分布式無線同步氧化鋅避雷器在線監測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種分布式無線同步氧化鋅避雷器在線監測裝置，尤其涉及一種電力系統過電壓防護用金屬氧化物避雷器在線監測裝置，基于互聯網和無線通信技術的分布式電力數據采集、處理、分析、存儲方式的實現，屬于智能輸變電技術領域。
【背景技術】
[0002]金屬氧化物避雷器Μ0Α是世界公認的當代最先進防雷電器。由于氧化鋅避雷器長期承受系統電壓、過電壓、污穢和內部受潮等因素影響，使其絕緣性能下降，非線性特性失效，造成Μ0Α老化，甚至爆炸，不但造成巨大的經濟損失，而且嚴重威脅到電網的安全運行。因此，對避雷器的絕緣性能進行試驗，可以及早發現和排除故障，防止事故的發生。
[0003]氧化鋅避雷器主要采用定期檢修的方式，通過帶電檢測運行電壓下的交流泄漏電流和離線檢測來綜合判斷其運行特性，定期檢修有兩方面的不足:一是設備存在潛在的不安全因素時，因未到檢修時間而不能及時排除隱患；二是設備狀態良好，但已到檢修時間，就必須檢修，檢修存在很大的盲目性，造成人力、物力的浪費，檢修效果也不好。
【實用新型內容】
[0004]目的:為了克服現有技術中存在的不足，針對變氧化鋅避雷器定期檢修方式帶來的問題，本實用新型提供一種分布式無線同步氧化鋅避雷器在線監測裝置，基于互聯網和全無線數字同步網絡，實現對氧化鋅避雷器的設備狀態評價、風險評估，從而制定檢修決策，使設備運行安全可靠，檢修成本合理。
[0005]技術方案:為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為:
[0006]一種分布式無線同步氧化鋅避雷器在線監測裝置，其特征在于:包括云服務器、站內無線服務器、避雷器泄漏電流采集單元、參考電壓采集單元、現場終端和網絡終端；云服務器為購買或租用的云端服務器，運行著避雷器在線監測服務器軟件系統；站內無線服務器包括無線局域網絡接入模塊、射頻時鐘授時主站、無線移動網絡通信模塊、主控模塊和電池；避雷器泄漏電流采集單元和參考電壓采集單元均包括電壓互感器、電壓信號調理電路、AD、CPU、GPS/BD時鐘授時模塊、射頻時鐘同步模塊、無線網卡、天線、顯示屏和電池；現場終端和網絡終端為安裝有氧化鋅避雷器帶電檢測軟件或瀏覽器的電腦、手機、平板電腦或嵌入式設備；
[0007]站內無線服務器提供無線局域網絡接入點；避雷器泄漏電流采集單元、參考電壓采集單元和站內無線服務器通過無線局域網進行無線通信，采集的數據通過無線網絡傳輸給站內無線服務器，站內服務器將數據處理、本地保存然后上傳到云服務器，用戶可通過現場終端訪問云服務器；避雷器泄漏電流采集單元和參考電壓采集單元通過GPS或北斗衛星授時，或者通過射頻無線授時主站授時；射頻無線授時主站的時間信息來源于GPS或北斗衛星，或者采用內部的高精度授時時鐘。
[0008]站內無線服務器、避雷器泄漏電流采集單元、參考電壓采集單元、現場終端四個部分之間，采用公用免費頻段的高速無線網絡組網通信。
[0009]所述云服務器，是購買或租用的網絡服務器，運行著避雷器在線監測服務器軟件系統；在線監測服務器軟件系統，具備海量數據接收、存儲、分析功能，能夠提供互聯網查詢功能，提供報警信息推送功能。
[0010]所述站內無線服務器，包括無線局域網絡接入模塊、射頻時鐘授時主站、無線移動網絡通信模塊、主控模塊、電池；所述無線局域網絡接入模塊提供可視距1km以上的無線局域網絡覆蓋；射頻時鐘授時主站通過GPS/BD北斗衛星獲得精確時鐘，內置高精度守時模塊，即使與同步衛星失聯，也能保證時鐘同步網絡繼續運行；射頻無線時鐘授時模塊將時間信息轉換為射頻波段的數字信號發出，提供500m以上的室內外射頻無線時鐘授時網絡覆蓋；主控模塊為嵌入式處理系統，可接收在線監測數據，將數據以特定格式保存和處理，然后通過無線移動網絡通信模塊將數據上傳到云服務器；電池可以在主電源斷電時為站內無線服務器提供不間斷電源，主電源斷電時系統將報警。
[0011 ] 所述避雷器泄漏電流采集單元，每三個單元歸為一組，每一組具備獨立的組ID，每個單元具備獨立的單元ID號和網絡IP，每組避雷器泄漏電流采集單元可對A、B、C三相避雷器進行數據采集，每個避雷器泄漏電流采集單元單獨對一個避雷器進行泄漏電流數據采集，數據通過無線網絡上傳，各避雷器泄漏電流采集單元之間無需線纜連接，從而實現所有采集單元之間的完全無線化通信。
[0012]所述避雷器泄漏電流采集單元具備電子標簽識別功能，在安裝時可通過識別避雷器電子標簽信息自動讀取避雷器設備信息，并在上傳采集的泄漏電流信息時自動上傳對應的避雷器信息，實現避雷器泄漏電流采集單元與所測避雷器之間的靈活綁定和記錄；避雷器電子標簽為無源電子標簽。
[0013]所述避雷器泄漏電流采集單元和參考電壓采集單元內部采用GPS/BD模塊和射頻時鐘同步模塊雙模授時的方式，在室外條件下采用精度較高的GPS/BD同步，在室內無GPS/BD信號的情況下，可切換為射頻時鐘同步模式，由所述站內無線服務器中的射頻時鐘授時主站在室外獲取GPS/BD信號，再轉換成射頻信號發送給射頻時鐘同步模塊，實現各采集單元間的時鐘同步；
[0014]所述避雷器泄漏電流采集單元和參考電壓采集單元由同步的時鐘信號驅動各采集單元內部AD進行模數轉換，從而實現數據的同步采集；采集的數據被組成數據幀并打上精確的同步時間戳，上傳到站內無線服務器，站內無線服務器根據數據幀中的時間戳來對齊波形數據并計算分析得出檢測結果。
[0015]所述現場終端為運行有氧化鋅避雷器帶電檢測軟件系統的電腦或嵌入式設備，例如:具備顯示屏、觸摸屏或鍵盤鼠標、WiFi無線設備、存儲介質的平板電腦、筆記本電腦、手機或嵌入式設備，現場終端上運行氧化鋅避雷器帶電檢測軟件，通過無線局域網訪問站內無線服務器，查詢設備狀態。
[0016]所述網絡終端是智能手機、電腦、平板電腦或其它智能設備，所述網絡終端可通過瀏覽器或網絡終端軟件訪問云服務器查詢設備狀態、設置報警方式。
[0017]所述站內無線服務器上傳的數據幀格式中包括站點信息、線路編號、避雷器編號、時間戳、監測數據信息。
[0018]所述避雷器泄漏電流采集單元和參考電壓采集單元主要通過內置電池供電，同時通過外置的太陽能電池給采集單元供電和給內置電池充電；和/或；所述避雷器泄漏電流采集單元和參考電壓采集單元除了同步采集和直接上傳數據功能外，還具備本地計算有效值、相位、諧波等電力參數的功能，計算結果打包到數據幀中上傳到站內無線服務器，站內無線服務器根據時間戳對齊數據幀后，直接取出計算結果進行分析得到檢測結果。
[0019]上述的分布式無線同步氧化鋅避雷器在線監測裝置的監測方法為:
[0020]1)參考電壓采集單元采集電壓數據，打上精確的時間戳并上傳到站內無線服務器;
[0021 ] 2 )避雷器泄漏電流采集單元采集泄漏電流數據，打上精確的時間戳并上傳到站內無線服務器；
[0022]3)站內無線服務器將數據在時間上對齊，并對數據進行計算處理，將處理結果存儲在本地，然后將站點信息、避雷器信息、數據處理結果一系列數據幀格式上傳到云服務器;
[0023]4)云服務器對數據進行進一步處理，當檢測到異常狀態時，立即觸發報警，通過電話、短信、微信、電子郵件向注冊用戶發送報警信息；并向連接到服務器的網絡終端推送報警消息；
[0024]5)云服務器對所有變電站的避雷器監測數據進行存儲，并提供數據查詢和大數據分析功能，可對各種品牌、廠家、型號、工作條件的避雷器工作狀態進行全局評估和預測。
[0025]有益效果:本實用新型提供的分布式無線同步氧化鋅避雷器在線監測裝置，設備之間通過開放免費頻段的高速無線網絡進行通信，站內無線服務器將數據匯總、本地保存，然后通過移動通信網絡上傳到云服務器；避雷器泄漏電流采集單元和參考電壓采集單元可以通過GPS/BD或射頻時鐘同步模塊進行精確時鐘同步；所有組成部分都可采用內置電池供電。本實用新型適用于對運行中的金屬氧化物避雷器狀態進行在線監測，所有避雷器的工作狀態都將通過移動通信網絡上傳到云服務器，電力系統管理者或相關工作人員通過手機、筆記本或電腦，可以在任何時間任何地點聯網查看設備狀態，當設備出現或可能出現問題時，云端服務器可以通過短信、電話、微信等方式主動推送報警信息。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型的全局網絡示意圖；
[0027]圖2為本實用新型各部分的示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本實用新型作更進一步的說明。
[0029]如圖1所示，為一種分布式無線同步氧化鋅避雷器在線監測裝置，包括云服務器、站內無線服務器、避雷器泄漏電流采集單元、參考電壓采集單元、現場終端和網絡終端；云服務器為購買或租用的云端服務器，運行著避雷器監測管理服務器軟件；站內無線服務器包括無線局域網絡接入模塊、射頻時鐘授時主站、無線移動網絡通信模塊、主控模塊和電池；避雷器泄漏電流采集單元包括電流互感器、電流信號調理電路、AD、CPU、GPS/BD時鐘授時模塊、射頻時鐘同步模塊