一種總線分布式金屬氧化物避雷器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種總線分布式金屬氧化物避雷器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，它包括金屬氧化物避雷器，其特征在于還包括：實時監(jiān)測泄漏電流信號的微電流傳感器；通過光纖線路與微電流傳感器連接并采集、調理微電流傳感器傳來的電流信號并轉化成數字信號的信號采集器；負責同步各個信號采集器傳來的信號及相關數據合并處理的過程信號處理器；對多路檢測信號進行切換選擇的網絡交換機；對信息中各路避雷器泄漏電流監(jiān)測信號進行分析診斷、對比、展示、存儲及信號上傳的綜合處理單元。該系統(tǒng)可解決避雷器泄漏電流在線監(jiān)測中面臨的上述問題，結構簡單、布線較少、擴展性強，實現避雷器泄漏電流的檢測、診斷、數據存儲、對比、查詢及上傳。
【專利說明】一種總線分布式金屬氧化物避雷器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及智能電網中高壓電氣設備在線監(jiān)測，特別是避雷器泄漏電流的在線監(jiān)測。
【背景技術】
[0002]為了保證電力系統(tǒng)的安全可靠運行，在智能電網中的高壓電氣設備通常都配置有流過金屬氧化物避雷器。在工況運行下，流過金屬氧化物避雷器的泄漏電流很小，而金屬氧化物避雷器存在自身和對地雜散電容的影響，同時由于避雷器內部閥片受外套電位的影響而產生分布發(fā)生變化，其內部閥片的電位分布也發(fā)生變化，這樣其監(jiān)測值也隨之變化。由于閥片長期承受工頻電壓作用而產生劣化，引起電阻特性的變化，導致流過閥片的泄漏電流的增加。若電流中的阻性分量急劇增加，會使閥片上溫度上升而發(fā)生熱崩潰，嚴重時，甚至引起避雷器的爆炸事故。因此，對于金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測來說，研究表面泄漏電流的性質，表面泄漏電流的變化對金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測的影響以及如何消除這些環(huán)境因素對金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測的影響，從而為后續(xù)正確判斷金屬氧化物避雷器的絕緣狀況提供依據具有重要的意義。
[0003]目前國內外主要采用集中式金屬氧化物避雷器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)。集中采樣式架構的監(jiān)測系統(tǒng)以計算機信號集中采樣為核心，傳感器信號經過多通道前置信號處理器整形變換，由在線數據采集模塊對信號采集電流互感器檢測到的泄漏電流。利用普通電纜直接將傳感器輸出的模擬信號用電纜引至計算機的信號采集卡，同時在進行模-數轉換后，直接計算出設備的絕緣特征參數，實現對設備的狀態(tài)在線監(jiān)測分析。該方式可以實現對電流的同步采樣；但由于現場敷設過長、過多的信號電纜，導致模擬信號有不同程度的衰減，并且也無法避免現場中的各種電磁干擾。在該系統(tǒng)下產生的同類產品多為孤立檢測裝置，無法形成包含檢測、診斷、數據存儲、對比、查詢及上傳在線監(jiān)測綜合處理單元。同時，由于傳統(tǒng)測量方法、電信號傳輸及系統(tǒng)結構易受到外部環(huán)境的干擾，以及系統(tǒng)本身的穩(wěn)定性與精確度等多種因素的影響，導致總線分布式結構無法滿足在線監(jiān)測對于電流、電壓信號之間的相位精確采樣要求，影響測量精度及對測量結果的分析判斷，并在一定程度上影響了在線監(jiān)測技術的推廣應用。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型的目的是提供一種具有結構簡單、布線較少和擴展性強的總線分布式金屬氧化物避雷器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，更有利于在線監(jiān)測技術上的推廣應用。
[0005]為達上述目的，本實用新型的技術方案為:
[0006]一種總線分布式金屬氧化物避雷器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，它包括金屬氧化物避雷器，其特征在于還包括:
[0007]設置于金屬氧化物避雷器器身底部，實時監(jiān)測泄漏電流信號的微電流傳感器；
[0008]設置于金屬氧化物避雷器器旁，通過光纖線路與所述微電流傳感器連接并采集、調理微電流傳感器傳來的金屬氧化物避雷器泄漏電流信號并轉化成數字信號的信號采集器；
[0009]設置于控制室的監(jiān)測屏柜內，采用光纜與所述信號采集器的信號輸出端連接，負責同步各個信號采集器傳來的信號及相關數據合并處理，并通過網絡接口與網絡交換機通信的過程信號處理器；
[0010]采用光纜與所述各路過程信號處理器的信號輸出端連接，對多路檢測信號進行切換選擇，并將系統(tǒng)所監(jiān)測的金屬氧化物避雷器泄漏電流信號通過光纜輸出的網絡交換機；
[0011]通過光纜接收所述網絡交換機傳來的信息，并對信息中各路金屬氧化物避雷器泄漏電流監(jiān)測信號進行分析診斷、對比、展示、存儲及信號上傳的綜合處理單元。
[0012]所述的信號上傳是指將金屬氧化物避雷器泄漏電流監(jiān)測信號，通過有線或無線的方式傳到遠程的接收端。
[0013]以上結構的總線分布式金屬氧化物避雷器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，將信號采集與數據處理模塊就地設置在被監(jiān)測設備附近，經通信總線將監(jiān)測信號傳輸至監(jiān)測主機。在該系統(tǒng)中，各采集器獨立采集監(jiān)測信號，為滿足各監(jiān)測點之間交流信號相位要求，各單元采用交流電壓過零點作為同步采樣的起始點；同時，針對傳統(tǒng)集中采樣式在線監(jiān)測系統(tǒng)的不足，采用光纜傳輸信號，可兼顧變電站強電磁干擾環(huán)境下同步信號遠距離傳輸的要求，可解決避雷器泄漏電流在線監(jiān)測中面臨的上述問題。具有結構簡單、布線較少、擴展性強等優(yōu)點。從而實現避雷器泄漏電流的檢測、診斷、數據存儲、對比、查詢及上傳。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的結構示意框圖；
[0015]在圖中，微電流傳感器1，信號采集器2，過程信號處理器3，網絡交換機4，綜合處
理單元5。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖，對本實用新型作進一步說明。
[0017]圖1所示，是本實用新型的結構示意框圖，從圖中可知，本實用新型包括微電流傳感器1、信號采集器2、過程信號處理器3、網絡交換機4和綜合處理單元5。其中，利用微電流傳感器I檢測金屬氧化物避雷器泄漏電流的點有若干個，相應的信號采集器2和過程信號處理器3配套之，構成多路金屬氧化物避雷器泄漏電流監(jiān)測通道。所以，在圖中有兩路微電流傳感器1、信號采集器2和過程信號處理器3構成的監(jiān)測通道。各路經過程信號處理器3處理后的信息匯集到網絡交換機4，網絡交換機4對多路檢測信號進行切換選擇后，傳至綜合處理單元。在微電流傳感器1、信號采集器2、過程信號處理器3、網絡交換機4和綜合處理單元5之間的信號傳輸均采用光纜。各信號采集器2獨立采集監(jiān)測信號，為滿足各監(jiān)測點之間交流信號相位要求，各單元采用交流電壓過零點作為同步采樣的起始點。在實際應用中通常將微電流傳感器I安裝于金屬氧化物避雷器器身底部，實時監(jiān)測泄漏電流信號。系統(tǒng)中的光纖數據鏈路系統(tǒng)由信號采集器2和本過程信號處理器3兩部分組成，它們之間通過光纜連接。信號采集器2安裝在金屬氧化物避雷器側，負責采集、調理金屬氧化物避雷器的泄漏電流信號并轉化成數字信號；每個信號采集器可同時采集三路電流信號。過程信號處理器3安裝在變電站中央控制室的監(jiān)測屏柜內，負責同步各個信號采集器2傳來的信號及相關數據合并處理，并通過網絡接口與網絡交換機4通信。各過程信號處理器3采用光纜通信，以此傳輸光同步信號，實現監(jiān)測系統(tǒng)內各模塊間的光同步觸發(fā)數據的傳輸。網絡交換機4可對多路檢測信號進行切換選擇，并將系統(tǒng)所監(jiān)測的金屬氧化物避雷器泄漏電流信號上傳至綜合處理單元5。網絡交換機4通過光纜與綜合處理單元5連接，并將處理后信號上傳至綜合處理單元。綜合處理單元5對各路金屬氧化物避雷器泄漏電流監(jiān)測信號進行分析診斷、對比、展示及存儲。經綜合處理單元5分析診斷、對比后的監(jiān)測信號數值、譜圖信息可轉發(fā)至遠程接收端，供技術人員調取查詢。
[0018]所述的微電流傳感器1、信號采集器2、過程信號處理器3、網絡交換機4和綜合處理單元5均為現有技術和產品，或為本領域的技術人員根據現有技術、產品和相關要求能容易做出。
[0019]本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0020]I)配置靈活:信號檢測通道切換器可同時采集多路金屬氧化物避雷器泄漏電流監(jiān)測信號，實現靈活配置，適應開關柜現場需要；
[0021]2)安裝簡單:微電流傳感器可安裝于金屬氧化物避雷器器身下部，不改變設備原有本體結構及運行方式，實現一次回路與二次回路隔離，方便日常巡視；
[0022]3)維護方便:采用總線分布式結構的布置方式，確保在對其單個傳感器等部件維護時不影響到其它回路的正常運行；
[0023]4)遠程診斷:金屬氧化物避雷器泄漏電流信號能夠存儲，確保分析泄漏電流變化趨勢的準確性及連續(xù)性。通過數據交換機接入電力綜合數據網，可及時掌握所測數據，并進行遠程查詢；
[0024]5) 一體化配置:通過傳感器1、信號采集器2、過程信號處理器3、網絡交換機4和綜合處理單元5實現從金屬氧化物避雷器泄漏電流信號檢測、分析診斷、預警及歷史數據存儲的全過程控制；各單元采用交流電壓過零點作為同步采樣的起始點，滿足各監(jiān)測點之間交流信號相位要求；
[0025]6)安全可靠:由于光纖絕緣特性可隔離現場設備一次回路和二次回路的電氣連接，可杜絕短路接地等安全隱患。
實施例
[0026]1.將金屬氧化物避雷器泄漏電流監(jiān)測用微電流傳感器I安裝于金屬氧化物避雷器器身外側；
[0027]2.現場金屬氧化物避雷器的泄漏電流監(jiān)測信號由微電流傳感器就地送入相應的信號采集器2，進行采樣、A/D變換和數據處理；
[0028]3.信號采集器2處理后的數據通過雙纖雙向光纜遠程傳送至過程信號處理器3，經雙纖雙向光纜傳輸到控制室中的綜合處理單元5 ;由于光纖通道帶寬大，誤碼率低，且不受強電磁射頻干擾、耦合過電壓干擾，可保證通信質量；同時由于光纖絕緣特性可隔離現場設備一次回路和二次回路的電氣連接，可杜絕安全隱患；
[0029]4.在變電站中央控制室安裝網絡交換機4和綜合處理單元5，并由網絡交換機4歸集接入各路過程信號處理器3數據線；各單元采用交流電壓過零點作為同步采樣的起始點，滿足各監(jiān)測點之間交流信號相位要求；
[0030]5.綜合處理單元5對各采集器2上傳的金屬氧化物泄漏電流監(jiān)測數據進行分析診斷、對比、展示及存儲；技術人員使用專用計算機訪問綜合處理單元核實確認設備預警信號、裝置預警信息，并分析判斷，制定相應的應對措施；
[0031]6.長期持續(xù)監(jiān)測可實時掌握金屬氧化物避雷器設備的絕緣特征參數，對及時發(fā)現事故隱患，減少停電事故，提高設備的運行維護水平有積極作用。
【權利要求】
1.一種總線分布式金屬氧化物避雷器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，它包括金屬氧化物避雷器，其特征在于還包括: 設置于所述金屬氧化物避雷器器身底部，實時監(jiān)測泄漏電流信號的微電流傳感器(I); 設置于金屬氧化物避雷器器旁，通過光纖線路與所述微電流傳感器(I)連接并采集、調理微電流傳感器(I)傳來的金屬氧化物避雷器泄漏電流信號并轉化成數字信號的信號采集器⑵； 設置于控制室的監(jiān)測屏柜內，采用光纜與所述信號采集器(2)的信號輸出端連接，負責同步各個信號采集器(2)傳來的信號及相關數據合并處理，并通過網絡接口與網絡交換機通信的過程信號處理器(3)； 采用光纜與所述各路過程信號處理器(3)的信號輸出端連接，對多路檢測信號進行切換選擇，并將系統(tǒng)所監(jiān)測的金屬氧化物避雷器泄漏電流信號通過光纜輸出的網絡交換機(4)； 通過光纜接收所述網絡交換機(4)傳來的信息，并對信息中各路金屬氧化物避雷器泄漏電流監(jiān)測信號進行分析診斷、對比、展示、存儲及信號上傳的綜合處理單元(5)。
2.根據權利要求1所述的總線分布式金屬氧化物避雷器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于: 所述的信號上傳是指將金屬氧化物避雷器泄漏電流監(jiān)測信號，通過有線或無線的方式傳到遠程的接收端。
3.根據權利要求1所述的總線分布式金屬氧化物避雷器泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于: 微電流傳感器(I)、信號采集器(2)、過程信號處理器(3)、網絡交換機(4)和綜合處理單元(5)各單元采用交流電壓過零點作為同步采樣的起始點。
【文檔編號】G01R19/25GK203479892SQ201320450216
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年7月26日 優(yōu)先權日:2013年7月26日
【發(fā)明者】陶松梅, 郭麗娟, 朱時陽, 鄧雨榮, 張煒, 呂澤承, 鄔蓉蓉, 梁俊斌 申請人:廣西電網公司電力科學研究院