本发明专利技术涉及避雷器监测技术及智能硬件产业领域，更具体的涉及一种无源式氧化锌避雷器智能监测采集装置，包括发射装置和接收装置，发射装置包括电流取样传感器、能量收集电路、采样电路、发射微处理器、无线发射电路，接收装置包括无线接收电路、网关微处理器、数据存储电路、网络转换电路、监测分析平台，接收装置接收发射装置的泄漏电流和雷击计数，将接收到的数据通过SD卡进行存储，同时将数据发送到监测分析平台，平台用于导出数据，进行数据分析，实现回传控制处理操作，正真意义上实现对避雷器数据统计，提升输电线路避雷器在线智能化监测水平，在电力系统具有十分高的推广价值。在电力系统具有十分高的推广价值。在电力系统具有十分高的推广价值。
【技术实现步骤摘要】
一种无源式氧化锌避雷器智能监测采集装置
[0001]本专利技术涉及避雷器监测技术及智能硬件产业领域，更具体的涉及一种无源式氧化锌避雷器智能监测采集装置。
技术介绍
[0002]近年来，由于雷击而引起的输电线路跳闸故障日益增多， 因此，为了确保电力系统的高压输电线路正常运行，必须装设防雷保护装置，以此确保输电线路安全可靠运行。
[0003]避雷器是保证电力系统安全运行的重要保护设备，为了减少输电线路的雷击故障，目前金属氧化物避雷器简称MOA的检测方式主要有周期性停电预防试验和在线带电测试和检测。周期性停电预防试验一般需要在停电状态下进行，是电力系统最早的检测手段，这种测试方法的优点是测量结果较为准确可靠，缺点是必须要使避雷器停电试验。在线带电测试和检测MOA可以在不停电的情况下随时了解MOA 的运行性能，及时发现异常现象和隐患，防止事故发生或扩大而造成更大的经济损失，MOA在线监测主要是监视阀片是否受潮或老化，检测方法主要有总泄漏电流法、移相测量阻性电流法、相角法、三次谐波法。
[0004]上述这些方法均可以实现对MOA的在线监测，但是都需要外部供电才能实现避雷器性能的监测，但是在很多场合无法提供外部电源，这样给避雷器性能监测带来极大的困难，国内外公司采用电池供电方式提供电源，然而需要定期更换电池，定期现场巡检MOA运行情况，耗费大量的人力物力，设备投运后投入的工作量较大、抄录计数器周期长、维护比较困难。
[0005]针对以上输电线路问题，迫切的需要一种手段来减少传统MOA的在线监测的缺陷，实现对避雷器数据统计，提升输电线路避雷器在线智能化监测水平。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，针对目前输电线路避雷器读数需要人工记录、信息无法回传的问题，本专利技术提供了一种无源式氧化锌避雷器智能监测采集装置，同时将数据发送到监测分析平台，平台用于导出数据，进行数据分析，实现回传控制处理操作，正真意义上实现对避雷器数据统计，提升输电线路避雷器在线智能化监测水平，在电力系统具有十分高的推广价值。
[0007]本申请所采用的技术方案是：一种无源式氧化锌避雷器智能监测采集装置，所述装置包括有，发射装置和接收装置，所述发射装置，包括有电流取样传感器101、能量收集电路102、采样电路103、发射微处理器104、无线发射电路105，接收装置包括有无线接收电路110、网关微处理器111、数据存储电路112、网络转换电路113、监测分析平台114，所述电流取样传感器101直接连接到氧化锌避雷器的输出端，所述能量收集电路为所述的采样电路103、发射微处理器104、无线发射电路105提供电源，所述采样电路103、无线发射电路105的输出口直接连接到发射微处理器104的I/O口，所述无线接收电路110的输出口直接连接到网关微处理器111的I/O口，所述数据存储电路112采用SD卡通过SPI总线方式直接连接到网
关微处理器111的输入口，所述网络转换电路113的输出口通过RJ45网口连接到监测分析平台114，所述监测分析平台114用于对导出所采集到的电流和雷击信号进行数据分析，回传控制处理操作。
[0008]本申请技术方案中，电流取样传感器101采用氧化锌阀片电流传感器，氧化锌阀片电流传感器由一片耐压为400V的 直径 50mm 的氧化锌阀片和2个弹簧片及两个螺栓螺母和非金属外壳组合而成，2个弹簧片分别放置在氧化锌阀片的两侧，两个螺栓用螺母固定，确保与弹簧片可靠接触，氧化锌阀片与 2 个弹簧片同时放置非金属外壳内部，该氧化锌阀片电流传感器具有高压击穿和低压高阻性特性，对氧化锌避雷器起到保护作用，同时满足正常工作时电流信息的采集和能量的收集。
[0009]优选的所述能量收集电路102由微电压能量收集芯片S80848
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CLUA、NMOS管，外围电路组合而成，避雷器的泄漏电流通过电流取样传感器经过整流桥整流，通过高压电容、雷击保护电阻、稳压管对CBB电容充电，当电容对地电容达到S80848CLUA的门槛电压后，S80848CLUA输出电压控制PMOS管，给发射装置提供电源。
[0010]进一步地，所述采样电路103包括电流整流电路200、电流信号处理电路201、雷击整流电路202、雷击计数电路203，光电隔离电路204，所述电流整流电路200，采用桥堆DB107把交流电流转化成直流，所述电流信号处理电路201，把直流信号转化成与之对应的频率信号，所述雷击整流电路202采用桥堆DB107把雷击产生的瞬间大电流转化成直流，所述雷击计数电路203，把过电压信号限制在12V，所述光电隔离电路204采用高速光耦6N135隔离，通过采用电路把电流信号转换成与之对应的频率信号，当避雷器受到雷击后，雷击计数电路开始工作，光藕导通，发射微处理器退出休眠模式，微处理动作一次，继续进入休眠模式，电流信号处理电路，把电压回路转换的频率信号通过线性插值算法，查找采用斐波那契查找，根据斐波那契数列的特点对有序表进行分割，最后把频率信号转化成泄漏电流信号。
[0011]优选地，所述发射装置的发射微处理器104采用MSP430微处理器，由于监测装置没有外部电源，对监测装置的整机功耗要求很高，本专利技术优选的选用MSP430，正常运行模式下电流小于0.3mA，休眠模式下电流仅仅1uA。
[0012]进一步地，所述发射装置的无线发射电路105、接收装置的无线接收电路110均采用收发一体的2.4G无线通信通信芯片NRF24L01，采用FSK 调制，集成Enhanced Short Burst协议。可以实现点对点或是1对6的无线通信。相邻发射装置之间采用自组网和数据转发实现中继与中继的数据传输。
[0013].进一步地，所述接收装置的网关微处理器111采用MSP430微处理器，它是集成模拟和数字外设的16位微处理器，通过处理无线接收电路110接收的泄漏电流和雷击计数动作次数，并存储。
[0014]优选地，所述数据存储电路112采用SD卡进行存储，SD卡存储在嵌入式产品中应用越来越广泛，而且，SD卡存储通过文件系统格式进行存储访问，本专利技术对处理后的泄漏电流信号和雷击计数数据进行存储。
[0015].进一步地，所述接收装置的网络转换电路113使用网络转换芯片ENC28J60以太网控制器和 uIP 1.0 以太网协议栈，通过SPI总线方式直接连接到网关微处理器的I/O口，ENC28J60的输出口通过RJ45网口连接到监测分析平台114。
[0016].进一步地，所述监测分析平台114为电脑端服务器WEB，接收装置通过RJ45网口用
网线直接连接到监测分析平台114，监测分析平台114用于对导出所采集到的电流和雷击信号进行数据分析，回传控制处理操作。
[0017]本专利技术提供的一种无源式氧化锌避雷器智能监测采集装置，与现有技术相比，其有效效果有: A.发射装置与接收装置单独工作，互不干扰，接收装置的ENC28J60内的MAC在发送数据包时会自动生成前导符合帧起本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无源式氧化锌避雷器智能监测采集装置，其特征在于： 所述装置包括有，发射装置和接收装置，所述发射装置，包括有电流取样传感器(101)、能量收集电路(102)、采样电路(103)、发射微处理器(104)、无线发射电路(105)，接收装置包括有无线接收电路(110)、网关微处理器(111)、数据存储电路(112)、网络转换电路(113)、监测分析平台(114)，所述电流取样传感器(101)直接连接到氧化锌避雷器的输出端，所述能量收集电路(102)为所述的采样电路(103)、发射微处理器(104)、无线发射电路(105)提供电源，所述采样电路(103)、无线发射电路(105)的输出口直接连接到发射微处理器(104)的I/O口，所述无线接收电路(110)的输出口直接连接到网关微处理器(111)的I/O口，所述数据存储电路(112)采用SD卡通过SPI总线方式直接连接到网关微处理器(111)的输入口，所述网络转换电路(113)的输出口通过RJ45网口连接到监测分析平台(114)，所述监测分析平台(114)用于对导出所采集到的电流和雷击信号进行数据分析，回传控制处理操作。2.根据权利要求1所述的一种无源式氧化锌避雷器智能监测采集装置，其特征在于：所述电流取样传感器(101)，由一片耐压为400V、2个金属弹簧片、2个螺栓螺母、直径50mm的氧化锌阀片和外壳组合而成，2个弹簧片分别放置在氧化锌阀片的两侧，2个螺栓用螺母固定，确保与弹簧片可靠接触，该阀片具有高压击穿和低压高阻特性，满足正常工作时泄漏电流信号的采集和能量的收集。3.根据权利要求1所述的一种无源式氧化锌避雷器智能监测采集装置，其特征在于：所述能量收集电路(102)，由微电压能量收集芯片S80848
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CLUA、NMOS管，外围电路组合而成，避雷器的泄漏电流通过电流取样传感器经过整流桥整流，通过高压电容、雷击保护电阻、稳压管对CBB电容充电，当电容对地电容达到S80848CLUA的门槛电压后，S80848CLUA输出电压控制PMOS管，给发射装置提供稳定的电压。4.根据权利要求1所述的一种无源式氧化锌避雷器智能监测采集装置，其特征在于：所述采样电路(103)包括电流整流电路(200)、电流信号处理电路(201)、雷击整流电路(202)、雷击计数电路(203)，光电隔离电路(204...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪晓庆，刘锦峰，张翔，
申请(专利权)人：常州帕斯菲克自动化技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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