一种避雷器绝缘在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种避雷器绝缘在线监测系统，其包含：主机，连接母线；主采集器模块，连接相应的待检测避雷器导地线，通过EtherCAT实时通信网络连接所述主机；其中，所述的主机包含：MCU主处理单元；电压采样单元、第一EtherCAT控制单元、第一电源单元；其中，所述的主采集器模块包含：互感器、第二EtherCAT控制单元、信号处理单元、主处理单元、第二电源单元。其优点是：可以在网络范围内提供信号抖动小于1微秒的、非常精确的时钟基，提高了同步精度，并且由于同步精度的提高，从而本质上大大提高了该产品的检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种避雷器绝缘在线监测系统
本技术涉及电力系统变电领域，具体涉及一种避雷器绝缘在线监测系统。
技术介绍
避雷器绝缘在线监测系统中重要参数是阻性电流、全电流和雷击次数。目前市场上类似的系统常用的方法有：总泄露电流法、三次谐波法、谐波电流补偿法、高次谐波计算法、基波法等，其中获得阻性电流值、全电流最精确的是谐波分析法。谐波分析法的测量原理是，首先由传感器获得流过避雷器的总泄露电流信号和避雷器运行电压信号，利用波形采集装置将此时域波形同步地转换为数字化离散信号，然后利用计算机将两个离散数字波形信号经离散傅里叶变换或快速傅里叶变换(FFT)，求出电压、电流的各次谐波相角，进而从总泄漏电流中分离出阻性电流基波值和阻性电流各次谐波值。该系统一般由一台主机和几十个甚至上百个监测器组成。主机负责获取避雷器运行电压信号，监测器负责获取避雷器总泄露电流信号。系统如何保证同时采集电压、电流信号是系统计算精度的最主要因素。目前市场上多数设备的同步都存在或多或少的时间差，精度收到了相应的影响。同步对精度的影响如下：当基于同步时钟脉冲对多路异地交流数据量进行同步采样时,先不考虑装置内部晶振频率误差影响，非同步采样会导致谱估计的偏差。设有对A路周期为T的电信号进行等间隔的交流采样得到抽样序列QUOTE,QUOTE,QUOTE,QUOTE,QUOTE，对B路周期也为T的电信号以相同采样频率等间隔采样得到的抽样序列QUOTE,QUOTE,QUOTE,QUOTE,QUOTE，则采样序列时间差：理想状态：Δt=QUOTE=0。如果采样点间的时间间隔没有保持严格一致，Δt<0时则表示A路信号采样时间超前B路信号采样时间，Δt>0时则表示A路信号采样时间滞后B路信号采样时间。可以推出角度差的最大误差：QUOTE(弧度)。由上述公式可以得知，如果提高同步精度也就是缩小Δt的时间，则能够极大的提高该设备的检测精度。但是现在市场上的类似产品针对同步方面主要采用RS485现场总线的方式来解决。该总线传输速率较低，并且在远距离和多终端情况下抗干扰差、传输速率下降明显。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种避雷器绝缘在线监测系统，其利用EtherCAT现场总线技术，实现提高避雷器在线监测系统的精度。为了达到上述目的，本技术通过以下技术方案实现：一种避雷器绝缘在线监测系统，其特征是，包含：主机，连接母线；主采集器模块，连接相应的待检测避雷器导地线，通过EtherCAT实时通信网络连接所述主机；其中，所述的主机包含：MCU主处理单元；电压采样单元，连接母线及MCU主处理单元，负责采样母线的三相电压；第一EtherCAT控制单元，连接MCU主处理单元，负责与采集器模块之间的信息通讯；第一电源单元，分别连接MCU主处理单元、电压采样单元以及第一EtherCAT控制单元；其中，所述的主采集器模块包含：互感器，连接相应的待检测避雷器导地线，负责采集避雷器导地线的全电流；第二EtherCAT控制单元，负责与主机之间的信息通讯；信号处理单元，连接互感器；主处理单元，分别连接信号处理单元及第二EtherCAT控制单元；第二电源单元，分别连接互感器、第二EtherCAT控制单元、主处理单元以及信号处理单元。上述的避雷器绝缘在线监测系统，其中：所述的第一EtherCAT控制单元以及第二EtherCAT控制单元各自包含一EtherCAT协议收发器和EtherCAT协议控制器。上述的避雷器绝缘在线监测系统，其中：所述的主机还连接一后台服务器。上述的避雷器绝缘在线监测系统，其中：所述的主采集器模块后还依次通过EtherCAT实时通信网络串接多个从采集器模块，且每个从采集器模块分别连接相应的各个待检测的避雷器导地线。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、在EtherCAT中，数据交换完全基于纯粹的硬件设备，可以在网络范围内提供信号抖动小于1微秒的、非常精确的时钟基，提高了同步精度，并且由于同步精度的提高，从而本质上大大提高了该产品的检测精度；2、1个主机可以扩展65535个采集器模块，多终端能力强；3、主机与采集器模块的距离可以达到40KM；4、采用EtherCAT可以免受电磁及其它外界干扰。附图说明图1为本技术的系统框图。具体实施方式以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本技术做进一步阐述。如图1所示，本技术公开了一种避雷器绝缘在线监测系统，其包含：主机1，连接母线，用于采样母线三相电压，并对问题避雷器导地线的绝缘状态进行判断和预警；主采集器模块2，连接相应的待检测避雷器导地线，通过EtherCAT实时通信网络连接所述主机1，用于将来自主机1的母线三相电压信息与采集到的相应避雷器导地线的全电流信息进行合并计算以得到电流参数值；所述的主机1还连接一后台服务器，实现数据在服务器上的同步显示和记录。所述的主机1包含：MCU主处理单元11；电压采样单元12，连接母线及MCU主处理单元11，负责采样母线的三相电压；第一EtherCAT控制单元13，连接MCU主处理单元11，负责与采集器模块2之间的信息通讯；第一电源单元14，分别连接MCU主处理单元11、电压采样单元12以及第一EtherCAT控制单元13。所述的主采集器模块2包含：互感器25，连接相应的待检测避雷器导地线，负责采集避雷器导地线的全电流；第二EtherCAT控制单元21，负责与主机1之间的信息通讯；信号处理单元23，连接互感器25；主处理单元22，分别连接信号处理单元23及第二EtherCAT控制单元21；第二电源单元24，分别连接互感器25、第二EtherCAT控制单元21、主处理单元22以及信号处理单元23。本技术在传输速率和数据量方面较较现有技术都有很大的提高，解决了现有技术在长距离、多终端情况下出现的效率低和抗干扰能力差的问题，能够极大的提高该设备的检测精度。所述的第一EtherCAT控制单元13以及第二EtherCAT控制单元21各自由一EtherCAT协议收发器和EtherCAT协议控制器构成。EtherCAT控制单元采用主处理芯片采用Cortex-A8内核。值得注意的是，上述的EtherCAT控制单元是现有的，技术人员可根据具体使用需要对EtherCAT控制单元进行设计。由于采用了EtherCAT技术，因此1个主机可以扩展65535个采集器模块，主机与采集器模块的距离可以达到40KM；在本技术的一实施例中，所述的主采集器模块2后还依次通过EtherCAT实时通信网络串接多个从采集器模块，从采集器模块的结构组成与主采集器模块2相同，且每个从采集器模块分别连接相应的各个待检测的避雷器导地线。本技术的工作原理是：主机1采集母线三相电压，并根据采集到的三相电压计算相位和频率参数，将计算结果广播给主采集器模块2及各个从采集器模块；主采集器模块2及各个从采集器模块分别通过各自采集到的全电流以及接收到的母线三相电压计算结果得出阻性电流、泄露电流、容性电流；主机1收集主采集器模块2以及各个从采集器模块计算出的阻性电流、泄露电流、容性电流，并上传到服务器保持同步；主机1对收到的数据进行判断，若泄露电流超过预定值，向服务器进行报警处理，若泄露电流正常，则本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种避雷器绝缘在线监测系统，其特征在于，包含：主机（1），连接母线；主采集器模块（2），连接相应的待检测避雷器导地线，通过EtherCAT实时通信网络连接所述主机（1）；其中，所述的主机（1）包含：MCU主处理单元（11）；电压采样单元（12），连接母线及MCU主处理单元（11），负责采样母线的三相电压；第一EtherCAT控制单元（13），连接MCU主处理单元（11），负责与采集器模块（2）之间的信息通讯；第一电源单元（14），分别连接MCU主处理单元（11）、电压采样单元（12）以及第一EtherCAT控制单元（13）；其中，所述的主采集器模块（2）包含：互感器（25），连接相应的待检测避雷器导地线，负责采集避雷器导地线的全电流；第二EtherCAT控制单元（21），负责与主机（1）之间的信息通讯；信号处理单元（23），连接互感器（25）；主处理单元（22），分别连接信号处理单元（23）及第二EtherCAT控制单元（21）；第二电源单元（24），分别连接互感器（25）、第二EtherCAT控制单元（21）、主处理单元（22）以及信号处理单元（23）。

【技术特征摘要】
1.一种避雷器绝缘在线监测系统，其特征在于，包含：主机（1），连接母线；主采集器模块（2），连接相应的待检测避雷器导地线，通过EtherCAT实时通信网络连接所述主机（1）；其中，所述的主机（1）包含：MCU主处理单元（11）；电压采样单元（12），连接母线及MCU主处理单元（11），负责采样母线的三相电压；第一EtherCAT控制单元（13），连接MCU主处理单元（11），负责与采集器模块（2）之间的信息通讯；第一电源单元（14），分别连接MCU主处理单元（11）、电压采样单元（12）以及第一EtherCAT控制单元（13）；其中，所述的主采集器模块（2）包含：互感器（25），连接相应的待检测避雷器导地线，负责采集避雷器导地线的全电流；第二EtherCAT控制单元（21），负责与主机（1）之间的信息通讯；信号处理单元（23），...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐宽，邓科平，张健，
申请(专利权)人：上海欧秒电力监测设备有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31