无间隙金属氧化物避雷器无残压监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及避雷器在线监测技术领域，尤其涉及一种无间隙金属氧化物避雷器无残压监测装置。是通过无残压的方法对避雷器运行状态进行在线监测。本实用新型专利技术包括外壳体和内部电路板：在体上设有外盖，外盖开有显示屏窗口，LED显示器安装在端盖上从窗口中显示；外盖上还设有凸起、电缆穿线孔及插座；内部电路板包括：传感器部分、中央处理器MCU、时钟电路、存储电路、信号测量及变换电路、保护电路及通信电路。本实用新型专利技术能够在线监测避雷器全电流、阻性电流、动作次数等参数，并具有本地显示、远程通讯、数据存储等功能。适用于各电压等级避雷器的在线监测，可以完全替代传统的全电流表和动作计数器，其应用前景广阔。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及避雷器在线监测
，尤其涉及一种无间隙金属氧化物避雷器无残压监测装置。是通过无残压的方法对避雷器运行状态进行在线监测。
技术介绍
随着电子技术的进步和对MOA研究的深入，逐渐出现了一些在线监测仪器。这些仪器携带方便，使用简单，不用停电拆除Μ0Α，采用人工巡检的方式，直接测量MOA的泄漏电流、电压等性能参数，大大提高了工作效率，避免了离线监测的诸多不便。但是MOA的运行工况非常复杂，相间耦合电容和系统电压谐波的影响相互交织在一起。采用上述这些在线监测仪器对MOA进行监测还存在着检测精度低，实时性不够等缺点。如今现场应用的避雷器在线监测装置内部都安装电阻片，这样就使得装置在受到雷击时留有残压，并且此类装置只能测量全电流峰值，无法测量阻性电流值，缺少了避雷器状态的一个重要判据。传统的避雷器监测装置也不具有远程通信功能，不符合当前智能变电站的基本要求。
技术实现思路
本技术针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种无间隙金属氧化物避雷器无残压监测装置。目的是为了实现各电压等级避雷器的在线监测，可以完全替代传统的全电流表和动作计数器，显著提高工作效率。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是无间隙金属氧化物避雷器无残压监测装置，包括外壳体和内部电路板壳体上设有外盖，外盖开有显示屏窗口，LED显示器安装在端盖上从窗口中显示；外盖上还设有凸起、电缆穿线孔及插座；内部电路板包括传感器部分、中央处理器MCU、时钟电路、存储电路、信号测量及变换电路、保护电路及通信电路；其中互感器连接在壳体内，互感器引出线与电路板接线端子相连；电路板引线避雷器泄漏电流直接进入信号测量及变换电路，在经过信号变换后进入中央处理器M⑶；时钟电路与中央处理器MCU连接；存储电路也与中央处理器MCU连接；中央处理器MCU直接发送数据到保护电路及通信电路，通过标准的RS485电平传输到远端。所述的显示屏窗口由工程透明塑料密封。所述的凸起为耳状，设有两个。所述的外盖材质为铸铝。所述的插座设有两个，为五芯金属航空插座，其中第三芯为通信接口，第二芯为电源接口 ；插座的插头部分焊接五芯屏蔽电缆。所述的互感器采用小电流穿心互感器。所述的中央处理器MCU采用C8051系列高性能单片机，具有12位AD和SP1、UART接口。本技术具备的功能是能够在线监测避雷器全电流、阻性电流、动作次数等参数，并具有本地显示、远程通讯、数据存储等功能。装置适用于各电压等级避雷器的在线监测，可以完全替代传统的全电流表和动作计数器。装置也具有远程通信功能，采用M0DBUS-RTU协议，标准RS485通信接口，通信参数可灵活配置，方便与综合状态监测单元(主IED)进行通信。带有时间戳的全电流、阻性电流和动作次数等监测数据可以在装置内部存储I年以上。当装置所监测的避雷器电流值超过用户设定值时，将输出报警信号，及时发现避雷器老化或受潮问题，防止故障的发生。本技术具有如下优点及有益效果监测装置采用穿心式互感器取样，测量精准，通过雷击电流时不会残留压降，并且对取样信号进行调理后送入到处理器，经过DFT算法提取出基波及三次谐波，从而得出更精确的全电流和阻性电流值，运行人员可以方便的查看避雷器的运行状态。能够在线监测避雷器全电流、阻性电流、动作次数等参数，并具有本地显示、远程通讯、数据存储等功能。适用于各电压等级避雷器的在线监测，可以完全替代传统的全电流表和动作计数器，其应用前景广阔。达到的效果①加快MOA工况判断的速度和精度；②实现远程监视与故障预测；③减少监测费用。MOA远程在线监测具有较大经济效益和社会意义。附图说明图1是本技术的结构框图；图2是本技术的外部结构示意图；图3是本技术的内部结构示意图。图中显示屏窗口 I，互感器2，插座3，凸起4，外盖5，中央处理器MCU 6，存储电路7、Flash存储器8，信号测量及变换电路9、放大电路10，基准源电路11，负电压电路12，保护电路13，电容14，保护电路及通信电路15，电压瞬态抑制管16，时钟电路17，比较器18。具体实施方式下面结合本技术的具体实施例和附图，对本技术加以详细描述。本技术是一种无间隙金属氧化物避雷器无残压监测装置，硬件部分主要包括外壳体和内部电路板壳体上设有外盖5,外盖5开有显不屏窗口 I,LED显不器安装在端盖上从窗口中显示；外盖5上还设有凸起4、电缆穿线孔及插座3 ;内部电路板包括传感器部分、中央处理器MCU 6、保护电路及通信电路15、存储电路7、信号测量及变换电路9、电容14。其中互感器2连接在壳体内，互感器2引出线与电路板接线端子相连；电路板引线避雷器泄漏电流直接进入信号测量及变换电路9，在经过信号变换后进入中央处理器MCU 6 ;时钟电路17与中央处理器MCU 6连接；存储电路7也与中央处理器MCU 6连接，便于存储电流和时间数据。中央处理器MCU 6直接发送数据到保护电路及通信电路15，通过标准的RS485电平传输到远端。本技术所述监测装置的外盖5材质为铸铝，端盖上开有显示屏窗口 1，窗口由工程透明塑料密封。具有宽温功能的LED显示器安装在端盖上从窗口中显示。铸铝盒背部有两个耳状凸起4，用于将外壳固定到避雷器底座上。外壳盒体部分开有电缆穿线孔，避雷器接地线穿过盒体后接入大地。壳体下方安装两个芯金属航空插座3，其中第三芯为通信接口，第二芯为电源接口。插头部分可以焊接屏蔽电缆。内部电路传感器采用小电流穿心互感器2，采用树脂把互感器浇灌到盒体内部，互感器引出线至电路板接线端子处。中央处理器MCU 6采用C8051系列高性能单片机，具有12位AD和SP1、UART接口。时钟芯片DS1302 17采用32. 768Hz晶振提供高精度的时基。存储电路7，采用Flash存储器8和EEPROM存储芯片，分别能够存储测量数据16M字节和指针数据256字节。信号测量及变换电路9，信号通过互感器2进入到信号测量及变换电路9，经过信号变换调制成可供单片机采集的信号，经过软件算法处理。保护电路13，在信号的输入端口加入电压瞬态抑制电路以保护测量及变换电路不至于在雷电场合下受损。电压瞬态抑制管(TVS)的选择条件要满足直流击穿电压大于采样电路能承受的最大值Uixw >λ/ χ/￡ X Λ，最大冲击电流能够承受流过避雷器最大雷电电流。通信电路，通信电路采用RS485电路，差分电平传输方式令通信距离更远，抗干扰性更强，通信协议采用M0DBUS-RTU协议，数据经过CRC16校验可使通信传输更可靠。计数电路采用触发器触发单片机中断端口，从而进行计数功能。工作原理无间隙金属氧化物避雷器无残压监测装置采用双CT采样电流信号和雷击信号，通过一个精密互感器采集出避雷器泄漏电流，经过信号测量及变换电路9，进入中央处理器MCU 6，中央处理器MCU 6内部AD可以根据用户设置启动，当启动采集命令后，处理器读取一个周波256个采样点的数据，并经过离散傅立叶算法，提取出基波和三次谐波，计算出当前时间的全电流值和阻性电流值，并且存储到FLASH芯片8中，存储时间为I年，用户也可以调取存储器的历史数据。计数功能是采用高频互感器，当发生避雷器发生雷击或者线路过电压时，流出避雷器的电流突然增大本文档来自技高网...

【技术保护点】
无间隙金属氧化物避雷器无残压监测装置，包括外壳体和内部电路板：其特征是：壳体上设有外盖（5），外盖（5）开有显示屏窗口（1），LED显示器安装在端盖上从窗口中显示；外盖（5）上还设有凸起（4）、电缆穿线孔及插座（3）；内部电路板包括：传感器部分、中央处理器MCU（6）、时钟电路（17）、存储电路（7）、信号测量及变换电路（9）、保护电路及通信电路（15）；其中互感器（2）连接在壳体内，互感器（2）引出线与电路板接线端子相连；电路板引线避雷器泄漏电流直接进入信号测量及变换电路（9），在经过信号变换后进入中央处理器MCU（6）；时钟电路（17）与中央处理器MCU（6）连接；存储电路（7）也与中央处理器MCU（6）连接；中央处理器MCU（6）直接发送数据到保护电路及通信电路（15），通过标准的RS485电平传输到远端。

【技术特征摘要】
1.无间隙金属氧化物避雷器无残压监测装置，包括外壳体和内部电路板其特征是壳体上设有外盖(5)，外盖(5)开有显示屏窗口( I )，LED显示器安装在端盖上从窗口中显示；外盖(5)上还设有凸起(4)、电缆穿线孔及插座(3)；内部电路板包括传感器部分、中央处理器MCU (6 )、时钟电路(17 )、存储电路(7 )、信号测量及变换电路(9)、保护电路及通信电路(15)；其中互感器(2)连接在壳体内，互感器(2)引出线与电路板接线端子相连；电路板引线避雷器泄漏电流直接进入信号测量及变换电路(9)，在经过信号变换后进入中央处理器 MCU (6);时钟电路(17)与中央处理器MCU (6)连接；存储电路(7)也与中央处理器MCU (6) 连接；中央处理器MCU (6)直接发送数据到保护电路及通信电路(15)，通过标准的RS485电平传输到远端。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高强，钟丹田，耿宝宏，刘齐，王茂军，李洪凯，张静，原峰，李平，
申请(专利权)人：辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁省电力有限公司朝阳供电公司，东北电力科学研究院有限公司，辽宁东科电力有限公司，国家电网公司，
类型：实用新型
国别省市：