一种避雷器用传感器的制作方法

1.本实用新型涉及电网监测设备技术领域，尤其涉及一种避雷器用传感器。


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.在对电器柜上的氧化锌避雷器进行测试时，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，且同样无法达到实时监测的目的。
4.随着科技的发展，现在有企业使用无线传感器来对避雷器进行测试，将监测的数据实时发送到后台，但目前的这些无线传感器需要使用电池来供电，需要经常更换电池，导致后期维护麻烦。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种避雷器用传感器，不需要外部电源进行供电，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。
6.本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：
7.一种避雷器用传感器，包括下盖和上盖，所述下盖和上盖固定连接，所述下盖和上盖内部形成内腔；所述下盖位于内腔的一侧上设置有下导电片，所述下导电片上贴合有氧化锌片，所述氧化锌片远离下导电片的一侧贴合有上导电片，所述上导电片远离氧化锌片的一侧贴合有固定螺母，所述上盖上开设有通孔，所述固定螺母远离上导电片的一端从通孔穿出；所述内腔内设置有pcb板，所述pcb板上设置有接地螺母和pcb组件；所述pcb组件包括高压接收端、低压接收端、桥式整流堆、常闭继电器和常开继电器，所述高压接收端与上导电片电连接，所述低压接收端与下导电片电连接；
8.所述桥式整流堆的一端与接地螺母电连接，所述高压接收端和低压接收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与接地螺母电连接；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与接地螺母电连
接；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与接地螺母电连接，所述ad转换器的输出端与mcu微控单元电连接，所述mcu微控单元电连接有发射天线。
9.进一步，所述下盖远离上盖的一侧设置有u型连接片，所述连接片上开设有连接片螺纹孔，所述下盖上开设有与连接片螺纹孔匹配的下盖第一螺纹孔，所述下盖第一螺纹孔与连接片螺纹孔之间螺纹连接有连接片紧固螺杆。安装时，u型连接片与下盖之间具有空隙，可以将下盖先贴合在电器柜上的接地横杆上，然后使用u型连接片扣合在下盖上，接地横杆刚好位于空隙内，然后使用连接片紧固螺杆将u型连接片固定连接在下盖上，实现本传感器在电器柜上的安装。
10.进一步，所述固定螺母上套设有密封垫圈。当固定螺母穿过通孔时，密封垫圈可以将固定螺母与通孔之间的缝隙进行密封，避免杂质或者潮气进入到内腔内。
11.进一步，所述下盖上开设有接地孔，所述接地孔与接地螺母之间螺纹连接有接地螺栓。接地螺纹首先可以对pcb板进行固定，并且接地螺栓可以将接地螺母与下盖电连接起来，实现接地螺母处的零电势。
12.进一步，所述固定螺母远离上导电片的一端设置有盲孔。本传感器与避雷器连接安装时，可以将避雷器端部的螺杆穿设在盲孔内，实现传感器与避雷器的稳定安装。
13.进一步，所述下盖上开设有若干下盖第二螺纹孔，所述上盖上开设有若干上盖螺纹孔，所述pcb板上开设有固定螺纹孔，所述下盖第二螺纹孔、固定螺纹孔和上盖螺纹孔之间螺纹连接有连接螺杆。如此，实现上盖、下盖和pcb板的可拆卸连接，方便维修或者更换上盖与下盖之间内腔内的电子元件，也可以对pcb板进行固定。
14.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。
15.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。
16.进一步，所述mcu微控单元还电连接有互感器线圈，所述互感器线圈的另一端与接地螺母电连接。互感器线圈可以感应到雷击时的大电流，通过互感器转换为小电流信号，然后小电流信号输送给mcu微控单元，mcu微控单元记录雷击的次数。
17.本实用新型的有益效果：
18.本实用新型的避雷器传感器在安装时，首先通过u型连接片和下盖将本传感器固定连接在电器柜上的接地横杆上，再将避雷器端部的螺杆穿设在固定螺母的盲孔内，实现传感器与避雷器的稳定安装。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流入到固定螺母上、上导电片上和pcb组件的高压接收端，上导电片的电流还通过氧化锌片后到达下导电片，因为经过氧化锌片之后，下导电片的电压就小于了上导电片的电压，从而在下导电片处形成低电压，下导电片与pcb组件的低压接收端电连接，从而形成高低电压差，为pcb组件供电；pcb组件能够实时的对避雷器的泄露电流、温度、雷击次数进行监测，实时的反应避雷器的使用状态，本实用新型不需要外部电源供电，后期维护简单方便。
附图说明
19.图1是本实用新型一种避雷器用传感器的结构示意图；
20.图2为图1的爆炸图；
21.图3为图1中pcb组件的电路原理图。
22.其中，下盖1、上盖2、u型连接片3、连接片螺纹孔4、下盖第一螺纹孔5、连接片紧固螺杆6、下导电片7、氧化锌片8、上导电片9、固定螺母10、密封垫圈11、通孔12、盲孔13、pcb板14、接地螺母15、接地孔16、接地螺栓17、下盖第二螺纹孔18、上盖螺纹孔19、固定螺纹孔20、连接螺杆21、高压接收端22、低压接收端23、桥式整流堆24、常闭光耦继电器25、常开光耦继电器26、单片机27、储能电容28、mcu微控单元29、采样电阻30、ad转换器31、发射天线32、倍流整流电路33、互感器线圈34。
具体实施方式
23.以下将结合附图对本实用新型进行详细说明：
24.如图1～图3所示
25.一种避雷器用传感器，包括下盖1和上盖2，下盖1和上盖2内部形成内腔，下盖1的下侧设置有u型连接片3，u型连接片3上开设有连接片螺纹孔4，下盖1上开设有与连接片螺纹孔4匹配的下盖第一螺纹孔5，下盖第一螺纹孔5与连接片螺纹孔4之间螺纹连接有连接片紧固螺杆6；下盖1位于内腔的一侧上安装有下导电片7，下导电片7上贴合有氧化锌片8，氧化锌片8的上侧贴合有上导电片9，上导电片9的上侧贴合有固定螺母10，固定螺母10上套设有密封垫圈11，上盖2上开设有通孔12，固定螺母10的上端从通孔12穿出，固定螺母10穿出通孔12的一端一体成型有盲孔13；其中本实施例的上导电片9和下导电片7均为铜质导电片。
26.内腔内设置有pcb板14，pcb板14上设置有接地螺母15和pcb组件，pcb组件在图1中为表示，具体见图3。下盖1上开设有接地孔16，接地孔16与接地螺母15之间螺纹连接有接地螺栓17，下盖1上开设有六个下盖1第二螺纹孔，上盖2上开设有六个上盖2螺纹孔，pcb板14上开设有固定螺纹孔20，下盖1第二螺纹孔、固定螺纹孔20和上盖2螺纹孔之间螺纹连接有连接螺杆21。
27.pcb组件包括高压接收端22、低压接收端23、桥式整流堆24、常闭光耦继电器25和常开光耦继电器26，高压接收端22与上导电片9电连接，低压接收端23与下导电片7电连接；桥式整流堆24的一端与接地螺母15电连接，高压接收端22和低压接收端23分别与桥式整流堆24的两个输入端电连接，桥式整流堆24的输出端与常闭光耦继电器25的输入端和常开光耦继电器26的输入端均电连接，常闭光耦继电器25的控制端和常开光耦继电器26的控制端均电连接有同一个单片机27，常闭光耦继电器25和常开光耦继电器26均设有接地端与接地螺母15电连接；常闭光耦继电器25的输出端电连接有储能电容28和mcu微控单元29，储能电容28的另一端与接地螺母15电连接；常开光耦继电器26的输出端电连接有采样电阻30和ad转换器31，采样电阻30的另一端与接地螺母15电连接，ad转换器31的输出端与mcu微控单元29电连接，mcu微控单元29电连接有发射天线32。储能电容28与常闭继电器之间电连接有倍流整流电路33，mcu微控单元29还电连接有互感器线圈34，互感器线圈34的另一端与接地螺母15电连接。
28.本实用新型的使用方法如下：
29.本实用新型的避雷器传感器在安装时，u型连接片3与下盖1之间具有空隙，可以将下盖1先贴合在电器柜上的接地横杆上，然后使用u型连接片3扣合在下盖1上，接地横杆刚好位于空隙内，然后使用连接片紧固螺杆6将u型连接片3固定连接在下盖1上，实现本传感器在电器柜上的安装，再将避雷器端部的螺杆穿设在固定螺母10的盲孔13内，实现传感器与避雷器的稳定安装。
30.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流入到固定螺母10上、上导电片9上和pcb组件的高压接收端22，上导电片9的电流还通过氧化锌片8后到达下导电片7，因为经过氧化锌片8之后，下导电片7的电压就小于了上导电片9的电压，从而在下导电片7处形成低电压，下导电片7与pcb组件的低压接收端23电连接，从而形成高低电压差，为pcb组件供电。
31.在避雷器刚运行时，此时pcb组件内的单片机27和mcu微控单元29还没有供电，漏电流通过常闭光耦继电器25流向倍流整流电路33，倍流整流电路33开始工作，输出电压给储能电容28，储能电容28一般到5v时，单片机27和mcu微控单元29正常工作。单片机27正常工作后，控制把常闭光耦继电器25打开，常开光耦继电器26闭合。
32.此时漏电流流向采样电阻30，通过采集到的电压值，mcu微控单元29通过fft算法除以采样电阻30，即为电流值，电流值被mcu微控单元29采集。雷击次数采集通过互感器线圈34感应雷击的大电流，互感器线圈34二次端输出高电平，一次雷击即输出一次高电平。单片机27通过中断模式随时采集雷击次数；在过程中，温度传感器检测温度，也由mcu微控单元29控制。电流、温度和雷击次数被mcu微控单元29采集完成后，每隔一段时间通过发射天线32无线方式向后台发送数据。发射天线32传输到后台。
33.在电流值、雷击次数和温度的采集过程中，mcu微控单元29工作的电源靠储能电容28提供。当采集电流的过程结束，单片机27控制常开光耦继电器26打开，常闭光耦继电器25闭合，避雷器又进入电源储能模式。
34.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。