一種分布式避雷器在線監測系統的制作方法

本發明涉及避雷器監測技術領域，尤其是一種分布式避雷器在線監測系統。

背景技術：

現有的避雷器一般選用氧化鋅構成金屬氧化物避雷器，取代傳統的碳化硅避雷器，由于金屬氧化物避雷器MOA取消了放電間隙并且工作中存在泄漏電流,劣化、污穢、受潮和過壓等因素都將損害氧化鋅閥片的性能，直接危及電力系統的安全運行。因而，為保障電力系統運行的可靠性和安全性，為了盡早發現事故隱患并及時予以排除，對MOA進行監測與故障診斷是非常必要的。

在線監測系統屬于高電壓、微電流、小角度的精密測量,測量系統需要具有很高的靈敏度、準確度以及很強的抗干擾能力和良好的性能價格比。應用傳統測量法的監測系統測試程序復雜，自動化水平低,抗干擾能力差，受人為因素影響大，在準確度、可靠性和操作性方面均不能滿足電力系統的要求。

技術實現要素：

本發明提供一種分布式避雷器在線監測系統，提高了系統的抗干擾性能和實時數據傳輸性能，性價比高，具有較高的工程應用價值。

本發明具體采用如下技術方案實現：

一種分布式避雷器在線監測系統，包含若干個能獨立工作的本地監測單元、上層監控主機和智能監控中心，若干所述本地監測單元安裝在被測設備運行現場，采集被監測設備的運行電壓及其泄漏電流，所述上層監控主機通過CAN總線控制各個所述本地監測單元的工作狀態，并接收所述本地監測單元發送過來的測量數據，對測量數據進行匯集處理以后進行故障診斷，并通過網絡把監測數據遠距離傳送到上級所述智能監控中心。

作為優選，所述本地監測單元包括信號采集模塊、隔離放大電路、帶通濾波電路、信號調理電路和數據處理及通信模塊，所述信號采集模塊、隔離放大電路、帶通濾波電路、信號調理電路和數據處理及通信模塊依次連接，所述數據處理及通信模塊與所述CAN總線連接。

作為優選，所述信號采集模塊包括電流互感器和電壓互感器，所述電流互感器采集接地端泄漏電流，所述電壓互感器采集避雷器的相電壓。

作為優選，所述帶通濾波電路包括CD4060分頻器和MAX267濾波器。

作為優選，所述數據處理及通信模塊包括A/D轉換電路、DSP處理模塊及CAN接口電路。

作為優選，所述DSP處理模塊選用TMS320F2812定點DSP控制器。

作為優選，所述CAN接口電路包括兩路高速光耦6N137及CAN總線收發器PCA82C250。

本發明提供的一種分布式避雷器在線監測系統，其有益效果在于：

1、利用現場總線技術的分布式結構符合時代潮流，兼容性好，便于系統擴展。一條數據總線上可以掛接多個監測設備，在需要增加新的監測單元或監測量的時候,不需改變系統構成，只需在總線網絡上掛接一個前置監測單元即可。同時借助于網絡技術可以與其他高壓設備在線監測系統整合為智能化監控中心，提高電網的綜合自動化水平。

2、以數字信號取代傳統的模擬信號傳輸，也有效地減少了信號傳輸過程中的干擾問題，徹底杜絕了被測信號的長距離傳輸的衰減問題及地電位沖擊問題，安全性高。

3、模塊化開發，通用性強，互換方便，系統集成性好。各監測單元相互之間獨立工作，一個模塊出現問題不影響其他模塊的運行，系統運行可靠性高，故障率低，維護容易。

附圖說明

圖1是本發明分布式避雷器在線監測系統的原理框圖；

圖2是本地監測單元的原理框圖；

圖3是隔離放大電路的電路圖；

圖4是帶通濾波電路的電路圖；

圖5是信號調理電路的電路圖；

圖6是DSP芯片供電電路的電路圖；

圖7是CAN通信接口電路的電路圖。

具體實施方式

為進一步說明各實施例，本發明提供有附圖。這些附圖為本發明揭露內容的一部分，其主要用以說明實施例，并可配合說明書的相關描述來解釋實施例的運作原理。配合參考這些內容，本領域普通技術人員應能理解其他可能的實施方式以及本發明的優點。圖中的組件并未按比例繪制，而類似的組件符號通常用來表示類似的組件。

現結合附圖和具體實施方式對本發明進一步說明。

本申請的分布式監測系統的基本思想是就地采集模擬信號，通過DSP處理后將所需數字信號通過現場總線形式傳輸到遠處的監測主機。

如圖1所示，本實施例提供的一種分布式避雷器在線監測系統，包含若干個能獨立工作的本地監測單元、上層監控主機和智能監控中心。若干個本地監測單元安裝在被測設備運行現場，采集被監測設備的運行電壓及其泄漏電流，可根據監測要求自由配置以便對一組MOA(三相)進行監測，測量單元采用模塊化結構,靈活性、維護性和擴展性均非常好；上層監控主機通過CAN總線控制各個本地監測單元的工作狀態，可使用光纖或屏蔽雙絞電纜做傳輸介質，所有接口均采用光電隔離，保證各部分之間沒有電氣聯系，解決了抗干擾、抗沖擊等方面的問題，可保證系統在戶外工頻干擾環境下穩定運行，對本地監測單元發送過來的測量數據，測量數據進行匯集處理后進行故障診斷，并通過網絡把監測數據遠距離傳送到上級智能監控中心。

如圖2所示，本地監測單元包括信號采集模塊、隔離放大電路、帶通濾波電路、信號調理電路和數據處理及通信模塊。信號采集模塊獲取MOA的運行電壓和泄漏電流，然后對取得的信號進行放大、濾波及信號調理，使之與數據處理及通信模塊的A/D轉換電路相配合，數據處理及通信模塊的DSP處理模塊數字化的電壓、電流信號進行諧波分析得到基波電壓及阻性基波電流、諧波電流等監測特征量，最后通過CAN接口電路掛接在CAN總線上,把采集處理得到的監測特征量上傳給上層監控主機。

信號采集模塊中的電壓信號通過連接在母線上的電壓互感器(PT)的二次側獲取，泄漏電流通過連接在MOA接地端下引線上的單匝穿芯式電流互感器(CT)獲取。

互感器輸出的電流信號經過隔離放大電路進行放大，具體電路如圖3所示，由三級高性能運放TLC074構成。

帶通濾波電路由CD4060分頻器和MAX267濾波器構成，CD4060內置振蕩器，用做分頻器時，公共清零端Cr接低電平，晶振跨接在10和11腳間，在引腳15(Q10)得到所需的10KHz時鐘信號。時鐘信號必須經過隔直電容后進入MAX267，否則芯片會過熱而無法正常工作。R₀選為768KΩ，R₂選為1.3MΩ。MAX267的接法如圖4所示。

由于互感器輸出的是交流信號，存在正負特性，而DSP處理模塊的片上A/D的采樣電壓輸入范圍為0-3.3V。所以在進行A/D轉換之前需要進行調理和極性變換，使其波形處于0-3.3V區間，避免A/D采集到負電壓信號。電平抬升電路采用同相求和電路，保證R₃/R_f＝100，使輸入電壓與輸出電壓匹配，具體電路如圖5所示。

數據處理及通信模塊的DSP處理模塊選用TMS320F2812定點DSP控制器，TMS320F2812采用1.8V內核電壓和3.3V外圍接口電壓。需要使用系統電源變換得到的正12V輸出，經過高品質雙通道電源轉換模塊TPS767D318，分別得到3.3V(19腳)和1.8V(24腳)電源輸出，另外，芯片還提供兩個寬度為200ms的低電平復位脈沖，電路圖如圖6所示，圖中LM2576為開關穩壓電源，RESET信號為DSP的復位信號。

CAN接口電路掛接在CAN總線上，為了增強CAN總線節點的抗干擾能力，采用高速光耦6N137，以滿足在最高速率1Mbps下的電氣響應。DSP控制器的CANTX和CANRX通過高速光耦6N137后與CAN總線收發器PCA82C250的TXD和RXD相連，PCA82C250的CANH和CANL引腳各自通過一個電阻與CAN總線相連，電阻可起到一定的限流作用，保護PCA82C250免受過流的沖擊。CANH和CANL與地之間并聯了兩個30P的小電容，可以起到濾除總線上的高頻干擾和一定的防電磁輻射的能力，具體電路如圖7所示。

盡管結合優選實施方案具體展示和介紹了本發明，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本發明的精神和范圍內，在形式上和細節上可以對本發明做出各種變化，均為本發明的保護范圍。