專利名稱：一種金屬氧化物避雷器在線監測裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于電力在線監測技術領域，涉及一種避雷器在線監測裝置。
背景技術：
金屬氧化物避雷器是電力系統中重要的過電壓保護設備。近年 來，隨著金屬氧化物避雷器的廣泛應用，其本身運行的安全性也成 為電力系統中關注的問題。為了能夠及時了解金屬氧化物避雷器的 運行狀況，相應地對金屬氧化物避雷器的監測技術和監測裝置也發 展起來。目前應用最廣泛的一類監測裝置是現場監測的電子機械式 儀表，由電磁式直流毫安表和計數器構成，用于監測金屬氧化物避 雷器的泄漏電流和動作次數。該裝置的優點是泄漏電流檢測靈敏度 比較高，但不足之處是需要巡檢人員定時查看，無法實時獲得避雷 器的運行狀態。同時，由于其監測裝置必須安裝在金屬氧化物避雷 器的接地端，如果是線路保護用的金屬氧化物避雷器，其監測裝置 也要安裝在桿塔上，這就給巡檢人員的巡查帶來很大的不方便。另 一類監測裝置是電流互感器式儀表，采用穿心式電流互感器采集電 流信號，然后將釆集的電流信號送到微處理器中進行計算和傳輸。 由于采用穿心式電流互感器，實現了測量系統和金屬氧化物避雷器 的隔離，能夠較好地保護測量系統，但是由于金屬氧化物避雷器的 泄漏電流非常小，再加上周圍強電磁場的干擾，使得采用穿心式電 流互感器方式的測量結果精度不夠理想，而要想提高測量精度，設備的成本將會大幅度提高。
發明內容
針對現有技術中電子機械式監測儀表檢測靈敏度高，但無法實 時獲得避雷器的運行狀態，而電流互感器式儀表由于采用穿心式電 流互感器，存在測量結果精度不高的技術問題，本發明提出如下技 術方案-
一種金屬氧化物避雷器在線監測裝置，包括保護電路、動作 次數檢測單元，泄漏電流采樣單元、采集板。保護電路中的壓敏電 阻片上端接金屬氧化物避雷器，下端接地；保護電路中的扼流線圈 與動作次數檢測單元和泄漏電流采樣單元串聯，然后和壓敏電阻片 并聯；動作次數檢測單元的輸出端連接采集板的一路輸入端，泄漏 電流采樣單元的輸出端連接采集板的另一路輸入端，采集板通過總 線連接計算機監控中心，采集板負責采集信號并實現現場顯示和數 據遠傳；計算機監測中心收集來自采集板的信息，進行分析處理和 故障報警。
所述保護電路包括壓敏電阻片和扼流線圈，保護電路中的扼流 線圈與動作次數檢測單元和泄漏電流采樣單元串聯，然后和壓敏電 阻并聯。當避雷器動作時，壓敏電阻片電阻會減小，而扼流線圈電 抗會變大，大部分浪涌電流將通過壓敏電阻片泄放到大地，從而保 護動作次數檢測單元和泄漏電流采樣單元不被破壞。
所述的動作次數檢測單元由整流橋，濾波電容，分壓電阻,肖特基 二極管和光耦隔離電路組成，實現動作次數測量。整流橋輸出并聯 接濾波電容，第一電阻R和第二電阻R2串聯構成分壓電路，并聯 在濾波電容兩端。第二電阻R2的輸出端接到光耦隔離電路的輸入端。肖特基二極管D1并聯在光耦隔離電路的輸入的兩端，實現對 光耦的保護。當避雷器正常工作時，交流電流經整流橋，整成直流 信號，此時電壓值不足以驅動光耦動作；而當遇到雷電避雷器動作 時，泄漏電流增大，在光耦兩端的電壓值增大，超過光耦的驅動閾 值，就可以獲得避雷器的動作次數。
所述泄漏電流采樣單元由電流互感器，由匝比為1: 1的電流互
感器與雙向肖特基二極管D2，第三電阻R3和第四電阻R4組成。雙 向肖特基二極管D2并聯在電流互感器的輸入端，第三電阻R3串聯
在電流互感器的輸入端，實現對電流互感器的保護。第四電阻R4連
接到電流互感器的輸出端，將電流信號轉換為電壓信號，送入采集 板。
所述泄漏電流采樣單元，避雷器正常工作時，泄漏電流流過電 流互感器的一次側，互感器的二次側將會感應出同樣大小的電流， 通過測量二次側的電流就可以獲取避雷器的泄漏電流，并實現與采 集板的電氣隔離。在遇到雷電避雷器動作時，雙向肖特基二極管D2 將保護電流互感器不受損壞。
所述的采集板可以采集動作次數檢測單元提供的脈沖信號和泄 漏電流采樣單元提供的模擬信號，并實時記錄采集的信號值。同時 通過總線和計算機監控中心連接。計算機監控中心對數據進行分析 和管理，當避雷器出現故障時，及時向工作員提供報警信息。
本發明的金屬氧化物避雷器在線監測裝置工作原理示意圖。
具體實施例方式
參見附圖1，圖中保護電路1，由壓敏電阻片11和扼流線圈7組成。壓敏電阻片11上端接金屬氧化物避雷器6，下端接地。扼流 線圈7和動作次數檢測單元2，泄漏電流采樣單元3串聯，然后和 壓敏電阻片11并聯。動作次數檢測單元2，由整流橋8、分壓電阻、 肖特基二極管和光耦9構成，實現動作次數測量，第一電阻R和第 二電阻R2串聯構成分壓電路，并聯在濾波電容兩端。
泄漏電流采樣單元3實現泄漏電流測量，所述泄漏電流采樣單 元由電流互感器，由匝比為l: 1的電流互感器與雙向肖特基二極管 D2，第三電阻R3和第四電阻R4組成。雙向肖特基二極管D2并聯在
電流互感器的輸入端，第三電阻R3串聯在電流互感器的輸入端，實 現對電流互感器的保護。第四電阻R4連接到電流互感器的輸出端，
將電流信號轉換為電壓信號，送入采集板4。采集板4用于將采集 記錄到的測量信號并進行現場顯示和數據遠傳，采集板4通過總線 連接計算機監控中心5，計算機監控中心5，對采集板4采集的數據 分析處理并進行故障報警。
避雷器正常工作時,保護電路1中壓敏電阻片11呈現高阻狀態，
避雷器的泄漏電流從動作次數檢測單元2和泄漏電流采樣單元3流
過。動作次數檢測單元2中整流電路將交流信號整成直流電壓，此
時電壓值不足以驅動光耦9輸出。泄漏電流通過泄漏電流采樣單元
3中的高精度互感器12的原邊，副邊感應出等值的泄漏電流供采集
板4進行采集。這樣既提高了測量精度，又實現了系統隔離。當遇
到雷電避雷器動作時，保護電路1中的壓敏電阻片11阻抗變小，扼
流線圈7電抗增大，大部分浪涌電流將通過保護電路1中的壓敏電
阻片11泄放到大地，從而實現了系統的保護。小部分泄漏電流通過扼流線圈7流入動作次數檢測單元2中的整流橋8，此時電壓值變 大，可以驅動光耦9形成脈沖信號，采集板4就可以實現避雷器的 動作次數的記錄。在泄漏電流采集電路3中，雙向肖特基二極管D2 此時將泄放這部分增大的泄漏電流，從而實現了對電流互感器12的 保護。采集板4和動作次數檢測單元2、泄漏電流采集單元3通過 光耦和電流互感器12實現了弱電系統和強電系統的隔離，提高了測 量系統的安全性。采集板4采集得到的金屬氧化物避雷器MOA動 作次數和泄漏電流將通過總線報送至計算機監控中心5， 一旦金屬 氧化物避雷器出現泄漏電流過大，將及時上報給工作人員進行處理。
權利要求
1.一種金屬氧化物避雷器在線監測裝置，包括保護電路(1)、動作次數檢測單元(2)、泄漏電流采樣單元(3)、采集板(4)，其特征在于保護電路(1)中的壓敏電阻片(11)上端接金屬氧化物避雷器MOA(6)，下端接地；動作次數檢測單元(2)和泄漏電流采樣單元(3)串聯，然后連接到保護電路(1)中的扼流線圈(7)輸出端；動作次數檢測單元(2)的輸出端連接采集板(4)的一路輸入端，泄漏電流采樣單元(3)的輸出端連接采集板(4)的另一路輸入端，采集板(4)負責采集信號并實現現場顯示和數據遠傳；采集板(4)通過總線連接計算機監控中心(5)，計算機監測中心(5)收集來自采集板的信息，進行分析處理和故障報警。
2. 根據權利要求1所述的金屬氧化物避雷器在線監測裝置，其 特征在于所述保護電路(1)包括壓敏電阻片(11)和扼流線圈(7)， 扼流線圈(7)與動作次數檢測單元(2)和泄漏電流采樣單元(3) 串聯，然后和壓敏電阻片(11)并聯，壓敏電阻片(11)上端接金 屬氧化物避雷器，下端接地，實現對系統的保護。
3. 根據權利要求1所述的金屬氧化物避雷器在線監測裝置，其 特征在于所述的動作次數檢測單元(2)由整流橋(8)，濾波電容 C1，第一電阻R1、第二電阻R2、肖特基二極管D1和光耦隔離電路(9)組成，實現動作次數測量，整流橋(8)輸出并聯接濾波電容 C1，第一電阻R1和第二電阻R2串聯構成分壓電路，并聯在濾波 電容C1的兩端，第二電阻R2的輸出端接到光耦隔離電路(9)的 輸入端，肖特基二極管D1并聯在光耦隔離電路(9)的輸入的兩端， 實現對光耦的保護。
4.根據權利要求1所述的金屬氧化物避雷器在線監測裝置，其特征在于所述泄漏電流采樣單元(3)由電流互感器(12)，雙向肖特基二極管D2，第三電阻R3和第四電阻D4組成，雙向肖特基 二極管D2并聯在電流互感器(12)的輸入端，第三電阻R3串聯在 電流互感器(12)的輸入端，實現對電流互感器(12)的保護，第 四電阻R4連接到電流互感器(12)的輸出端，將電流信號轉換為 電壓信號，送入采集板(4)。
全文摘要
本發明屬于電力在線監測技術領域，涉及一種金屬氧化物避雷器在線監測裝置，包括保護電路、動作次數檢測單元、泄漏電流采樣電路、采集板。保護電路中的壓敏電阻片上端接金屬氧化物避雷器MOA，下端接地；動作次數檢測單元和泄漏電流采樣單元串聯，然后連接到保護電路中的扼流線圈輸出端；動作次數檢測單元的輸出端連接采集板的一路輸入端，泄漏電流采樣單元的輸出端連接采集板的另一路輸入端，采集板負責采集信號并實現現場顯示和數據遠傳；計算機監測中心收集來自采集板的信息，進行分析處理和故障報警。
文檔編號G01R31/00GK101603994SQ200910022830
公開日2009年12月16日 申請日期2009年6月4日 優先權日2009年6月4日
發明者張冠軍, 穆海寶, 郭一欣, 政 韓 申請人:西安交通大學