專利名稱：氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元。
背景技術(shù)：
變電站內(nèi)避雷器的泄漏電流是判斷避雷器運(yùn)行狀態(tài)的重要特征量。避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)需要對泄漏電流進(jìn)行采樣，以期獲得泄漏電流的阻性分量和容性分量。一般的避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)中泄漏電流取樣方法主要有以下幾種
(1)小電壓信號法。這種方法是在漏電計(jì)數(shù)器的兩端取得小電壓信號，然后除以計(jì)數(shù)器的阻值得到全電流信號。采用這種方法必須要求計(jì)數(shù)器兩端的電壓信號和流過計(jì)數(shù)器的電流信號成線性關(guān)系，才能保證得到正確的電流波形。但一般計(jì)數(shù)器不能滿足這個(gè)要求，這種方法具有比較大的局限性。(2)利用有源或無源的穿心CT獲取電流信號法。這種方法是將避雷器的接地引下線穿過這個(gè)穿心CT，利用避雷器的泄漏電流在CT 二次側(cè)感應(yīng)出的電流用于測量。但避雷器的泄漏電流一般非常小(大多低于5mA)，使得傳感器的制作非常困難，后續(xù)電路需要增加較精密的濾波放大電路，濾波放大電路的輸出信號與原邊電流不再同相位，給阻性電流的計(jì)算帶來很大誤差，甚至失去計(jì)算阻性電流的可能。(3)串接電阻(或電容)取電流信號法。這種方法是將避雷器的接地引下線打開， 串聯(lián)一個(gè)電阻或電容，通過電阻或電容上的電壓值來獲取泄漏電流值。這種方法改變了原有避雷器的接線方式，現(xiàn)場一般不允許，且為了防止雷電流對電阻或電容造成損壞，電阻和電容的熱容量要選擇的比較高，設(shè)備的體積也將比較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元，可靈敏測量避雷器的泄漏電流，且制造成本低廉。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元，組成包括氧化鋅閥片、整流電路、泄漏電流指示表、放電計(jì)數(shù)器，其特征在于還包括 電流互感器、采樣電阻、信號調(diào)理電路、CC2430芯片、以及電源部分，所述電流互感器的原邊線圈串接于整流電路與地之間，副邊線圈與采樣電阻并聯(lián)，信號調(diào)理電路的電壓輸入端接于所述采樣電阻兩端，信號調(diào)理電路的信號輸出端與CCM30芯片的差分采樣信號輸入端連接。本發(fā)明氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元是在現(xiàn)有傳統(tǒng)泄漏電流指示與計(jì)數(shù)器的基礎(chǔ)之上改進(jìn)而成。本發(fā)明將電流互感器的原邊直接串接(串聯(lián))于整流電路與地之間，當(dāng)發(fā)生泄漏電流，電流互感器采樣泄漏電流并將其轉(zhuǎn)化為電壓形式，經(jīng)信號調(diào)理電路濾除高次諧波與高頻干擾信號，濾波后的信號供CCM30芯片作差分采樣，并向外發(fā)送。由于電流互感器原邊是串聯(lián)在電路中，因此微小的泄漏電流仍然可以被檢測到，監(jiān)測靈敏度極高，解決了長期以來微小泄漏電流無法精確測得的難題。
在弱電(低壓)領(lǐng)域，通過在電路中串聯(lián)電流互感器來檢測電流是較為常見的技術(shù)手段，然而在強(qiáng)電(高壓)領(lǐng)域，卻從未使用過該手段，主要原因是串聯(lián)在避雷器主回路中的電流互感器難以承受避雷器動(dòng)作時(shí)幾千甚至幾十千安培的電流。介于上述原因，技術(shù)人員多采用穿心CT獲取避雷器的泄漏電流，然而使用效果并不理想，該問題長期以來困擾著技術(shù)人員，成為阻礙避雷器工況監(jiān)測的一大難題。本發(fā)明的發(fā)明人勇于突破傳統(tǒng)偏見，大膽的將精密電流互感器的原邊直接串接(串聯(lián))于整流電路與地之間，實(shí)踐證明其效果十分理想，能夠測量小于0. 02mA的微弱泄漏電流，精度達(dá)0. 2級，由于直接串聯(lián)入電路，電信號更強(qiáng)，降低了對后續(xù)濾波放大電路的精密要求，確保濾波放大電路的輸出信號與原邊電流相位相同，提高了阻性電流的計(jì)算精度，且電流互感器沒有因高壓而受到損壞，得到了意想不
到的技術(shù)效果。發(fā)明人分析，雖然避雷器承受電壓最高可達(dá)1000/在kV，但避雷器的泄漏
電流卻往往只有毫安級別，由于放電時(shí)間極短且有閥片保護(hù)，普通的電流互感器可以承受避雷器動(dòng)作時(shí)在閥片上的電壓，不會(huì)被燒毀。更重要的是，可以穩(wěn)定、可靠、精確的測量避雷器的泄漏電流?？梢姡景l(fā)明不但克服了傳統(tǒng)技術(shù)偏見，并且取得了意想不到的技術(shù)效果，因此本發(fā)明具備專利法第二十二條第三款所規(guī)定的創(chuàng)造性。進(jìn)一步的，本在線監(jiān)測單元還包括一個(gè)與CCM30芯片的射頻收發(fā)端連接的 CC2591功率放大芯片。CCM30芯片與CC2591的組合有效增加了無線通訊距離，加強(qiáng)了無線網(wǎng)絡(luò)的信號強(qiáng)度，確保信號傳輸距離及穩(wěn)定性。更進(jìn)一步的，本在線監(jiān)測單元中，電流互感器的原邊線圈匝數(shù)與副邊線圈匝數(shù)相等，信號調(diào)理電路為二階低通無源濾波電路。再進(jìn)一步的，本在線監(jiān)測單元通過太陽能供電，具體地說，所述電源部分包括依次連接的太陽能電池板、太陽能控制器、太陽能電池，所述太陽能控制器的電壓輸出端與電源調(diào)理電路連接，所述電源調(diào)理電路將所述太陽能電池的電壓調(diào)理成3. 3V，為所述CCM30芯片、CC2591功率放大芯片及它們的其附屬電路供電?？梢姡景l(fā)明構(gòu)思奇巧，效果顯著，是一種能夠?qū)Ρ芾灼餍孤╇娏鬟M(jìn)行有效測量的創(chuàng)新設(shè)備，具有良好的市場前景。


圖1是本氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元安裝示意圖。圖3是本氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元的信號調(diào)理電路。圖4是本氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元的太陽能供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖5是本氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元的電源調(diào)理電路。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元如圖2所示，安裝于氧化鋅避雷器1與地之間，如圖1所示，其組成包括氧化鋅閥片、整流電路、泄漏電流指示表、放電計(jì)數(shù)器，其特征在于還包括電流互感器、采樣電阻、信號調(diào)理電路、CCM30芯片、以及電源部分，所述電流互感器的原邊線圈串接于整流電路與地之間，副邊線圈與采樣電阻并聯(lián)，信號調(diào)理電路的電壓輸入端接于所述采樣電阻兩端，信號調(diào)理電路的信號輸出端與CCM30芯片的差分采樣信號輸入端連接。本例中，在線監(jiān)測單元還包括一個(gè)與CCM30芯片的射頻收發(fā)端連接的CC2591功率放大芯片。本發(fā)明泄漏電流無線監(jiān)測單元是由傳統(tǒng)泄漏電流指示與計(jì)數(shù)器改進(jìn)而成的，若將圖1中C、d兩點(diǎn)短接，該監(jiān)測裝置即為傳統(tǒng)泄漏電流指示與計(jì)數(shù)器。本氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元中，電流互感器的原邊線圈匝數(shù)與副邊線圈匝數(shù)相等。如圖3所示，信號調(diào)理電路為二階低通無源濾波電路，其為常規(guī)電路，在此不進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖4、5所示，本實(shí)施例的電源部分，包括太陽能供電系統(tǒng)、電源調(diào)理電路，所述太陽能供電系統(tǒng)由依次連接的太陽能電池板、太陽能控制器、太陽能電池構(gòu)成，太陽能控制器的電壓輸出端與如圖5所示的電源調(diào)理電路連接，所述電源調(diào)理電路采用MC78PC33NTR 電源芯片，將太陽能電池的電壓調(diào)理成3. 3V，為CCM30芯片、CC2591功率放大芯片及它們的其附屬電路供電。除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元，組成包括氧化鋅閥片、整流電路、泄漏電流指示表、放電計(jì)數(shù)器，其特征在于還包括電流互感器、采樣電阻、信號調(diào)理電路、CC2430芯片、以及電源部分，所述電流互感器的原邊線圈串接于整流電路與地之間，副邊線圈與采樣電阻并聯(lián)，信號調(diào)理電路的電壓輸入端接于所述采樣電阻兩端，信號調(diào)理電路的信號輸出端與CCM30芯片的差分采樣信號輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元，其特征在于還包括一個(gè)與CCM30芯片的射頻收發(fā)端連接的CC2591功率放大芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元，其特征在于所述電流互感器的原邊線圈匝數(shù)與副邊線圈匝數(shù)相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元，其特征在于所述信號調(diào)理電路為二階低通無源濾波電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元，其特征在于所述電源部分包括依次連接的太陽能電池板、太陽能控制器、太陽能電池，所述太陽能控制器的電壓輸出端與電源調(diào)理電路連接，所述電源調(diào)理電路將太陽能電池的電壓調(diào)理成3. 3V，為所述CCM30芯片、CC2591功率放大芯片及其附屬電路供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元，其特征在于所述電流互感器為鐵芯式電流互感器。
全文摘要
氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元，組成包括氧化鋅閥片、整流電路、電流互感器、采樣電阻、信號調(diào)理電路、CC2430芯片，電流互感器的原邊線圈串接于整流電路與地之間，副邊線圈與采樣電阻并聯(lián)，信號調(diào)理電路的電壓輸入端接于所述采樣電阻兩端，信號調(diào)理電路的信號輸出端與CC2430芯片的差分采樣信號輸入端連接。發(fā)明人勇于突破傳統(tǒng)偏見，大膽的將精密電流互感器的原邊直接串聯(lián)于整流電路與地之間，其能夠測量小于0.02mA的微弱泄漏電流，精度達(dá)0.2級，其電信號更強(qiáng)，降低了對后續(xù)濾波放大電路的精密要求，確保濾波放大電路的輸出信號與原邊電流相位相同，提高了阻性電流的計(jì)算精度，且電流互感器沒有因高壓而受到損壞，得到了意想不到的技術(shù)效果。
文檔編號G01R19/00GK102156241SQ20111014436
公開日2011年8月17日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者吳茂剛, 朱立位, 衡思坤, 韋海榮 申請人:南京導(dǎo)納能科技有限公司, 江蘇省電力公司連云港供電公司