电涌抑制器监控装置和包括监控装置的监控系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于电涌抑制器的监控装置和包括监控装置的监控系统。所述监控装置包括：用于对电涌抑制器(3)和地之间流动的总漏电流进行检测的装置(6)；场传感器(9)，其用于检测电涌抑制器(3)附近的电场；和通信单元(13)，其用于向外部装置(2)非接触式地发送数据，通信单元(13)为近场通信单元，其用于通过近场通信(NFC)进行非接触式数据交换。

【技术实现步骤摘要】
电涌抑制器监控装置和包括监控装置的监控系统
本专利技术涉及用于电涌抑制器的监控装置和包括这种监控装置的监控系统。
技术介绍
在能源网络中，电涌抑制器(surgearrester)通常连接在带电线路和地之间。现代电涌抑制器包括所谓的变阻器，即，在截止电压以下是非常好的绝缘体但是如果超过该截止电压则突然变为非常好的导体的元件。电涌抑制器用于保护网络中的其它部件免受过电压，比如可由例如雷击等引起的过电压。通常将这些电涌抑制器在网络中放置很长时间，即，30年以上。当今使用的大多数电涌抑制器包括氧化锌变阻器。这些氧化锌变阻器趋向于在多年后老化，特别是在电涌抑制器重复地响应于过电压(即，重复地从绝缘状态至导电状态来回切换)的情况下。这种老化会导致所谓的漏电流(即，在绝缘状态下仍会流过电涌抑制器的电流)渐渐增大。然而，过量漏电流是个问题，因为其可导致电涌抑制器变得过热，进一步使漏电流增大，这在最差情况下导致热不稳定性从而导致电涌抑制器毁坏。另一个问题是可能对电涌抑制器的壳体的污染，这可能会产生沿壳体的爬电电流(creepagecurrent)。由于大多数时候电涌抑制器仅以绝缘体的形式并入到网络中，因此，非常难以检查它们的操作性能。根据EP1356561B1已知一种用于电涌抑制器的监控系统。此外，“Metalloxid-AbleiterinHochspannungsnetzenGrundlagen”[高压网络中金属氧化物抑制器原理]VolkerHinrichsen,第三版,版权2012：西门子AG能源部门Freyeslebenstraβe191058Erlangen展示了一种作为在电涌抑制器外部设置的装置的漏电流监控装置，该装置测量当时流过电涌抑制器的漏电流。这涉及对电流的峰值进行检测。显示该峰值本身或比例因子方式的视在均方根值。还主要存在一种集成式电涌计数器，其计数电涌抑制器的响应频率。这种漏电流监控装置在接地线上与电涌抑制器串联。更多近期研究基于对漏电流的三次谐波(thirdharmonic)做出评估并将其用于评估电阻分量。电压中三次谐波的影响(这可极大地改变测量)由内建电场传感器(e-fieldsensor)或场传感器(fieldsensor)补偿。测得值可以通过无线接口发送，从而使得可以通过计算机来进一步评估和归档。所引用的现有技术因此提出设置对流过电涌抑制器的漏电流随时间的变化以及电涌事件进行记录的监控系统。通过读出对结果的这种记录和相应评估，可以给出电涌抑制器仍然符合规范的程度或是否需要进行更换的预测。根据所引用的现有技术，场传感器或电场传感器通过地线接地，并且通过电流测量装置测量由电场引起的从场传感器到地的电流。用于向现有技术的监控系统供应能量而设置的电路在监控系统未测量电流时将从场传感器到地的电流导入至能量存储。这存在需要用于切换的额外支出的缺点，并且还存在能量供应的可靠性仅在有限范围内得以确保的缺点，特别是每当场传感器的接地受到环境影响、腐蚀等的损害时。还已知的是通过太阳能电池的方式向监控装置供应能量。然而，这使得构造更加昂贵且复杂。此外，太阳能电池无法可靠地对装置进行供应，例如在高纬度(60°以上)处、在其它长期黑暗期间或在室内使用的情况下。关于“红绿灯”形式的监控装置，其显示绿色、黄色或红色光，但是不会另外向外部发送数据，还已知从漏电流自身实现能量供应。已知场传感器通常布置在电涌抑制器附近并与地线连接。电流测量装置持续或间歇性地测量场传感器与地之间的电流。场传感器可视作具有很高内电阻的电压源。如果承受低阻抗电路负荷，则场传感器电压击穿，这会改变测得值。在现有技术中，向外部发送测量结果通过监控装置上的显示装置(即，通过目视检查)进行或者通过无线或有线数据发送进行。这里使用的已知无线技术为868MHz、Zigbee、Wi-Fi、GPRS。然而，采用优选的无线通信时，如果各自具有监控装置的若干个电涌抑制器被靠近放置在一起，则存在问题，这是因为必须确保至各个电涌抑制器的唯一的数据分配。此外，这种类型的数据发送需要大量的能量，因此仅通过漏电流方式供应能量必然不够，因此，在现有技术中设置了其它能量源，大多数为太阳能电池。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种改进的监控装置和一种改进的监控系统，其不存在这些问题。通过根据一个实施例的监控装置和另一个实施例的监控系统而实现所述目的。其它实施例涉及本专利技术进一步的有益设计。具体地，本专利技术涉及一种用于电涌抑制器的监控装置，其包括：用于对电涌抑制器和地之间流动的总漏电流进行检测的装置；场传感器，其用于检测电涌抑制器附近的电场；和通信单元，其用于向外部装置非接触式地发送数据。根据本专利技术，通信单元为近场通信单元，其用于通过近场通信(NFC)进行非接触式数据交换。优选地，设置电压测量单元，其检测场传感器处的电压。进一步优选地，本专利技术包括能量供应单元，其将总漏电流用于提供供应至监控装置的能量。在该监控装置中，还可以设置评估逻辑，其设计为根据以下公式计算漏电流的电阻分量的二次谐波(secondharmonic)的幅度I3r：I3r＝I3t–K(I1t/U1p)U3p其中：I3t为总漏电流的二次谐波的幅度，I1t为总漏电流的幅度；U1p为场传感器处的总电压的幅度；U3p为场传感器处的电压的二次谐波的幅度；并且其中K为规定的常数。数据存储器用于将总漏电流的补偿后二次谐波的二次谐波的幅度与时间标记一起存储。除了总漏电流的二次谐波的补偿后二次谐波的幅度之外，本专利技术还可以检测总漏电流的峰值Ipeak和/或功率脉冲电流Ipuls，所述功率脉冲电流Ipuls为电涌抑制器响应时电流脉冲的幅度值。类似地，可以设置电涌计数器，其对电涌抑制器抑制过电压的频率进行计数。根据本专利技术的用于监控电涌抑制器的监控系统包括上述类型的监控装置和接收单元，所述接收单元用于通过近场通信方式从监控装置无线地接收数据。附图说明以下基于优选实施例并参照附图描述本专利技术，在附图中：图1示出了监控装置的示图；图2示出了整个监控系统的框图；图3示出了监控装置的框图；图4示出了能量供应的块形式的细节；和图5示出了场传感器处电压测量的电路图详细示图。具体实施方式下面基于优选实施例描述本专利技术。如图1所示，监控装置包括监控单元26，其通过线缆27连接至发送单元28。监控单元26包括壳体29，其将要直接设置在电涌抑制器3(未示出)附近。壳体29可以包括显示单元，其可视地发送当时适用的操作状态信号和/或各单独的测试参数信号。线缆27从监控单元26的壳体29延伸至发送单元28。发送单元28通常布置在距监控单元26一定距离处，从而其可由用户毫无问题和毫无危险地接近。发送单元28设计成其可用作配有近场通信装置(NFC)的市售智能电话2的接收区域。图2示出了根据本专利技术的监控系统的框图。电涌抑制器由附图标记3示意性地表示。该抑制器连接在带电线路和地之间。与电涌抑制器3的接地侧连接的是监控装置1。监控装置1设计为使得其通过近场通信(NFC)非接触式地发送待测数据或经处理数据至接收单元2(例如，智能电话)。智能电话2随后可以将其部分通过线缆或其它通信装置连接至市售计算机25或者通过互联网功能连接至互联网22并随后通过适当网站23连接至服务器24本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电涌抑制器的监控装置，包括：用于对电涌抑制器(3)和地之间流动的总漏电流进行检测的装置(6)；场传感器(9)，其用于检测所述电涌抑制器(3)附近的电场；和通信单元(13)，其用于向外部装置(2)非接触式地发送数据；其特征在于，所述通信单元(13)为近场通信单元，其用于通过近场通信(NFC)进行非接触式数据交换。

【技术特征摘要】
1.一种用于电涌抑制器的监控装置，包括：用于对电涌抑制器(3)和地之间流动的总漏电流进行检测的装置(6)；场传感器(9)，其用于检测所述电涌抑制器(3)附近的电场；和通信单元(13)，其用于向外部装置(2)非接触式地发送数据；其特征在于，所述通信单元(13)为近场通信单元，其用于通过近场通信(NFC)进行非接触式数据交换。2.根据权利要求1所述的监控装置，其特征在于，电压测量单元(10)，其检测所述场传感器(9)处的电压。3.根据权利要求1或2所述的监控装置，其特征在于，能量供应单元(5、7)，其将总漏电流用于提供供应至所述监控装置的能量。4.根据权利要求1-3中任一项所述的监控装置，其特征在于，微处理器(12)，其设计为根据以下方程计算总漏电流的补偿后二次谐波的幅度I3r：I3...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·拉施克，
申请(专利权)人：垂德尔塔麦登沙有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE