一种避雷器监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及高压电气设备技术领域，特别涉及一种避雷器监测装置。


背景技术：

2.金属氧化物避雷器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应用。
3.避雷器的漏电流是指在避雷器持续运行且未执行保护动作的情况下流过避雷器的电流，避雷器的漏电流是避雷器带电运行时其判断内部是否受潮，元件是否异常等情况的重要手段。
4.鉴于前述避雷器的重要作用，如何提供一种避雷器监测装置，提供避雷器漏电流的相关信息，为运维人员通过漏电流判断避雷器运行状态提供参考依据，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种避雷器监测装置，能够显示避雷器的漏电流的有效值、波形和谐波分量值等相关信息，为运维人员通过漏电流判断避雷器运行状态提供参考依据。
6.为实现上述目的，本实用新型提供一种避雷器监测装置，包括：主电路、电流采样电路、微处理器电路和波形显示电路，其中，
7.所述主电路与避雷器相连，采集所述避雷器的漏电流并显示所述漏电流的有效值；
8.所述微处理器电路经所述电流采样电路与所述主电路相连；
9.所述波形显示电路与所述微处理器电路相连；
10.所述微处理器电路经所述电流采样电路接收所述漏电流，并向所述波形显示电路输出数据信号；
11.其中，所述数据信号用于所述波形显示电路显示所述漏电流的波形和谐波分量值。
12.可选的，所述主电路包括：取样保护电路、整流滤波电路和电流显示电路，其中，
13.所述取样保护电路的输入端与避雷器相连；
14.所述取样保护电路的输出端与所述整流滤波电路的交流侧相连；
15.所述整流滤波电路的直流侧与所述电流显示电路相连。
16.可选的，所述电流采样电路串联于所述取样保护电路与所述整流滤波电路之间。
17.可选的，所述主电路还包括：保护电路，其中，
18.所述保护电路串联于所述整流滤波电路与所述电流显示电路之间。
19.可选的，所述取样保护电路包括串联连接的高阻态非线性电阻片。
20.可选的，本实用新型提供的避雷器监测装置还包括：动作次数显示电路，其中，
21.所述动作次数显示电路与所述微处理器电路相连；
22.所述动作次数显示电路接收并显示所述微处理器电路发送的避雷器的累计动作次数信号。
23.可选的，本实用新型提供的避雷器监测装置，还包括：通信模块，其中，
24.所述通信模块分别与所述微处理器电路以及上位机通信连接；
25.所述通信模块用于传输与所述漏电流相关的电气数据。
26.可选的，所述通信模块包括无线通信模块或rs485通信模块。
27.可选的，所述电流采样电路包括第一电流采样电路和第二电流采样电路，其中，
28.所述第一电流采样电路的输入端和所述第二电流采样电路的输入端分别与所述主电路相连；
29.所述第一电流采样电路的输出端和所述第二电流采样电路的输出端分别与所述微处理器电路相连。
30.可选的，本实用新型提供的避雷器监测装置，还包括：壳体，其中，
31.所述主电路、所述电流采样电路、所述微处理器电路、所述波形显示电路、所述动作次数显示电路和所述通信模块均安装于所述壳体内。
32.本实用新型提供的避雷器监测装置，包括：主电路、电流采样电路、微处理器电路和波形显示电路，主电路与避雷器相连，采集避雷器的漏电流并显示漏电流的有效值，微处理器电路经电流采样电路与主电路相连，波形显示电路与微处理器电路相连，微处理器电路经电流采样电路接收漏电流，并向波形显示电路输出数据信号，以使波形显示电路显示漏电流的波形和谐波分量值。本实用新型提供的避雷器监测装置，能够显示避雷器漏电流的有效值、波形以及谐波分量值等与避雷器运行状态密切相关电气参数，能够为运维人员判断避雷器的运行状态提供参考依据，确保及时更换故障避雷器，确保电气设备的安全可靠运行。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术内的技术方案，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，下面描述内的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1是本实用新型实施例提供的一种避雷器监测装置的结构框图；
35.图2是本实用新型实施例提供的另一种避雷器监测装置的结构框图；
36.图3是本实用新型实施例提供的再一种避雷器监测装置的结构框图；
37.图4是本实用新型实施例提供的又一种避雷器监测装置的结构框图；
38.图5是本实用新型实施例提供的另一种避雷器监测装置的结构框图。
具体实施方式
39.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本技术保护的范围。
40.本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
41.需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
42.需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
43.参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种避雷器监测装置的结构框图，如图1所示，本实施例提供的避雷器监测装置包括：主电路10、电流采样电路20、微处理器电路30和波形显示电路40，其中，
44.主电路10与避雷器50相连，主电路10用于采集避雷器50的漏电流并显示漏电流的有效值，即运维人员基于主电路10的显示，可以直观的确定当前避雷器的漏电流的有效值。
45.电流采样电路20的输入端与主电路10相连，电流采样电路20的输出端与微处理器电路30相连，即微处理器电路30经电流采样电路20与主电路10相连。电流采样电路20主要用于将主电路10采集的漏电流转换为微处理器电路30可以识别的数据信号，确保微处理器电路30能够准确、可靠、安全的接收到主电路10的避雷器漏电流。
46.波形显示电路40与微处理器电路30相连，微处理器电路30在接收电流采样电路20数据转换后的漏电流数据，对所得漏电流数据进行分析和计算，并向波形显示电路40输出数据信号，通过波形显示电路40显示漏电流的波形和谐波分量值。可选的，本实施例述及的谐波分量值主要包括基波分量值、3次谐波分量值、5次谐波分量值以及7次谐波分量值，当然，还可以包括漏电流的有效值。也就是说，通过本实施例提供的避雷器监测装置，运维人员可以直观、便捷的获知表征避雷器运行状态的关键信息。
47.需要说明的是，对于基于所得漏电流进行分析计算，确定漏电流谐波分量的过程，可以基于现有技术实现，本实用新型对此不做具体限定。
48.综上所述，本实施例提供的避雷器监测装置，能够显示避雷器漏电流的有效值、波形以及谐波分量值等与避雷器运行状态密切相关电气参数，能够为运维人员判断避雷器的运行状态提供参考依据，确保及时更换故障避雷器，确保电气设备的安全可靠运行。
49.可选的，参见图2，图2是本实用新型实施例提供的另一种避雷器监测装置的结构框图，在图1所示实施例的基础上，本实施例进一步给出主电路的可选构成方式。
50.具体的，本实施例提供的避雷器监测装置中，主电路包括：取样保护电路110、整流滤波电路120和电流显示电路130，其中，
51.取样保护电路110的输入端与避雷器50相连，具体的，取样保护电路110输入侧的电流流入端与避雷器50的低压端相连，取样保护电路110输入侧的电流流出端接地，进一步的，取样保护电路110的输出侧的第一连接端经电流采样电路20与整流滤波电路120交流侧的第一输入端相连，即电流采样电路20串联与取样保护电路110与整流滤波电路120之间，取样保护电路110输出侧的第二连接端与整流滤波电路120交流侧的第二输入端相连，整流滤波电路120的直流侧与电流显示电路130相连，通过整流滤波电路120的整流滤波作用，可
以得到漏电流的有效值，并进一步通过电流显示电路130显示该有效值。
52.可选的，取样保护电路110设置有串联连接于高压回路的高阻态非线性电阻片，用于对避雷器的漏电流进行采样，并输出至后级电路，同时，还可以在避雷器动作时通过导通的非线性电阻片保护与其相连的电流采样电路20以及其他后级电路免受大电流的冲击。
53.进一步的，参见图3所示，主电路中还可以进一步包括保护电路140。如图3所示，保护电路140串联于整流滤波电路120与电流显示电路130之间，通过保护电路140为电流显示电路130提供过载保护，防止电流显示电路130因为过载而损坏。
54.可选的，虽然电流采样电路20与取样保护电路110都具有电流采样功能，但是电流采样电路20与取样保护电路110的构成完全不同。具体的，电流采样电路20包括第一电流采样电路(图中未示出)和第二电流采样电路(图中未示出)，其中，
55.第一电流采样电路的输入端和第二电流采样电路的输入端分别与主电路相连，可以接收主电路，具体是取样保护电路110采集的避雷器漏电流，进一步的，第一电流采样电路的输出端和第二电流采样电路的输出端分别与微处理器电路30相连，将转换后满足微处理器电路30读取要求的漏电流数据发送给微处理器电路30。
56.可选的，在实际应用中，第一电流采样电路可以选择小电流零磁通互感器电路实现，而第二电流采样电路则可以基于大电流互感器电路实现，通过二者配合，可以实现对避雷器漏电流波形和数据进行采样，具有高压电路与数模电路的物理隔离作用，实现了避雷器漏电流的采集又可以免受避雷器冲击大电流的直接冲击，保证微处理器电路30可以长期稳定的工作。
57.具体的，上述小电流零磁通互感器电路采用穿心式结构和双级零磁通电流互感器原理，结合独特的深度负反馈补偿技术和双屏蔽抗干扰等技术，实现小电流的谐波和波形的采集测量，其具有测量频带宽、精度高、抗干扰能力强等特点。同时，零磁通互感器电路由于坡莫合金的磁饱合性能和输出线圈两端增加限幅保护电路，其输出可满足后续微处理器电路的技术要求。
58.大电流互感器电路同样采用坡莫合金铁芯，大电流冲击时会通过磁饱合和线圈输出端增加多级限幅保护电路钳制输出电压，满足微处理器电路的使用要求。
59.可选的，参见图4，图4是本实用新型实施例提供的又一种避雷器监测装置的结构框图，在图3所示实施例的基础上，本实施例提供的避雷器监测装置，还包括：动作次数显示电路60。
60.动作次数显示电路60的输入端与微处理器电路30相连，能够接收并显示微处理器电路30发送的避雷器的累计动作次数。
61.可选的，微处理器电路30与第二电流采样电路相连，即大电流互感器电路相连，大电流互感器是无源式坡莫合金铁芯的电流互感器，对小电流几乎无反应，只对避雷器的大电流输出为宽范围的电压波形，在一定范围内线性输出，输入电流超过一定限值时由于磁饱合作用及限幅电路的作用下，大电流互感器的输出电压会钳制在安全范围之内。在大电流互感器的线性输出范围内设定避雷器动作的门槛值判断电路，微处理器电路30可通过超出门槛值的持续时间来判断是否为避雷器的动作引起的有效信号，记录为避雷器的一次动作。
62.因此，通过本实施例提供的避雷器监测装置，运维人员可以直观的看到避雷器的
累计动作次数，提醒运维人员及时对避雷器进行检测或者更换。
63.可选的，参见图5，图5是本实用新型实施例提供的另一种避雷器监测装置的结构框图，在图4所示实施例的基础上，本实施例提供的监测装置，还包括：通信模块70，其中，
64.在实际应用中，通信模块70可以选用无线通信模块或rs485通信模块实现，当然，同样可以选择其他能够进行通信数据传输的通信模块实现，在不超出本实用新型核心思想范围的前提下，同样属于本实用新型保护的范围内。
65.如图5所示，通信模块70分别与微处理器电路30以及上位机(图中未示出)通信连接，通信模块70主要用于在微处理器电路30和波形显示电路40之间传输与漏电流相关的电气数据，比如，前述避雷器的累计动作次数、漏电流的波形、有效值以及谐波分量等数据。
66.通过通信模块，可以使得位于远端的运维人员和现场的运维人员同时看到避雷器的监测信息，或者，在现场没有运维人员的情况下，还可以通过位于远端的上位机获得避雷器的监测信息，有助于提高运维作业的安全性和便捷性。
67.进一步的，运维人员还可以通过上位机向微处理器电路发送控制指令，或者，读取微处理器电路中的指定信息，当然，还可以通过上位机实现监测数据的备份和统一管理。
68.可选的，针对上述任一项实施例提供的避雷器监测装置，还可以包括：壳体。前述各实施例中述及的避雷器监测装置的可选构成，比如主电路、电流采样电路、微处理器电路、波形显示电路、动作次数显示电路以及通信模块等，均可以集成安装于该壳体内。通过壳体的保护作用，可以确保避雷器监测装置的安全性，同时，还可以确保避雷器监测装置不会轻易受到损坏，有助于延长避雷器监测装置的使用寿命。
69.下面以图5所示实施例提供的避雷器监测装置为例，说明本实用新型提供的避雷器监测装置的工作过程：
70.主电路中的取样保护电路110与避雷器50相连，将避雷器回路中的漏电流接入取样保护电路110，整流滤波电路120对避雷器漏电流进行整流滤波并通过保护电路140将整流滤波后的避雷器漏电流传输至电流显示电路130，用于现场避雷器的漏电流的实时显示；保护电路140为电流显示电路130提供过载保护。
71.进一步的，电流采样电路20为微处理器电路30提供避雷器漏电流波形和电流数据进行采样，电流采样电路20串接于取样保护电路110和整流滤波电路120之间，具有高压电路与数模电路的物理隔离作用，实现避雷器漏电流采集的同时，还可以免受避雷器冲击大电流的直接冲击，保证微处理器电路30可以长期稳定的工作。
72.其中，微处理器电路30接收电流采样电路20的避雷器漏电流数据，实时计算避雷器漏电流的有效值、基波值、3次谐波值、5次谐波值以及7次谐波值，同时实时采集避雷器漏电流的波形数据，将漏电流波形和前述电流参数发送至波形显示电路40予以展示。进一步的，通过通信模块70上传至避雷器ied装置或上位机，方便位于远端的运维人员实时监测避雷器漏电流的波形变化和电流参数。
73.进一步的，微处理器电路30接收电流采样电路20的避雷器动作时冲击电流的过电压数据，并根据所得过电压数据确定避雷器是否动作，进而确定避雷器的累计动作次数，将所得累计动作次数发送至动作次数显示电路60，通过动作次数显示电路60显示避雷器的累计动作次数，使得现场的运维人员可以及时判断是否需要对避雷器进行检修或更换。同时，微处理器电路30通过通信模块70将避雷器的累计动作次数上传至前述的避雷器ied装置或
上位机，保证上传的避雷器累计动作次数与现场的累计动作次数的一致。
74.通过上述内容可以看出，通过本实用新型提供的避雷器监测装置，运维人员可以在现场直观的看到避雷器的累计动作次数、漏电流波形、漏电流有效值，以及漏电流的基波分量值、3次谐波分量值、5次谐波分量值以及7次谐波分量值，即能够看到几乎全部能够直接反应或间接反应避雷器运行状态的参数数据，进而能够对是否需要更换或检修避雷器进行决策，进而及时的对性能下降至无法满足实际应用要求的避雷器进行更换或检修。
75.进一步的，还可以将上述与避雷器运行状态有关的数据同步的上传至上层控制装置，确保运维人员在远端同样可以通过的获取相关数据，有助于提供运维检修工作的安全性和便捷性。
76.需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
77.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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，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物品或者设备中还存在另外的相同要素。
78.对所公开的实施例的上述说明，使本领域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。
79.尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。
80.虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实施例中。
81.以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
82.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。