基于Zigbee无线传输技术的高压杆塔线路避雷器在线监测仪制造技术

本实用新型专利技术涉及基于Zigbee无线传输技术的高压杆塔线路避雷器在线监测仪，与现有技术相比解决了无法对避雷器雷击次数和实时状态数据进行有效检测的缺陷。本实用新型专利技术中放大电路的输出端与电能计量芯片的数据输入端相连，光耦的一端并接在放大电路的输入端上，光耦的另一端接在与单片机的外部中断端口上，电能计量芯片的数据输出端与单片机的数据输入端相连，单片机的通信接口连接有Zigbee芯片A，上位机的通信接口连接有Zigbee芯片B，Zigbee芯片A与Zigbee芯片B进行无线通信连接。本实用新型专利技术能够同时测量避雷器的实时数据和记录避雷器雷击动作次数，具有监测效率高和安全稳定的特点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及线路避雷器
，具体来说是基于Zigbee无线传输技术的高压杆塔线路避雷器在线监测仪。
技术介绍
高压杆塔线路避雷器为金属氧化锌避雷器（简称MOA或氧化锌避雷器），由于具有优良的非线性伏安曲线、接近理想的压敏电阻的特点，作为过电压保护设备在电力系统输变电项目中得到大量的应用。但避雷器里的氧化锌电阻会随着运行时间的增长和工作外部环境的影响而产生劣化，其伏安曲线和泄漏电流随之发生变化，且避雷器的外部绝缘若发生破损，内部就会受潮，也同样会造成避雷器的损坏，对输电线路上氧化锌避雷器有效监督是电网安全运行的基础。而在实际应用中发现，避雷器中氧化锌电阻元件的劣化和外绝缘的破损都可以通过氧化锌避雷器泄漏电流的变化而反映出来，因此精确测量出氧化锌避雷器的泄漏电流就可以提前预防氧化锌避雷器的故障和损坏。同时，在输电线路上的氧化锌避雷器配置的动作计数器由于安装位置要在输电杆塔上避雷器旁边，距离地面很高，输电运检人员观测十分困难。当输电线路受到雷击时，很难为判断氧化锌避雷器是否有效保护动作提供可信依据。根据Q/GDW168—2008《输变电设备状态检修试验》5.19.1条规定，输电线路上线路避雷器在一个月的巡检基准周期中必须做相应的的检修试验，但实际工作中由于输电线路上氧化锌避雷器安装高度太高，运检人员很难按电力规程要求做相关检修试验。因此如何在高压输电线路上实现远程无线数据通讯传输，精确测量避雷器的实时状态数据，可靠记录避雷器雷击动作次数已经成为急需解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有技术中无法对避雷器雷击次数和实时状态数据进行有效检测的缺陷，提供一种基于Zigbee无线传输技术的高压杆塔线路避雷器在线监测仪来解决上述问题。为了实现上述目的，本技术的技术方案如下：基于Zigbee无线传输技术的高压杆塔线路避雷器在线监测仪，包括穿心式电流互感器、单片机和避雷器本体，避雷器本体与地面之间连接有地线，还包括充电电容、电压保护元件、采样电阻和电能计量芯片，所述的穿心式电流互感器套装在避雷器本体与地面的地线上，充电电容、电压保护元件和采样电阻均并接在穿心式电流互感器的数据输出端和放大电路的输入端之间，放大电路的输出端与电能计量芯片的数据输入端相连，光耦的一端并接在放大电路的输入端上，光耦的另一端接在与单片机的外部中断端口上，电能计量芯片的数据输出端与单片机的数据输入端相连，单片机的通信接口连接有Zigbee芯片A，上位机的通信接口连接有Zigbee芯片B，Zigbee芯片A与Zigbee芯片B进行无线通信连接。还包括时钟芯片和存储芯片，所述的时钟芯片接在单片机的一号IO接口上，所述的存储芯片接在单片机的二号IO接口上。还包括锂电池，所述的锂电池接在单片机的电源输入端上。有益效果本技术的基于Zigbee无线传输技术的高压杆塔线路避雷器在线监测仪，与现有技术相比能够同时测量避雷器的实时数据和记录避雷器雷击动作次数，具有监测效率高和安全稳定的特点。通过采用穿心式电流互感器进行采集取样的设计，能够方便地安装在不易读取数据的高压杆塔避雷器上，监测高压杆塔避雷器的动作和老化情况，保证了所在输电线路的稳定运行和安全性。通过充电电容和光耦的组合设计，当避雷器动作（遇雷击）时，单片机记录动作次数和动作时间，上位机通过Zigbee招收记录数据。附图说明图1为本技术的电路连接原理图；其中，1-穿心式电流互感器、2-单片机、3-充电电容、4-电压保护元件、5-电能计量芯片、6-光耦、7-放大电路、8-Zigbee芯片A、9-Zigbee芯片B、10-上位机、11-时钟芯片、12-存储芯片、13-锂电池、14-采样电阻。具体实施方式为使对本技术的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：如图1所示，本技术所述的基于Zigbee无线传输技术的高压杆塔线路避雷器在线监测仪，包括穿心式电流互感器1、单片机2和避雷器本体，避雷器本体与地面之间连接有地线。穿心式电流互感器1用于进行采集取样，其具有体积小、易安装的特点，适合安装在不易读取数据的高压杆塔避雷器上，监测高压杆塔避雷器的动作和老化情况，保证了所在输电线路的稳定运行和安全性。充电电容3、电压保护元件4、采样电阻14三者构成信号预处理模块，采样电阻14将电流转换为电压，电压保护元件4提供在电流值过大时的保护功能，充电电容3用于存储电量以导通光耦，从而用于雷击判断。穿心式电流互感器1套装在避雷器本体与地面的地线上，获取避雷器上泄漏电流的大小。充电电容3、电压保护元件4和采样电阻14均并接在穿心式电流互感器1的数据输出端和放大电路7的输入端之间，即充电电容3的一端、电压保护元件4的一端和采样电阻14的一端均并接在穿心式电流互感器1的数据输出端上，充电电容3的另一端、电压保护元件4的另一端和采样电阻14的另一端均并接在放大电路7的输入端上。放大电路7用于对信号进行放大处理，放大电路7的输出端与电能计量芯片5的数据输入端相连，电能计量芯片5测出避雷器本体上泄漏电流值。电能计量芯片5的数据输出端与单片机2的数据输入端相连，电能计量芯片5测出的泄漏电流值直接传给单片机2，从而实现避雷器的实时数据测量。针对于避雷器雷击次数的测量则采用光耦6的设计，光耦6的一端并接在放大电路7的输入端上，当避雷器受到雷击时，其瞬间电流较大，充电电容3上电，充电电容3上电后导通光耦6。光耦6的另一端接在与单片机2的外部中断端口上，在光耦6导通后，其向单片机2的外部中断端口发送一个高电平信号，单片机2收到此信号后则认定受到雷击一次，进行内部计数，从而实现雷击次数的记录功能。单片机2对外通讯则可以通过无线Zigbee传输技术来实现，单片机2的通信接口连接有Zigbee芯片A8，在上位机10的通信接口连接有Zigbee芯片B9，Zigbee芯片A8与Zigbee芯片B9进行无线通信连接，将单片机2获取的泄漏电流数据、雷击次数发至上位机10，供用户观测。为了实现设备的定时监测，每隔2小时监测并记录一次避雷器的泄漏电流值，其还可以包括时钟芯片11和存储芯片12，时钟芯片11接在单片机2的一号IO接口上，所述的存储芯片12接在单片机2的二号IO接口上，使得每隔2小时监测并记录一次避雷器的泄漏电流值，可在存储芯片12中记录最近一年内的泄漏电流数据。同样，单片机2的电源供应则可以通过锂电池13进行供电，锂电池13接在单片机2的电源输入端上。在实际使用时，穿心式电流互感器1每隔2小时监测一次避雷器本体上的泄露电流，并经过采样电阻14、放大电路7传至电能计量芯片5，电能计量芯片5将泄露电流值传给单片机2，单片机2再通过Zigbee芯片A8传送给Zigbee芯片B9，传至上位机10供用户查看。当发生雷击时，瞬间电流给充电电容3上电，充电电容3上电后导通光耦6，光耦6给单片机2的外部中断端口传送高电平信号，单片机2进行计数，并将计数结果通过Zigbee芯片A8传送给Zigbee芯片B9，传至上位机10供用户查看。以上显示和描述了本技术的基本原理、主要特征和本技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于Zigbee无线传输技术的高压杆塔线路避雷器在线监测仪，包括穿心式电流互感器（1）、单片机（2）和避雷器本体，避雷器本体与地面之间连接有地线，其特征在于：还包括充电电容（3）、电压保护元件（4）、采样电阻（14）和电能计量芯片（5），所述的穿心式电流互感器（1）套装在避雷器本体与地面的地线上，充电电容（3）、电压保护元件（4）和采样电阻（14）均并接在穿心式电流互感器（1）的数据输出端和放大电路（7）的输入端之间，放大电路（7）的输出端与电能计量芯片（5）的数据输入端相连，光耦（6）的一端并接在放大电路（7）的输入端上，光耦（6）的另一端接在与单片机（2）的外部中断端口上，电能计量芯片（5）的数据输出端与单片机（2）的数据输入端相连，单片机（2）的通信接口连接有Zigbee芯片A（8），上位机（10）的通信接口连接有Zigbee芯片B（9），Zigbee芯片A（8）与Zigbee芯片B（9）进行无线通信连接。

【技术特征摘要】
1.基于Zigbee无线传输技术的高压杆塔线路避雷器在线监测仪，包括穿心式电流互感器（1）、单片机（2）和避雷器本体，避雷器本体与地面之间连接有地线，其特征在于：还包括充电电容（3）、电压保护元件（4）、采样电阻（14）和电能计量芯片（5），所述的穿心式电流互感器（1）套装在避雷器本体与地面的地线上，充电电容（3）、电压保护元件（4）和采样电阻（14）均并接在穿心式电流互感器（1）的数据输出端和放大电路（7）的输入端之间，放大电路（7）的输出端与电能计量芯片（5）的数据输入端相连，光耦（6）的一端并接在放大电路（7）的输入端上，光耦（6）的另一端接在与单片机（2）的外部中断端口上，电能计量芯片（5）的数据输出端与单片...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐继富，胡枭然，涂昊，余斌，甘先苗，韩锐，刘清，张建怀，陈文杰，张驰，
申请(专利权)人：国网安徽省电力公司安庆供电公司，国家电网公司，合肥科鼎电气有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34