一种可故障预警的避雷器在线监测装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可故障预警的避雷器在线监测装置及其控制方法，涉及避雷器状态监测技术领域。该可故障预警的避雷器在线监测装置及其控制方法，解决了传统机械指针式避雷器监视器监测数据不准以及装置无法自检的缺陷。该发明专利技术采用无源的机械指针与有源的数字显示双重显示方案来提高全电流检测的准确度，确保检修巡视人员能及时发现避雷器以及避雷器在线监测装置的设备状态，有效的弥补了传统无源机械指针式避雷器在线监测装置监测数据不准以及装置无法自检的缺陷，同时通过光伏智能充电管理电路获取能量并给锂电池充电，装置续航时间久，工作时间长，节省人力物力与时间，保证装置高效率完成避雷器运行状态监测任务。置高效率完成避雷器运行状态监测任务。置高效率完成避雷器运行状态监测任务。

【技术实现步骤摘要】
一种可故障预警的避雷器在线监测装置及其控制方法


[0001]本专利技术涉及避雷器状态监测
，具体为一种可故障预警的避雷器在线监测装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]目前，国内避雷器在线监测仪大多数都是通过测量避雷器的全电流并通过机械指针指向电流表盘刻度的方式来监测避雷器的运行状况，在发生雷击情况时，监测仪上的机械雷击计数器数值增加，这种监测仪的优点是安装简单，读数直观。但是其不足是测量的数据准确性不高，同时这种机械指针式监测仪在指针卡塞时，巡视人员无法判断出避雷器的正确状态。并且这种监测仪严重依赖于巡视人员的主动观察，在变电站大规模应用的情况下容易出现数据超标但巡视人员无法及时发现以及监测仪指针卡塞甚至损坏无法监测避雷器状态而巡视人员无法识别的问题。对于雷击较为频繁的地区，这种监测仪也无法统计雷击电流的大小和时间，无法做出避雷器的早期失效预警。
[0003]另外，根据《电力设备预防性试验规程》(DL/T596
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1996)及《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB50150
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2006)的规定：测量避雷器在持续运行电压下的持续电流，基准周期内全电流测量值与初始值比较，超过20％应加强监测；同组相邻避雷器数据差值超过20％应加强监测；当测试时的环境温度高于或低于测试初始值的环境温度时，按温度每升高10％，电流增大3％
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5％进行换算。而目前常用的避雷器在线监测仪以及一体式避雷器及其在线监测系统均不具备相间数据比较以及不同温度下的数据换算，故而存在数据监测不准，数据比较不全面的问题。
[0004]现有申请号CN202011203914.X的专利技术公开了一种一体式避雷器及其在线监测系统。
[0005]该专利技术虽然解决了一些问题，但是在使用时依然存在以下等问题需要解决：
[0006]1、该专利技术没有考虑到环境温度的改变对电流的影响；
[0007]2、该专利技术没有考虑《电力设备预防性试验规程》(DL/T596
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1996)及《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB50150
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2006)规定：测量避雷器在持续运行电压下的持续电流，基准周期内全电流测量值与初始值比较；
[0008]3、该专利技术无法对同组相邻避雷器数据进行比较，没有考虑到《电力设备预防性试验规程》(DL/T596
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1996)及《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB50150
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2006)的规定。
[0009]于是，本申请人秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的避雷器监测装置及控制方法予以研究改良，提供一种可故障预警的避雷器在线监测装置及其控制方法，以期达到更具有实用价值性的目的。

技术实现思路

[0010](一)解决的技术问题
[0011]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种可故障预警的避雷器在线监测装置及其控制方法，解决了传统机械指针式避雷器监视器监测数据不准以及装置无法自检，并且缺乏与同组相邻避雷器直接进行数据对比的问题。
[0012](二)技术方案
[0013]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种可故障预警的避雷器在线监测装置，包括雷击指示器动作电路、雷击电流测量电路、避雷器常态电流电路、单片机主控单元，所述雷击指示器动作电路、雷击电流测量电路、避雷器常态电流电路均与单片机主控单元电性连接，所述单片机主控单元电性连接有电子水墨屏、测温模块和Zigbee模块，所述Zigbee模块用于同一组避雷器相间数据交换并将比较结果发送给单片机主控单元。
[0014]优选的，所述单片机主控单元电性连接有红外人体感应模块和远程通讯模块。
[0015]优选的，包括锂电池，所述锂电池分别与雷击电流测量电路、避雷器常态电流电路、电子水墨屏、测温模块、Zigbee模块、红外人体感应模块和远程通讯模块电性连接，所述锂电池电性连接有光伏智能充电管理电路。
[0016]优选的，包括电流表机械指针和避雷器，所述避雷器分别与雷击指示器动作电路、雷击电流测量电路、避雷器常态电流电路电性连接，所述电流表机械指针与避雷器常态电流电路电性连接。
[0017]一种可故障预警的避雷器在线监测装置的控制方法，包括LED背光板，所述LED背光板分别与单片机主控单元、锂电池电性连接，包括如下步骤：
[0018]步骤一：锂电池通过光伏智能充电管理电路生成4.2V直流电VDD、
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4.2V直流电VEE、3.3V直流电VCC供给装置系统芯片用电；
[0019]步骤二：装置系统初始化；
[0020]步骤三：光伏智能充电管理电路采集锂电池电压数据并输入单片机主控单元；
[0021]步骤四：光伏智能充电管理电路采集太阳能电池电压和电流数据并输入单片机主控单元；
[0022]步骤五：单片机主控单元根据采集到的数据自适应跟踪太阳能电池最大功率点；
[0023]步骤六：单片机主控单元根据采集到的数据判断锂电池输出功率是否大于太阳能电池最大充电功率，如果是，则进入步骤七；反之，则进入步骤八；
[0024]步骤七：单片机主控单元调节占空比使太阳能电池充电功率达到最大，并进入步骤十一；
[0025]步骤八：判断锂电池是否处于满电状态，如果是，则进入步骤九；反之，则进入步骤十；
[0026]步骤九：单片机主控单元调节占空比使太阳能电池充电功率等于锂电池输出功率，并进入步骤十一；
[0027]步骤十：单片机主控单元调节占空比使太阳能电池充电功率大于锂电池输出功率，太阳能电池边给装置供电，边给锂电池充电，并进入步骤十一；
[0028]步骤十一：避雷器上是否发生雷击，如果是，则进入步骤十二；反之，则进入步骤十四；
[0029]步骤十二：雷击电流测量电路测量雷击电流并传输到单片机主控单元；
[0030]步骤十三：雷击指示器动作电路获得能量控制线圈动作，雷击计数加1并进入步骤十六；
[0031]步骤十四：避雷器常态电流检测电路检测避雷器运行状态下的全电流通过电流表机械指针显示全电流数据，同时将电流数据传输给单片机主控单元；
[0032]步骤十五：测温模块测量环境温度并将环境温度传输给单片机主控单元；
[0033]步骤十六：巡视人员是否查验避雷器运行状态，如果是，则进入步骤十七；反之，则进入步骤二十；
[0034]步骤十七：单片机主控单元判断是否处于夜间状态，如果是，则进入步骤十八；反之，则进入步骤十九；
[0035]步骤十八：单片机主控单元开启LED背光模块，为电子墨水屏显示提供照明；
[0036]步骤十九：单片机主控单元开启电子墨水屏并显示总雷击次数、最近一次雷击电流数值以及全电流数值；
[0037]步骤二十：单片机主控单元判断是否达到用户设定的时间周期，如果是，则进入步骤二十一；反之，则回到步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可故障预警的避雷器在线监测装置，包括单片机主控单元、雷击指示器动作电路、雷击电流测量电路、避雷器常态电流电路，所述雷击指示器动作电路、雷击电流测量电路、避雷器常态电流电路均与单片机主控单元电性连接，其特征在于：所述单片机主控单元电性连接有电子水墨屏、测温模块和Zigbee模块，所述Zigbee模块用于同一组避雷器相间数据交换并将比较结果发送给单片机主控单元。2.根据权利要求1所述的一种可故障预警的避雷器在线监测装置，其特征在于：所述单片机主控单元电性连接有红外人体感应模块和远程通讯模块。3.根据权利要求2所述的一种可故障预警的避雷器在线监测装置，包括锂电池，其特征在于：所述锂电池分别与雷击电流测量电路、避雷器常态电流电路、电子水墨屏、测温模块、Zigbee模块、红外人体感应模块和远程通讯模块电性连接，所述锂电池电性连接有光伏智能充电管理电路。4.根据权利要求1～3中任意一项权利要求所述的一种可故障预警的避雷器在线监测装置，包括电流表机械指针和避雷器，其特征在于：所述避雷器分别与雷击指示器动作电路、雷击电流测量电路、避雷器常态电流电路电性连接，所述电流表机械指针与避雷器常态电流电路电性连接。5.根据权利要求4所述的一种可故障预警的避雷器在线监测装置，其特征在于：所述避雷器常态电流检测电路包括第一双向触发二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电位器、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第一运算放大器，第一双向触发二极管D1的一端与避雷器的低压端、第二二极管D2的阳极和第三二极管D3的阴极相连，第一双向触发二极管D1的另一端与第一电阻R1的一端、第四二极管的阳极和第五二极管的阴极相连，第一电阻的另一端与地相连，第二二极管D2的阴极与第四二极管D4的阴极、第六二极管D6的阴极、第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端和电流表的一端相连，第三二极管D3的阳极与第五二极管D5的阳极、第七二极管D7的阳极、第三电阻R3的另一端和第四电阻R4的一端相连，第二电阻R2的另一端与第六二极管D6的阳极和第七二极管D7的阴极相连，电流表的另一端与第五电位器R5的一端相连，第五电位器R5的另一端与第六电阻R6的一端相连，第六电阻R6的另一端与第一运算放大器U1的第二引脚相连和第七电阻R7的一端相连，第七电阻的另一端与第一运算放大器U1的第一引脚以及单片机主控单元的第六引脚相连，第四电阻R4的另一端与第一运算放大器U1的第三引脚相连，第一运算放大器U1的第四引脚与第一电容C1的一端以及直流电VEE相连，第一运算放大器U1的第八引脚与第二电容C2的一端以及直流电VDD相连，第一电容C1的另一端与地相连，第二电容C2的另一端与地相连。6.根据权利要求1所述的一种可故障预警的避雷器在线监测装置，其特征在于：所述雷击指示器动作电路包括第八压敏电阻、第九电阻、第十压敏电阻、第十一电阻、第八二极管、第九二极管、第十二极管、第十一二极管、第三电容、第四电容、第五电容、第一线圈，第八压敏电阻R8的一端与避雷器的低压端、第九电阻R9的一端和第十一电阻R11的一端相连，第八压敏电阻R8的另一端与第十压敏电阻R10的一端、第十一二极管D11的阴极、第十二极管D10的阳极和地相连，第十压敏电阻R10的另一端与第九电阻R9的另一端、第十一电阻R11的另一端、第九二极管D9的阴极和第八二极管D8的阳极相连，第八二极管D8的阴极与第十二极管D10的阴极、第三电容C3的一端、第四电容C4的一端、第五电容C5的一端和第一线圈L1的
一端相连，第九二极管D9的阳极与第十一二极管D11的阳极、第三电容C3的另一端、第四电容C4的另一端、第五电容C5的另一端和第一线圈L1的另一端相连。7.根据权利要求1所述的一种可故障预警的避雷器在线监测装置，其特征在于：所述雷击电流测量电路包括罗氏线圈、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第十二二极管、第十三二极管、第二运算放大器、第三运算放大器，罗氏线圈P1的原边穿过雷击指示器动作电路的第八压敏电阻R8的一端，罗氏线圈P1的副边的第一引脚同时与第九电容C9的一端和第十三电阻R13的一端相连，罗氏线圈P1的副边的第二引脚同时与第十二电阻R12的一端和第二运算放大器U2的第五引脚相连，罗氏线圈P1的副边的第三引脚与地相连，第九电容C9的另一端与地相连，第十二电阻R12的另一端与地相连，第十三电阻R13的另一端同时与第二运算放大器U2的第六引脚、第十六电阻R16的一端以及第七电容C7的一端相连，第十六电阻R16的另一端同时与第十五电阻R15的一端以及第十四电阻R14的一端相连，第十四电阻R14的另一端同时与第十七电容C17的另一端、第二运算放大器U2的第七引脚以及第十电容C10的一端相连，第十五电阻R15的另一端同时与第十八电阻R18的一端及地相连，第十八电阻R18的另一端同时与第十九电阻R19的一端以及第十七电阻R17的一端相连，第十七电阻R17的另一端同时与第八电容C8的一端、第二运算放大器U2的第一引脚、第二十三电阻R23的一端以及第二十七电阻R27的一端相连，第十九电阻R19的另一端同时与第二十一电阻R21的一端以及第二运算放大器U2的第二引脚相连，第二十一电阻R21的另一端同时与第十电容C10的另一端以及第八电容C8的另一端相连，第二运算放大器U2的第八引脚同时与第六电容C6的一端、第十一电容C11的一端、第三运算放大器U3的第八引脚以及直流电VDD相连，第六电容C6的另一端与地相连，第十一电容C11的另一端与地相连，第二十三电阻R23的另一端与第三运算放大器U3的第五引脚相连，第三运算放大器U3的第六引脚同时与第二十二电阻R22的一端、第二十四电阻R24的一端以及第十二二极管D12的阴极相连，第二十二电阻R22的另一端与地相连，第十二二极管D12的阳极同时与第三运算放大器U3的第七引脚以及第十三二极管D13的阴极相连，第十三二极管D13的阳极同时与第二十六电阻R26的一端、第二十五电阻R25的一端以及第二十四电阻R24的另一端相连，第二十五电阻R25的另一端同时与第三运算放大器U3的第一引脚以及单片机主控单元的第七引脚相连，第二十六电阻R26的另一端与第三运算放大器U3的第二引脚相连，第二十七电阻R27的另一端与第三运算放大器U3的第三引脚相连，第二运算放大器U2的第四引脚同时与第三运算放大器U3的第四引脚、第十二电容C12的一端以及直流电VEE相连，第十二电容C12的另一端与地相连。8.根据权利要求1所述的一种可故障预警的避雷器在线监测装置，其特征在于：所述光伏智能充电管理电路包括第十三电解电容、第十四电容、第十五电解电容、第十六电容、第十七电容、第十八电解电容、第十九电容、第二十电容、第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第三十一电阻、第三十二电...

【专利技术属性】
技术研发人员：何涛，杨冬，张忠，赵寅，张宇，金亚曦，吴曦翱，朱元杰，徐其航，邝文明，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：