CN209148783U - 用于金属氧化物避雷器的在线监测*** - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种用于金属氧化物避雷器的在线监测***，属于防雷技术领域。所述在线监测***包括：用于检测金属氧化物避雷器运行时的泄漏电流和周围环境的温湿度，并将泄漏电流和周围环境的温湿度数据传送至数据采集装置；数据采集装置，用于将接收的泄漏电流和周围环境的温湿度数据传送至数据接收终端；以及与所述数据传输装置无线连接的数据接收终端，根据泄漏电流和所述周围环境的温湿度数据确定所述金属氧化物避雷器的状态。通过本实用新型的技术方案，可以实现在线监测金属氧化物避雷器的运行状态，还能够在金属氧化物避雷器出现故障时，准确确定故障原因和故障位置，并能提前预警引发故障的避雷器内部受潮、阀片老化和劣化等现象。

Description

用于金属氧化物避雷器的在线监测***

技术领域

本实用新型涉及防雷技术领域，具体地涉及一种用于金属氧化物避雷器的在线监测***。

背景技术

为保证铁路电力***的高压线路能够安全可靠的运行，需要为其设置一套完善的防雷体系。目前，我国广泛推行的是金属氧化物避雷器(MOA), 在运行电压下会有阻性泄漏电流流过，所述金属氧化物避雷器的电阻阀片上会产生热量，进而使其温度升高，正常情况下，由于发热量较小，在较低的温度下，金属氧化物避雷器的散热与发热能够保持平衡而不影响避雷器的正常工作。但是随着工作时间的延长，温度的升高会使金属氧化物避雷器的电阻阀片老化，同时由于环境因素的影响，所述电阻阀片会受潮和劣化，从而使正常工作条件下通过的阻性泄漏电流增加，一旦***中有过电压产生，将会使金属氧化物避雷器产生热崩溃，甚至使其***，导致金属氧化物避雷器失去保护作用。因此，为确保金属氧化物避雷器正常发挥作用，需要定期检测金属氧化物避雷器的状态。

目前，现有的避雷器运行状态监测方法主要有三种：

1)、带电测试。为避免停电测试对供电的影响，在近几年出现了避雷器带电测试技术，由于其是在高压带电情况下操作，对测试环境和操作程序有着严格的要求，一旦环境湿度过大、仪器接地不可靠或是不遵循操作规程，将对测试人员的人身安全带来极大的威胁；

2)、现场监测。通过在避雷器接地端安装电流互感器，可以在现场监测避雷器的泄漏电流，但由于其检测的电流包括因避雷器绝缘体表面污秽而引起的泄漏分量，不能真实反映避雷器本体缺陷引起的阻性电流，所以没有得到广泛的应用；

3)、集中在线监测。即通过屏蔽电缆将被测信号引入后台工控机，由工控机进行集中循环监测和数据处理。由于一次信号很小，再在传输过程中受到衰减、干扰等影响，测量结果的准确性和稳定性得不到保证。

综上。本申请发明人现有的避雷器运行状态监测方法均存在各种各样的问题和缺陷。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种用于金属氧化物避雷器的在线监测***，用于解决上述技术问题中的一者或多者。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种用于金属氧化物避雷器的在线监测***，所述***包括数据采集装置、数据传输装置、与所述数据传输装置无线连接的数据接收终端，所述数据采集装置包括：微电流传感器，用于检测所述金属氧化物避雷器运行时的泄漏电流；温湿度传感器，用于检测所述金属氧化物避雷器周围环境的温湿度；通信单元，与所述微电流传感器和所述温湿度传感器连接，用于将所述泄漏电流和所述周围环境的温湿度数据传送至所述数据传输装置；所述数据传输装置包括第一通信模块，用于接收所述泄漏电流和所述周围环境的温湿度数据；控制单元，与所述第一通信模块连接，用于将所述泄漏电流和所述周围环境的温湿度数据进行信号格式转换；以及第二通信模块，与所述控制单元连接，用于将信号格式转换后的所述泄漏电流和所述周围环境的温湿度数据传送至所述数据接收终端；以及所述数据接收终端，用于根据所述泄漏电流和所述周围环境的温湿度数据确定所述金属氧化物避雷器的状态。

可选的，所述微电流传感器为零磁通穿心式电流传感器。

可选的，所述通信单元为与所述第一通信模块相通信的射频发射模块，所述第一通信模块为射频接收模块。

可选的，所述数据传输装置还包括主控盒，所述第一通信模块、第二通信模块和所述控制单元均设在所述主控盒内，所述控制单元上设有太阳能电池板接口和可充电电池接口，所述主控盒盒体上设有SIM卡槽和指示灯，所述SIM卡槽内插设有SIM卡。

可选的，所述数据传输装置还包括机箱，所述主控盒设在所述机箱内，所述机箱内还设有可充电电池，所述机箱外部设有与所述太阳能电池板接口连接的太阳能电源电缆，所述太阳能电源电缆上远离所述机箱的一端连接有太阳能电池板，所述机箱上还设有与所述第一通信模块和所述第二通信模块分别连接的射频天线和GPRS天线。

可选的，所述***还包括固定装置，安装在杆塔上，用于固定所述数据传输装置。

可选的，所述固定装置包括：至少两个固定在杆塔上的U型抱箍，两个所述U型抱箍两端通过支撑板连接，所述数据传输装置固定在其中一个所述支撑板上，太阳能电池板通过L型支架固定在另一个所述支撑板上。

可选的，所述数据接收终端包括服务器和用户终端。

可选的，所述服务器包括数据库服务器、数据中心服务器和Web服务器；所述用户终端为智能手机或计算机。

可选的，所述***还包括与所述数据传输装置相通信的报警器。

通过上述技术方案，可以实现对金属氧化物避雷器的状态的在线监测，并将实时检测的数据上传至数据接收终端，实现数据的远程分析，可以有效减轻现场的设备检测和维护工作，还能预警引发避雷器故障的内部受潮、阀片老化以及劣化等现象，智能判别避雷器处于正常运行状态还是故障状态。

本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：

图1是本实用新型一实施例提供的用于金属氧化物避雷器的在线监测***的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的用于金属氧化物避雷器的在线监测***的结构示意图；

图3是本实用新型一实施例提供的数据传输装置的结构示意图；

图4是本实用新型一实施例提供的数据传输装置的结构示意图；

图5是本实用新型一实施例提供的固定装置的结构示意图。

附图标记说明

1 数据采集装置 2 数据传输装置

3 数据接收终端 4 金属氧化物避雷器

101 微电流传感器 102 温湿度传感器

103 通信单元 201 控制单元

202 第一通信模块 203 第二通信模块

204 主控盒 205 太阳能电池板接口

206 太阳能电源电缆 207 太阳能电池板

208 可充电电池接口 209 可充电电池

210 指示灯 211 SIM卡槽

212 SIM卡 213 第一天线

214 第二天线 215 机箱

301 服务器 302 用户终端

401 U型抱箍一 402 支撑板一

403 L型支架 404 U型抱箍二

405 支撑板二

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。

图1是本实用新型一实施例提供的用于金属氧化物避雷器的在线监测***的结构示意图。如图1所示，所述用于金属氧化物避雷器的在线监测***包括：数据采集装置1、数据传输装置2和数据接收终端3。其中，数据采集装置1用于检测金属氧化物避雷器运行时的泄漏电流和其周围环境的温湿度，并将所述泄漏电流和周围环境的温湿度数据传送至数据传输装置2，数据传输装置2接收所述泄漏电流和周围环境的温湿度数据后，将所述泄漏电流和周围环境的温湿度数据传送至数据接收终端3，用户就可以在数据接收终端3就可以实时查看金属氧化物避雷器运行时的相关数据。

图2是本实用新型一实施例提供的用于金属氧化物避雷器的在线监测***的具体结构示意图。

可选的，所述数据采集装置1、数据传输装置2和接收终端3的结构如图2所示。

数据采集装置1包括微电流传感器101、温湿度传感器102和通信单元 103。微电流传感器101可以检测金属氧化物避雷器4运行时的泄漏电流，温湿度传感器102可以检测金属氧化物避雷器4周围环境的温度和湿度，通信单元103与微电流传感器101和温湿度传感器102连接，可以将微电流传感器101检测的泄漏电流和温湿度传感器102检测的周围环境的温度和湿度等数据传送至数据传输装置2。

其中，微电流传感器101、温湿度传感器102采集数据的周期优选不大于5分钟，具体时间可以由工作人员根据实际需要自定设定。

可选的，所述微电流传感器101可以采用高精度的零磁通穿心式电流传感器，可以有效降低电流采集过程中产生的角差，为阻性电流计算提供精准的相位信息，提高阻性电流测量精度，从而能够准确反映金属氧化物避雷器的老化、受潮或劣化等现象。

所述通信单元103可以采用任意的有线通信方式或无线通信方式来实现与数据传输装置2的数据交互。

优选的，所述通信单元103可以为射频发射模块，将泄漏电流和周围环境温湿度等数据转换成射频信号后，发送至数据传输装置2。

相应的，数据传输装置2中与射频发射相通信的第一通信模块应为射频接收模块，以接收所述射频发射模块发射的射频信号。

数据传输装置2包括控制单元201、第一通信模块202和第二通信模块 203。第一通信模块202用于接收泄漏电流和周围环境的温湿度数据，控制单元201用于将第一通信模块202接收的泄漏电流和周围环境的温湿度数据进行信号格式转换，与控制单元201连接的第二通信模块203，则可以将信号格式转换后的泄漏电流和周围环境的温湿度数据传送至数据接收终端3。

所述第二通信模块203，还可以接收来自数据接收终端3的数据。其中，所述数据可以包括：链路查询、链路复位或总召数据等指令。

数据接收终端3接收泄漏电流和周围环境的温湿度数据，并根据所述泄漏电流和周围环境的温湿度数据确定金属氧化物避雷器的状态。

可选的，所述数据接收终端3包括服务器和用户终端。

其中，所述服务器可以包括数据库服务器、数据中心服务器和Web服务器。数据库服务器可以为接收的泄漏电流和周围环境的温湿度数据建立数据库，并进行存储；数据中心服务器可以衣服数据分析模型对接收到的泄漏电流和周围环境的温湿度数据进行分析，确定在温湿度变化的情况下，金属氧化物避雷器表面泄漏电流的安全值、界限值模型，智能判别金属氧化物避雷器处于正常运行状态还是故障状态；Web服务器可以将分析结果发送到客户端上，以便工作人员进行读取。

其中，所述用户终端为智能手机、计算机等可以显示服务器分析结果的终端。

其中，数据接收终端3中的服务器组可以依据数据分析模型对泄漏电流进行计算分析，分离提取反应金属氧化物避雷器内部受潮的基波阻性电流、反应金属氧化物避雷器氧化锌阀片老化的三次谐波阻性电流，并通过温湿度补偿算法，能够准确预警引发金属氧化物避雷器故障的内部受潮、阀片老化以及劣化等现象。

本实用新型实施例提供的用于金属氧化物避雷器的在线监测***，包括依次相通信的数据采集装置1、数据传输装置2和数据接收终端3，可以直接将监测到的金属氧化物避雷器运行时的相关数据传送至数据接收终端3，并在数据接收终端3进行分析、显示等，能够获取更加准确、全面的信息，从而在金属氧化物避雷器运行出现异常时，能够快速、准确的判断金属氧化物避雷器的状态、故障原因等。

另外，如图2所示，数据采集装置1分为三组，每组都包括一个微电流传感器101、温湿度传感器102和通信单元103，分别接入金属氧化物避雷器4的A相、B相和C相。这样设置数据采集装置1，可以更加准确、快速的确定金属氧化物避雷器的故障位置。

可选的，所述数据采集装置1的三组之间可以通过RS-485接口并联连接。

本实用新型实施例提供的用于金属氧化物避雷器的在线监测***，能够实时的在线监测金属氧化物避雷器的运行状态，有效减轻现场的设备检测和维护工作。

本实用新型实施例提供的用于金属氧化物避雷器的在线监测***，还可以利用数据库技术，为每一个金属氧化物避雷器建立设备履历，记录其设备型号、安装检修时间、实时运行数据和动作情况等，为故障判别、技术管理等提供数据模型，提高了电力设备信息化管理水平。

可选的，本实用新型实施例提供的用于金属氧化物避雷器的在线监测***，还可以包括与数据传输装置相通信的报警器。

其中，在控制单元确定来自通信单元的泄漏电流和所述周围环境的温湿度数据出现异常时，控制所述报警器报警，以便工作人员及时知道出现故障，在第一时间进行检修。

图3是本实用新型一实施例提供的数据传输装置的结构示意图。如图3 所示，数据传输装置还包括主控盒204，第一通信模块202、第二通信模块 203和控制单元201都设在所述主控盒204内部。

可选的，所述主控盒204为塑料盒。

可选的，所述数据传输装置还包括具有自供电功能，例如可以通过可充电电池，或者通过太阳能电池板来为数据传输装置中的用电设备供电。

因此，所述控制单元201上还设有太阳能电池板接口205和/或可充电电池接口208。

可选的，控制单元201包括主控板和处理器，所述处理器设置在所述主控板上。所述太阳能电池板接口205和/或可充电电池接口208也设置在所述主控板上。

优选地，所述主控板为MSP430F149低功耗单片机。

本实用新型该实施例提供的数据传输装置，将控制单元201、第一通信模块202和第二通信模块203都安装在主控盒内，可以有效防止凝露对设备的影响。

图4是本实用新型一实施例提供的数据传输装置的结构示意图。如图4 所示，数据传输装置还包括机箱215，主控盒204设置在机箱215的内部。

可选的，所述机箱215由铝合金材料和标准模具制成，还可以做二次氧化喷涂，这样具有较好的防雨、防锈和防凝露等优点。

可选的，在控制单元具有太阳能电池板接口的情况下，机箱215的外部还可以设有与所述太阳能电池板接口连接的太阳能电源电缆206，且太阳能电源电缆上远离机箱215的一端可以与太阳能电池板207连接。

可选的，在控制单元具有可充电电池接口的情况下，机箱215的内部还可以设有与可充电电池接口相连接的可充电电池。

所述太阳能电池板207标配为20W/18V，可以确保数据传输装置2在阴雨天气下也能取到静态工作电源和电池充电能量。

所述可充电电池(可以为锂电池或铅酸蓄电池)的标配为7.2Ah/12V，可以确保数据传输装置2在多个阴雨天、晚上或者线路停电的情况下都能正常工作。

本实用新型该实施例提供的数据传输装置，利用太阳能电池板和可充电电池为其供电。其可以利用太阳能电池板作为主要供电设备，可充电电池作为备用供电设备，可以在阴雨天或夜间等没有太阳光时为数据传输装置中的各个设备供电。

可选的，第二通信模块203可以支持现有的任意一种的通信方式。

例如，所述第二通信模块203为GPRS模块或CDMA模块。在这种情况下，所述数据传输装置还应该包括SIM卡槽211，可以将SIM卡212*** SIM卡槽211中。

其中，GPRS模块的参数在出厂前已经设好，一般不需要到现场在线调整。如果需要更改，可以通过ADMIN手机号码发短信来设置，或者通过有线调试盒来调整参数。

GPRS模块平时一直在线运行，直到供电电压低于3.7V(或10.5V)。如果因电池的电压低而自动关掉了GPRS模块的电源，则在收到数据传输装置上报的短路、接地动作信息以后，或者在重新上电10分钟之内开机。

可选的，为了便于工作人员的换卡操作和GPRS或CDMA通信测试，可以将SIM卡槽211设在主控盒204的前面板上

另外，在所述机箱215上还设有第一天线213和第二天线214。所述第一天线213用于接收通信单元发送的泄漏电流和周围环境的温湿度数据，并将其传送至第一通信模块，所述第二天线用于将泄漏电流和周围环境的温湿度数据发送至数据接收终端。

可选的，在所述第一通信模块为射频接收模块的情况下，所述第一天线 213为射频天线，在所述第二通信模块为GPRS模块的情况下，所述第二天线214为GPRS天线。

可选的，所述数据传输装置还可以包括指示灯210，所述指示灯210也可以安装在主控盒204的前面板上。如图4所示，指示灯210被安装在SIM 卡槽211的附近。

其中，所述指示灯210具有提示当前数据传输装置运行状态是否正常的作用。

例如，在数据传输装置正常运行时，指示灯210每隔2～3秒快速闪烁一下，当太阳能电池板的电压或电池电压低于一设定值时，指示灯210每隔4～5 秒快速闪烁一下。这样可以在供电电压不足时，及时通知工作人员。

另外，在控制单元还具有数据分析功能的情况下，还可以判定接收的泄漏电流和温湿度等数据是否出现异常现象，在发现数据异常的情况下，可以通过第二通信模块将异常数据或运行异常提示发送到用户终端等设备，以便第一时间提醒工作人员需要检修和维护。

本实用新型实施例提供的用于金属氧化物避雷器的在线监测***，还包括固定装置，安装在杆塔上，用于固定数据传输装置。

图5是本实用新型一实施例提供的固定装置的结构示意图。如图5所示，所述固定装置包括：固定在杆塔上的U型抱箍一401，U型抱箍一401的两端通过支撑板一402连接，太阳能电池板207通过L型支架403固定在支撑板一402上；以及固定在杆塔上的U型抱箍二404，U型抱箍二404的两端通过支撑板二405连接，数据传输装置固定在支撑板二405上。

可选的，固定装置中的U型抱箍可以不限于两个。

在进行安装时，先将阳能电池板207和数据传输装置的机箱215太分别安装在支撑板一402和支撑板二405上，再分别用U型抱箍一401和U型抱箍二404将支撑板一402和支撑板二405抱在杆塔上的合适高度。

其中，为了兼顾设备安全和便于人工维护，数据传输装置离杆塔顶部的距离应大于3.5米，同时与带电设备保持规定的安全距离。

其中，为了使得太阳能电池板能够全天候采光，在固定U型抱箍时，所述太阳能电池板的正面应朝向东南、正南和西南方向。

另外，在固定好太阳能电池板和数据传输装置后，还需要固定好天线延长线和太阳能电源电缆，以防被大风刮断。

以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于金属氧化物避雷器的在线监测***，其特征在于，所述***包括数据采集装置、数据传输装置、与所述数据传输装置无线连接的数据接收终端，

所述数据采集装置包括：微电流传感器，用于检测所述金属氧化物避雷器运行时的泄漏电流；温湿度传感器，用于检测所述金属氧化物避雷器周围环境的温湿度；通信单元，与所述微电流传感器和所述温湿度传感器连接，用于将所述泄漏电流和所述周围环境的温湿度数据传送至所述数据传输装置；

所述数据传输装置包括第一通信模块，用于接收所述泄漏电流和所述周围环境的温湿度数据；控制单元，与所述第一通信模块连接，用于将所述泄漏电流和所述周围环境的温湿度数据进行信号格式转换；以及第二通信模块，与所述控制单元连接，用于将信号格式转换后的所述泄漏电流和所述周围环境的温湿度数据传送至所述数据接收终端；以及

所述数据接收终端，用于根据所述泄漏电流和所述周围环境的温湿度数据确定所述金属氧化物避雷器的状态。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述微电流传感器为零磁通穿心式电流传感器。

3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述通信单元为与所述第一通信模块相通信的射频发射模块，所述第一通信模块为射频接收模块。

4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述数据传输装置还包括主控盒，所述第一通信模块、第二通信模块和所述控制单元均设在所述主控盒内，所述控制单元上设有太阳能电池板接口和可充电电池接口，所述主控盒盒体上设有SIM卡槽和指示灯，所述SIM卡槽内插设有SIM卡。

5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述数据传输装置还包括机箱，所述主控盒设在所述机箱内，所述机箱内还设有可充电电池，所述机箱外部设有与所述太阳能电池板接口连接的太阳能电源电缆，所述太阳能电源电缆上远离所述机箱的一端连接有太阳能电池板，所述机箱上还设有与所述第一通信模块和所述第二通信模块分别连接的射频天线和GPRS天线。

6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：

固定装置，安装在杆塔上，用于固定所述数据传输装置。

7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述固定装置包括：

至少两个固定在杆塔上的U型抱箍，两个所述U型抱箍两端通过支撑板连接，所述数据传输装置固定在其中一个所述支撑板上，太阳能电池板通过L型支架固定在另一个所述支撑板上。

8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述数据接收终端包括服务器和用户终端。

9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，

所述服务器包括数据库服务器、数据中心服务器和Web服务器；

所述用户终端为智能手机或计算机。

10.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括与所述数据传输装置相通信的报警器。