数据采集单元3时，数据采集单元3将模拟信号转成数字信号通过USB总线传入控制主板302，控制主板302可控制控制主板302采样速度的通道、可存储数据和向网口发送数据，控制主板302接收到来自数据采集单元3的数据后根据电压幅值的大小判断有效数据，如果电压幅值小于5V则第一通道6的数据为有效数据，如果幅值大于5，则第二通道7的数据为有效数据，控制主板302将有效数据通过编码后送入数据传输单元4传至远端有固定IP地址的服务器。双电流传感器的地线绝缘子放电监测装置由供电单元5提供电源，其中，供电单元5由太阳能板501和蓄电池502组成。供电单元5能够将太阳能转化为电能。

一种双电流传感器的地线绝缘子放电监测装置的工作流程如下：

电流传感器单元1中的第一电流传感器101和第二电流传感器102均安装在铁塔同一位置上，实时收集地线上的入地电流，电流传感器单元1将电流信号转换为电压信号后传入幅值控制及保护单元2，电压信号经过幅值限制后进入数据采集单元3，数据采集单元3将模拟信号转成数字信号后由控制主板302控制将电流数据编码后通过数据传输单元4传至远端有固定IP地址的服务器。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。