避雷器的数据同步采集系统和数据采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及避雷器的数据同步采集系统和数据采集装置，属于氧化锌避雷器状态监测技术领域，系统包括监测设备、电流数据采集装置和电压数据采集装置，监测设备通过串行总线分别连接电流数据采集装置和电压数据采集装置，电流数据采集装置用于根据接收的同步采集信号触发泄漏电流的采集，将采集的泄漏电流通过串行总线上传至监测设备；电压数据采集装置用于根据接收的同步采集信号触发电网电压的采集，将采集的电网电压通过串行总线上传至监测设备。本发明专利技术通过串行总线完成避雷器泄漏电流和电网电压的在线监测，保证了避雷器设备的安全可靠运行，解决了现有数据同步采集系统依赖外部同步时钟源和同步信号线的问题。

Data Synchronization Acquisition System and Data Acquisition Device of Lightning Arrester

The invention relates to a data synchronous acquisition system and a data acquisition device for a lightning arrester, belonging to the technical field of zinc oxide lightning arrester condition monitoring. The system comprises a monitoring device, a current data acquisition device and a voltage data acquisition device. The monitoring device is connected with a current data acquisition device and a voltage data acquisition device respectively through a serial bus. The current data acquisition device is used for receiving according to the received data. The synchronous acquisition signal triggers the acquisition of leakage current and uploads the collected leakage current to the monitoring equipment through the serial bus. The voltage data acquisition device is used to trigger the acquisition of grid voltage according to the received synchronous acquisition signal and upload the collected grid voltage to the monitoring equipment through the serial bus. The method completes on-line monitoring of the leakage current and voltage of the arrester by serial bus, ensures the safe and reliable operation of the arrester equipment, and solves the problem that the existing data synchronous acquisition system relies on external synchronous clock source and synchronous signal line.

【技术实现步骤摘要】
避雷器的数据同步采集系统和数据采集装置
本专利技术属于氧化锌避雷器状态监测
，具体涉及避雷器的数据同步采集系统和数据采集装置。
技术介绍
金属氧化锌避雷器(MetalOxideArrester，MOA)是一种用来保护电力系统安全运行的电力设备，它可以使与之并联的各种电力设备免受异常高电压的冲击，从而保障整个电网的安全供电，因此他的正常工作对电力系统安全运行起着极其重要的作用。金属氧化锌避雷器具有良好的非线性特性，是电力系统中抑制过电压的重要器件，电气设备承受的过电压可以分为雷电过电压和操作过电压，当出现高电压时，MOA迅速呈低阻抗状态，将过电流泄放入地，并在泄放后迅速恢复为高阻抗状态，不影响系统的正常工作。由于避雷器长期运行在户外，受多种因素影响会逐渐发生老化劣化等现象，因此对其进行电气性能进行在线监测十分必要。研究表明，氧化锌避雷器的内部阀片受潮严重或者氧化锌避雷器阀片老化过度是造成氧化锌避雷器故障的主要原因，当氧化锌阀片受潮时，其中流过避雷器的阻性基波电流会大大增加；当氧化锌出现老化状态的情况时，氧化锌阀片的阻性多次谐波电流(尤其是三次谐波)会明显变大，相对来说它的阻性基波电流的增加不是很明显。因此，可以通过监测流过氧化锌阀片的全电流、阻性电流、阻性基波电流和多次谐波电流，这里特指三次谐波分量能够判断出避雷器是否发生故障。氧化锌避雷器阻性电流计算需要同步测量氧化锌避雷器的泄漏电流和加在氧化锌避雷器上的电网电压，若采样的泄漏电流和电网电压不同步则很难准确计算出阻性电流的大小或者误差较大，因此有必要对各信号采集单元进行同步采样。为实现避雷器的电网电压和泄漏电流的同步采样，现有技术中，公告号为CN207181555U的中国专利提出了一种“氧化锌避雷器测试仪信号同步采集装置”，该装置通过第一锁相环单元、第二锁相环单元和第一GPS授时模块、第二GPS授时模块的设置，实现电压数据与电流数据之间的更精确同步。但该装置的不足之处在于，需要增加同步时钟源和同步信号线，增加了装置的结构复杂度，导致工程实施难度的增加，以及施工成本的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种避雷器的数据同步采集系统，用于解决现有同步采集装置中对电压采集装置采集的电网电压和电流采集装置采集的泄漏电流同步成本高的问题。同时，本专利技术还提供一种避雷器的数据采集装置，用于解决采集信息的同步上传问题。为解决上述技术问题，本专利技术的避雷器的数据同步采集系统，包括监测设备、用于检测避雷器泄漏电流的电流数据采集装置和用于检测避雷器上电网电压的电压数据采集装置，其中，监测设备通过串行总线分别连接电流数据采集装置和电压数据采集装置，当监测设备需要采集泄漏电流和电网电压时，通过串行总线向电流数据采集装置和电压数据采集装置下发同步采集信号；电流数据采集装置用于根据接收的同步采集信号触发泄漏电流的采集，将采集的泄漏电流通过串行总线上传至监测设备；电压数据采集装置用于根据接收的同步采集信号触发网点电压的采集，将采集的电网电压通过串行总线上传至监测设备，实现避雷器上电网电压和泄漏电流的同步采集。上述同步采集系统通过串行总线完成避雷器泄漏电流和电网电压的同步采集，完成了避雷器泄漏电流的在线监测，保证了避雷器设备的安全可靠运行，解决了避雷器监测系统数据同步采集依赖外部同步时钟源和同步信号线的问题，即不需要设置外部同步时钟源和同步信号线，简化了数据同步采集系统内部的接线，降低了工程实施难度和成本，有效提高了避雷器监测系统同步的可靠性。为了便于触发电流数据采集装置和电压数据采集装置上传采集信息，监测设备通过串行总线下发同步采集信号之后，再下发传输信息问询信号，当电流数据采集装置接收到监测设备通过串行总线下发的传输信息问询信号时，将采集的泄漏电流通过串行总线上传至监测设备；当电压数据采集装置接收到监测设备通过串行总线下发的传输信息问询信号时，将采集的电网电压通过串行总线上传至监测设备。为增加数据同步的快速性，电流数据采集装置和电压数据采集装置均包括第一处理器、第二处理器，第一处理器、第二处理器均通信连接串行总线；监测设备用于通过串行总线向电流数据采集装置和电压数据采集装置下发同步采集信号和传输信息问询信号；第一处理器用于在接收到同步采集信号后控制进行避雷器上电网电压或泄漏电流的同步采集；第二处理器用于在接收到同步采集信号后，读取第一处理器存储的电网电压或泄漏电流，当接收到传输信息问询信号后，通过串行总线将避雷器上电网电压或泄漏电流发送至监测设备。为增加数据同步的可靠性，进一步加入了同步有效性判别机制，即第二处理器在接收到同步采集信号后，还用于对同步采集信号进行编码，得到同步采集编码信息，当接收到传输信息问询信号后，通过串行总线将同步采集编码信息和采集信息一起发送至监测设备；采集信息为泄漏电流或电网电压；监测设备用于根据接收到的同步采集编码信息判断电压数据采集装置发送的电网电压的有效性、判断电流数据采集装置发送的泄漏电流的有效性，当判断有效时，根据电网电压和泄漏电流进行判断避雷器的状态。根据第一处理器和第二处理器实现的上述功能，将FPGA作为第一处理器、CPU作为第二处理器。为解决上述技术问题，本专利技术的避雷器的数据采集装置包括处理器，用于通过串行总线接收监测设备下发的同步采集信号，并根据该同步采集信号触发避雷器泄漏电流或避雷器上电网电压的采集，将采集的泄漏电流或电网电压通过串行总线上传至监测设备。上述数据采集装置为电压数据采集装置或电流数据采集装置，均通过串口总线接收监测设备下发的同步采集信号，均通过串口总线向监测设备上传采集信息，当为电压数据采集装置时，上传的采集信息为电网电压；当为电流数据采集装置时，上传的采集信息为泄漏电流，实现采集信息的同步上传。为便于触发数据采集装置上传采集信息，当数据采集装置接收到监测设备通过串行总线下发的传输信息问询信号时，将采集的泄漏电流或电网电压通过串行总线上传至监测设备；该传输信息问询信号用于触发数据采集装置上传泄漏电流或电网电压。为保证采集信息同步上传的快速性，数据采集装置的处理器包括第一处理器和第二处理器，第一处理器连接第二处理器，第一处理器、第二处理器均用于通过串行总线连接监测设备；第一处理器用于在通过串行总线接收到监测设备下发的同步采集信号后，控制进行避雷器上电网电压或泄漏电流的同步采集；第二处理器用于在通过串行总线接收到监测设备下发的同步采集信号后，读取第一处理器存储的电网电压或泄漏电流，当通过串行总线接收到监测设备下发的传输信息问询信号后，通过串行总线将泄漏电流或电网电压发送至监测设备。为增加数据同步的可靠性，第二处理器在接收到同步采集信号后，还用于对同步采集信号进行编码，得到同步采集编码信息，当接收到传输信息问询信号后，通过串行总线将同步采集编码信息和采集信息一起发送至监测设备；采集信息为泄漏电流或电网电压。根据第一处理器和第二处理器实现的上述功能，主处理器优选为CPU，辅助处理器优选为FPGA。附图说明图1是本专利技术的避雷器数据同步采集系统的结构示意图；图2是本专利技术的避雷器数据同步采集系统中电流/电压数据采集装置的结构示意图；图3是本专利技术的避雷器数据同步采集系统中电流/电压数据采集装置接收同步采集信号的示意图；图4是本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种避雷器的数据同步采集系统，其特征在于，包括监测设备、用于检测避雷器泄漏电流的电流数据采集装置和用于检测避雷器上电网电压的电压数据采集装置，其中，监测设备通过串行总线分别连接电流数据采集装置和电压数据采集装置，当监测设备需要采集所述泄漏电流和所述电网电压时，通过串行总线向电流数据采集装置和电压数据采集装置下发同步采集信号；电流数据采集装置用于根据接收的同步采集信号触发所述泄漏电流的采集，将采集的泄漏电流通过串行总线上传至监测设备；电压数据采集装置用于根据接收的同步采集信号触发所述电网电压的采集，将采集的电网电压通过串行总线上传至监测设备，实现避雷器上泄漏电流和电网电压的同步采集。

【技术特征摘要】
1.一种避雷器的数据同步采集系统，其特征在于，包括监测设备、用于检测避雷器泄漏电流的电流数据采集装置和用于检测避雷器上电网电压的电压数据采集装置，其中，监测设备通过串行总线分别连接电流数据采集装置和电压数据采集装置，当监测设备需要采集所述泄漏电流和所述电网电压时，通过串行总线向电流数据采集装置和电压数据采集装置下发同步采集信号；电流数据采集装置用于根据接收的同步采集信号触发所述泄漏电流的采集，将采集的泄漏电流通过串行总线上传至监测设备；电压数据采集装置用于根据接收的同步采集信号触发所述电网电压的采集，将采集的电网电压通过串行总线上传至监测设备，实现避雷器上泄漏电流和电网电压的同步采集。2.根据权利要求1所述的避雷器的数据同步采集系统，其特征在于，当所述电流数据采集装置接收到监测设备通过串行总线下发的传输信息问询信号时，将采集的泄漏电流通过串行总线上传至监测设备；当所述电压数据采集装置接收到监测设备通过串行总线下发的传输信息问询信号时，将采集的电网电压通过串行总线上传至监测设备；所述监测设备下发的传输信息问询信号用于触发电流数据采集装置和电压数据采集装置上传采集信息。3.根据权利要求2所述的避雷器的数据同步采集系统，其特征在于，电流数据采集装置和电压数据采集装置均包括第一处理器、第二处理器，第一处理器、第二处理器均通信连接所述串行总线；监测设备用于通过串行总线向电流数据采集装置和电压数据采集装置下发同步采集信号和传输信息问询信号；第一处理器用于在接收到所述同步采集信号后控制进行避雷器上电网电压或泄漏电流的同步采集；第二处理器用于在接收到所述同步采集信号后，读取第一处理器存储的电网电压或泄漏电流，当接收到所述传输信息问询信号后，通过串行总线将避雷器上泄漏电流或电网电压发送至监测设备。4.根据权利要求3所述的避雷器的数据同步采集系统，其特征在于，第二处理器在接收到所述同步采集信号后，还用于对同步采集信号进行编码，得到同步采集编码信息，当接收到所述传输信息问询信号后，通过串行总线将同步...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰五胜，梁武民，曾国辉，和红伟，毛丽娜，雍明超，周水斌，路光辉，王伟杰，王志成，李超，郭宏燕，云亚文，陈磊，郭旭，
申请(专利权)人：许昌许继软件技术有限公司，许继集团有限公司，许继电气股份有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41