避雷器泄漏电流测量装置及系统的制作方法

本实用新型涉及避雷器技术领域，特别涉及一种避雷器泄漏电流测量装置及系统。

背景技术：

金属氧化物避雷器(moa)是用于保护输变电设备的绝缘免受过电压危害的重要保护电器，因其具有响应快、伏安特性平坦、性能稳定、通流容量大、残压低、寿命长、结构简单等优点以及优越的保护性能，在电力系统中得到广泛的使用。

避雷器泄漏电流是在正常的额定电压下，避雷器工作时所流过的电流，可以反应避雷器的绝缘情况，是运行电压下判断避雷器性能好坏的重要手段。在正常的工作状态下，避雷器泄漏电流值比较小，但随着避雷器工作时长的增加以及外界因素的影响，避雷器内部的阀片性能会有所下降，避雷器泄漏电流也随之增大，当避雷器泄漏电流达到一定阈值范围时，避雷器将失去其保护作用，无法保障电网的安全运行。若不及时对失效的避雷器进行更换、维修，当运行中的电网遭受雷击时，电网内部的电气设备将会大量损坏，导致电网瘫痪。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种避雷器泄漏电流测量装置及系统，实现对交、直流任意波形电压下的避雷器泄漏电流的远程测量以及实时监测，将测量所得的真有效电流值上传至上位机并呈现在上位机相关显示设备中，为工作人员评判避雷器性能的好坏提供依据；工作人员可根据呈现在上位机相关显示设备中的真有效电流值，判断避雷器泄漏电流的变化趋势和避雷器性能好坏，对避雷器进行试验监测或对性能下降至无法满足使用需求的避雷器进行更换、维修，以保障电网的安全运行。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种避雷器泄漏电流测量装置，包括：

测量模块、无线数据接收模块以及上位机；

所述测量模块包括：电流输入端、电流输出端、整形电路、保护电路、光电隔离电路、真有效值电路、微处理器以及无线数据传输电路；

所述电流输入端与避雷器回路的第一端相连，所述电流输出端与所述避雷器回路的第二端相连，使所述避雷器回路中的避雷器泄漏电流经由所述电流输入端、电流输出端接入所述测量模块；

所述整形电路的第一端与所述电流输入端相连，第二端与所述电流输出端相连，第三端与所述保护电路的第一端相连，第四端与所述保护电路的第二端相连，用于对接入所述测量模块的避雷器泄漏电流的波形进行整形，并通过所述保护电路将经过整形的所述避雷器泄漏电流传输至所述光电隔离电路；

所述保护电路用于为所述测量模块提供过载保护；

所述光电隔离电路的第一端与所述保护电路的第一端相连，第二端与所述保护电路的第二端相连，第三端与所述真有效值电路的第一端相连，第四端与所述真有效值电路的第二端相连，用于对经过整形的所述避雷器泄漏电流进行采样，得到采样电流并将所述采样电流传输至所述真有效值电路；

所述真有效值电路的第三端与所述微处理器的第一端相连，第四端与所述微处理器的第三端相连，用于在所述采样电流流经所述真有效值电路时，输出所述采样电流所对应的真有效电流值并将所述真有效电流值传输至所述微处理器；

所述微处理器的第二端与所述无线数据传输电路相连，用于在接收到所述真有效电流值时，向所述无线数据传输电路发出控制指令，控制所述无线数据传输电路将所述真有效电流值传输至所述无线数据接收模块；

所述无线数据传输电路与所述无线数据接收模块相连，用于在接收到所述微处理器发出的控制指令时，依据所述控制指令，将所述真有效电流值传输至所述无线数据接收模块；

所述无线数据接收模块与所述上位机相连，用于接收所述无线数据传输电路传输的所述真有效电流值并将接收到的所述真有效电流值上传至所述上位机。

一种避雷器泄漏电流测量系统，包括：

无线数据接收模块、上位机以及至少一个测量模块；

每个所述测量模块分别与一避雷器回路相连，所述无线数据接收模块分别与每个所述测量模块以及上位机相连；

其中，每个所述测量模块与所述无线数据接收模块之间可进行无线通信；

所述测量模块包括：电流输入端、电流输出端、整形电路、保护电路、光电隔离电路、真有效值电路、微处理器以及无线数据传输电路；

所述电流输入端与避雷器回路的第一端相连，所述电流输出端与所述避雷器回路的第二端相连，使所述避雷器回路中的避雷器泄漏电流经由所述电流输入端、电流输出端接入所述测量模块；

所述整形电路的第一端与所述电流输入端相连，第二端与所述电流输出端相连，第三端与所述保护电路的第一端相连，第四端与所述保护电路的第二端相连，用于对接入所述测量模块的避雷器泄漏电流的波形进行整形，并通过所述保护电路将经过整形的所述避雷器泄漏电流传输至所述光电隔离电路；

所述保护电路用于为所述测量模块提供过载保护；

所述光电隔离电路的第一端与所述保护电路的第一端相连，第二端与所述保护电路的第二端相连，第三端与所述真有效值电路的第一端相连，第四端与所述真有效值电路的第二端相连，用于对经过整形的所述避雷器泄漏电流进行采样，得到采样电流并将所述采样电流传输至所述真有效值电路；

所述真有效值电路的第三端与所述微处理器的第一端相连，第四端与所述微处理器的第三端相连，用于在所述采样电流流经所述真有效值电路时，输出所述采样电流所对应的真有效电流值并将所述真有效电流值传输至所述微处理器；

所述微处理器的第二端与所述无线数据传输电路相连，用于在接收到所述真有效电流值时，向所述无线数据传输电路发出控制指令，控制所述无线数据传输电路将所述真有效电流值传输至所述无线数据接收模块；

所述无线数据传输电路与所述无线数据接收模块相连，用于在接收到所述微处理器发出的控制指令时，依据所述控制指令，将所述真有效电流值传输至所述无线数据接收模块；

所述无线数据接收模块与所述上位机相连，用于接收所述无线数据传输电路传输的所述真有效电流值并将接收到的所述真有效电流值上传至所述上位机。

需要说明的是，本实用新型提供的避雷器泄漏电流测量装置及系统，在具体实现过程中，所采用的无线数据接收模块、上位机以及所述测量模块中的电流输入端、电流输出端、整形电路、保护电路、光电隔离电路、真有效值电路、微处理器以及无线数据传输电路，均为现有技术中本领域技术人员所熟知并普遍应用于本领域的功能模块以及电路部件。例如，整形电路可对电流的波形进行整形，实现对交、直流电流信号的检测；保护电路则普遍用于为各类电路以及电气设备提供过载保护；光电隔离电路可实现电-光-电的转换，得到采样电流，将电流输出端同电流输入端隔离开，增强电路的抗干扰能力；真有效值电路可将各种正弦与非正正弦电流信号变换为真正有效的标准直流信号，即真有效电流值，并将所述真有效电流值传输至各类微机系统及处理器。

本实用新型提供的避雷器泄漏电流测量装置及系统中所采用的无线数据接收模块、上位机以及所述测量模块中的电流输入端、电流输出端、整形电路、保护电路、光电隔离电路、真有效值电路、微处理器及无线数据传输电路均由有限个电子元件经过连接组合而成，且都可独立工作，并在独立工作时实现各自功能；本实用新型提供的避雷器泄漏电流测量装置及系统中所采用的无线数据接收模块、上位机以及所述测量模块中的电流输入端、电流输出端、整形电路、保护电路、光电隔离电路、真有效值电路、微处理器及无线数据传输电路无线数据传输电路在按照附图所示进行连接后，各自功能不受连接影响，连接后的整体装置及系统能够实现本实用新型提供的避雷器泄漏电流测量装置及系统的全部功能，即由电流输入端、电流输出端将所述避雷器回路中的避雷器泄漏电流接入所述测量模块；整形电路对所述避雷器泄漏电流进行整形，实现对交、直流电流信号的检测；光电隔离电路对经过整形的避雷器泄漏电流进行采样，得到采样电流；真有效值电路则对所述采样电流进行运算，输出所述采样电流所对应的真有效电流值并将所述真有效电流值传输至所述微处理器，然后，微处理器控制所述无线数据传输电路将所述真有效电流值传输至无线数据接收模块；最后，无线数据接收模块将接收到的有效电流值上传至上位机，实现对任意交、直流电压下避雷器泄漏电流的远程测量以及实时监测。

本实用新型所要保护的是整个避雷器泄漏电流测量装置及系统的组成结构和各个部件之间的连接关系，现有技术中为本领域技术人员所熟知并普遍应用于本领域的电路部件以及功能模块，在按照本实用新型所保护的避雷器泄漏电流测量装置及系统的组成结构和连接关系进行组合、连接后，能够实现对避雷器泄漏电流的远程测量以及实时监测，工作人员可根据呈现在上位机相关显示设备中的真有效电流值，判断避雷器泄漏电流的变化趋势和避雷器性能好坏，对避雷器进行试验监测或对性能下降至无法满足使用需求的避雷器进行更换、维修，从而保障电网的安全运行。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供了一种避雷器泄漏电流测量装置，包括：测量模块、无线数据接收模块以及上位机；所述测量模块与避雷器回路相连，所述无线数据接收模块分别与所述测量模块以及上位机相连；其中，所述测量模块与所述无线数据接收模块之间可进行无线通信。应用本实用新型提供的装置，由测量模块对避雷器回路中的避雷器泄漏电流进行测量并通过无线通信的方式将测量所得的真有效电流值传输至无线数据接收模块，由无线数据接收模块将接收到的真有效电流值上传至上位机；实现对交、直流任意波形电压下任意频谱、幅值变化的避雷器泄漏电流的远程测量以及实时监测；工作人员可根据呈现在上位机相关显示设备中的避雷器泄漏电流的真有效电流值，判断避雷器泄漏电流的变化趋势和避雷器性能好坏，对避雷器进行试验监测或对性能下降至无法满足使用需求的避雷器进行更换、维修，以保障电网的安全运行。

附图说明

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种避雷器泄漏电流测量装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种避雷器泄漏电流测量系统的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本实用新型提供的避雷器泄漏电流测量装置及系统，可应用于各类用电场所，用以实现对避雷器泄漏电流的远程测量以及实时监测，并将测量数据上传至上位机，为判断避雷器泄漏电流变化趋势和避雷器性能好坏提供依据；亦可应用各高校、研究院相关实验室，用以对避雷器进行试验监测，为研究外界环境及工作时长等因素对避雷器性能的影响提供试验数据。

本实用新型实施例提供的避雷器泄漏电流测量装置，其结构示意图如图1所示，具体可以包括：

测量模块101、无线数据接收模块102以及上位机103；

所述测量模块101包括：电流输入端201、电流输出端202、整形电路203、保护电路204、光电隔离电路205、真有效值电路206、微处理器207以及无线数据传输电路208；

所述电流输入端201与避雷器回路的第一端相连，所述电流输出端202与所述避雷器回路的第二端相连，使所述避雷器回路中的避雷器泄漏电流经由所述电流输入端201、电流输出端202接入所述测量模块；

所述整形电路203的第一端与所述电流输入端201相连，第二端与所述电流输出端202相连，第三端与所述保护电路204的第一端相连，第四端与所述保护电路204的第二端相连，用于对接入所述测量模块101的避雷器泄漏电流的波形进行整形，并通过所述保护电路204将经过整形的所述避雷器泄漏电流传输至所述光电隔离电路205；

所述保护电路204用于为所述测量模块提供过载保护；

所述光电隔离电路205的第一端与所述保护电路204的第一端相连，第二端与所述保护电路204的第二端相连，第三端与所述真有效值电路206的第一端相连，第四端与所述真有效值电路206的第二端相连，用于对经过整形的所述避雷器泄漏电流进行采样，得到采样电流并将所述采样电流传输至所述真有效值电路206；

所述真有效值电路206的第三端与所述微处理器207的第一端相连，第四端与所述微处理器207的第三端相连，用于在所述采样电流流经所述真有效值电路206时，输出所述采样电流所对应的真有效电流值并将所述真有效电流值传输至所述微处理器207；

所述微处理器207的第二端与所述无线数据传输电路208相连，用于在接收到所述真有效电流值时，向所述无线数据传输电路208发出控制指令，控制所述无线数据传输电路208将所述真有效电流值传输至所述无线数据接收模块102；

所述无线数据传输电路208与所述无线数据接收模块102相连，用于在接收到所述微处理器207发出的控制指令时，依据所述控制指令，将所述真有效电流值传输至所述无线数据接收模块102；

所述无线数据接收模块102与所述上位机103相连，用于接收所述无线数据传输电路208传输的所述真有效电流值并将接收到的所述真有效电流值上传至所述上位机103。

本实用新型实施例提供的装置，整形电路203可对接入所述测量模块101的避雷器泄漏电流的波形进行整形，实现对交、直流电流信号的检测。

本实用新型实施例提供的装置，保护电路204可在避雷器老化导致避雷器泄漏电流增大、短路以及雷击等特殊情况下，为所述测量模块提供过载保护，以保障所述测量模块101的正常工作。

本实用新型实施例提供的装置，所述光电隔离电路205，可实现电-光-电的转换，对经过整形的所述避雷器泄漏电流进行采样，实现真有效值电路206、微处理器207以及无线数据传输电路208的电场与避雷器高压电路电场的隔离，消除避雷器高压电路电场对真有效值电路206、微处理器207以及无线数据传输电路208的影响，保障所述真有效值电路206、微处理器207以及无线数据传输电路208的正常工作，提高所述测量模块101在强电场环境下的抗干扰能力。

本实用新型实施例提供的装置，所述真有效值电路206，可在所述采样电流流过时，运算得到该采样电流所对应的真有效电流值，消除避雷器泄漏电流在经过测量模块内各个非线性的电路时的所产生非线性失真，输出所述采样电流对应的真有效电流值并将所述真有效电流传输至微处理器，实现对交、直流任意波形电压下任意频谱、幅值变化的避雷器泄漏电流的精确测量。

本实用新型实施例提供的装置所采用的微处理器207、无线数据传输电路208以及无线数据接收模块102均为低功耗部件，可直接采用电池进行供电，结构简单、安装方便，只需将电流输入端201以及电流输出端202连接至避雷器回路即可，无需布设其他外接线路。

本实用新型实施例提供的装置，所采用的无线数据传输电路208以及无线数据接收模块102支持地址功能；并采用前向纠错算法进行数据传输，当数据在传输过程中出现错误时，允许无线数据接收模块102再建数据，提高无线数据传输的可靠性。

本实用新型实施例提供的避雷器泄漏电流测量装置，包括：测量模块101、无线数据接收模块102以及上位机103；所述测量模块101包括：电流输入端201、电流输出端202、整形电路203、保护电路204、光电隔离电路205、真有效值电路206、微处理器207以及无线数据传输电路208；所述电流输入端201与避雷器回路的第一端相连，所述电流输出端202与所述避雷器回路的第二端相连，使所述避雷器回路中的避雷器泄漏电流经由所述电流输入端201、电流输出端202接入所述测量模块；所述整形电路203的第一端与所述电流输入端201相连，第二端与所述电流输出端202相连，第三端与所述保护电路204的第一端相连，第四端与所述保护电路204的第二端相连，用于对接入所述测量模块101的避雷器泄漏电流的波形进行整形，并通过所述保护电路204将经过整形的所述避雷器泄漏电流传输至所述光电隔离电路205；所述保护电路204用于为所述测量模块提供过载保护；所述光电隔离电路205的第一端与所述保护电路204的第一端相连，第二端与所述保护电路204的第二端相连，第三端与所述真有效值电路206的第一端相连，第四端与所述真有效值电路206的第二端相连，用于对经过整形的所述避雷器泄漏电流进行采样，得到采样电流并将所述采样电流传输至所述真有效值电路206；所述真有效值电路206的第三端与所述微处理器207的第一端相连，第四端与所述微处理器207的第三端相连，用于在所述采样电流流经所述真有效值电路206时，输出所述采样电流所对应的真有效电流值并将所述真有效电流值传输至所述微处理器207；所述微处理器207的第二端与所述无线数据传输电路208相连，用于在接收到所述真有效电流值时，向所述无线数据传输电路208发出控制指令，控制所述无线数据传输电路208将所述真有效电流值传输至所述无线数据接收模块102；所述无线数据传输电路208与所述无线数据接收模块102相连，用于在接收到所述微处理器207发出的控制指令时，依据所述控制指令，将所述真有效电流值传输至所述无线数据接收模块102；所述无线数据接收模块102与所述上位机103相连，用于接收所述无线数据传输电路208传输的所述真有效电流值并将接收到的所述真有效电流值上传至所述上位机103。

应用本实用新型实施例提供的避雷器泄漏电流测量装置，通过电流输入端201以及电流输出端202将本实用新型提供的装置与避雷器回路相连，将避雷器回路中的避雷器泄漏电流接入测量模块101，整形电路203对所述避雷器泄漏电流进行整形并通过保护电路204将整形后的避雷器泄漏电流传输至光电隔离电路205，其中，保护电路204用于为测量模块101提供过载保护；光电隔离电路205对经过整形的避雷器泄漏电流进行采样，得到采样电流并将采样电流传输至真有效值电路206；然后，由真有效值电路206输出所述采样电流所对应的真有效电流值并通过微处理器207控制无线数据传输电路208将计算得到的真有效电流值传输至无线数据接收模块102；最后，无线数据接收模块102将接收到的真有效电流值上传至上位机103，实现对交、直流任意波形电压下任意频谱、幅值变化的避雷器泄漏电流的远程测量以及实时监测；工作人员可根据呈现在上位机相关显示设备中的真有效电流值，判断避雷器泄漏电流的变化趋势和避雷器性能好坏，对避雷器进行试验监测或及时对性能下降至无法满足使用需求的避雷器进行更换、维修，以保障电网的安全运行。

下面结合附图1对本实用新型实施例提供的避雷器泄漏电流测量装置的完整工作过程进行说明，本实用新型实施例提供的避雷器泄漏电流测量装置，其完整工作过程如下：

电流输入端201以及电流输出端202与避雷器回路相连，将避雷器回路中的避雷器泄漏电路接入所述测量模块101，整形电路203对所述避雷器泄漏电流的波形进行整形，实现对交、直流电流信号的检测，然后，通过保护电路204将经过整形后的避雷器泄漏电流传输至光电隔离电路205，其中，保护电路204用于为测量模块101提供过载保护；

光电隔离电路205对经过整形的避雷器泄漏电流进行采样，得到采样电流，将测量模块101中的真有效值电路206电场、微处理器207电场以及无线数据传输电路208电场与避雷器高压电路电场隔离开，消除避雷器高压电路电场对真有效值电路206、微处理器207以及无线数据传输电路208的影响，保障所述真有效值电路206、微处理器207以及无线数据传输电路208的正常工作，提高所述测量模块101在强电场环境下的抗干扰能力；

真有效值电路206则在在所述采样电流流过时，运算得到该采样电流所对应的真有效电流值，消除避雷器泄漏电流在经过测量模块内各个非线性的电路时的所产生非线性失真，输出所述采样电流对应的真有效电流值并将所述真有效电流传输至微处理器，实现对交、直流任意波形电压下任意频谱、幅值变化的避雷器泄漏电流的精确测量；

微处理器207在接收到真有效电流值后，向无线数据传输电路208发出控制指令，控制所述无线数据传输电路208将真有效电流值传输至无线数据接收模块102；

无线数据接收模块102在接收到无线数据传输电路208传输的真有效电流值后，将接收到的真有效电流值上传至上位机103，呈现在上位机103相关显示设备中。

本实用新型实施例还提供了一种避雷器泄漏电流测量系统，其结构示意图如图2所示，具体可以包括：

无线数据接收模块302、上位机303以及至少一个测量模块301；

其中，所述测量模块301与上述方案中的测量模块101为结构和功能均相同的模块。

每个所述测量模块分别与一避雷器回路相连，所述无线数据接收模块302分别与每个所述测量模块以及上位机303相连；

其中，每个所述测量模块与所述无线数据接收模块之间可进行无线通信。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的系统，可以包括m个测量模块，每个所述测量模块分别与一避雷器回路相连，测量其所连接的避雷器的泄漏电流；其中，m＝1，2，······n，mmin＝1，即所述避雷器泄漏电流测量系统中至少包括一个测量模块。

本实用新型实施例提供的系统，所述m个测量模块与无线数据接收模块之间可进行无线通信，每个所述测量模块可将其测量得到的真有效电流值传输至无线数据接收模块，实现对多路避雷器泄漏电流的远程测量以及实时监测。测量模块以及无线数据接收模块支持地址功能，并采用前向纠错算法进行数据传输，当数据在传输过程中出现错误时，允许无线数据接收模块再建数据，提高无线数据传输的可靠性。

本实用新型实施例提供的避雷器泄漏电流测量系统，包括：无线数据接收模块302、上位机303以及至少一个测量模块301；每个所述测量模块分别与一避雷器回路相连，所述无线数据接收模块302分别与每个所述测量模块以及上位机303相连；其中，每个所述测量模块与所述无线数据接收模块302之间可进行无线通信。应用本实用新型实施例提供的避雷器泄漏电流测量系统，通过测量模块301测量与其相连的避雷器回路中的避雷器泄漏电流，并将测量所得的真有效电流值传输至无线数据接收模块302，再由无线数据传输模块302将接收到的真有效电流值上传至上位机303，呈现在上位机303相关显示设备中，实现对多路避雷器泄漏电流的远程测量以及实时监测；工作人员可根据呈现在上位机303相关显示设备中的真有效电流值，判断避雷器泄漏电流的变化趋势和避雷器性能好坏，对避雷器进行试验监测或及时对性能下降至无法满足使用需求的避雷器进行更换、维修，以保障电网的安全运行。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。