污閃監測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種設備，特別涉及一種污閃監測系統。
【背景技術】
[0002]污閃指電力設備的電瓷表面，受到固體、液體或氣體等導電物質污染，在遇到霧、露和細雨時，污層電導增大，泄漏電流增加，便產生局部放電，在運行電壓下瓷件表面的局部放電可能發展成為電弧閃絡。電力系統發生污閃事故，往往會造成嚴重后果，引起多條高壓線路、多個變電所失電，甚至引起系統震蕩，從而造成電網瓦解，引起大面積停電，且恢復時間長。輸變電設備發生污閃將嚴重影響電力系統安全運行，因此，防止輸變電設備發生污閃已成為保證電力系統安全生產的重要工作。
【實用新型內容】
[0003]針對現有技術的缺陷，本實用新型提供了一種污閃監測系統。
[0004]—種污閃監測系統，包括泄漏電流傳感器、溫濕度傳感器和單片機PIC16F87，所述泄漏電流傳感器通過第一濾波器與第一信號調理模塊連接，所述第一信號調理模塊與A/D轉換模塊連接;所述溫濕度傳感器通過第二濾波器與第二信號調理模塊連接，所述第二信號調理模塊與所述A/D轉換模塊連接;所述A/D轉換模塊與所述單片機PIC16F87連接，所述單片機PIC16F87還分別與人機接口電路、GSM通信模塊、電源模塊和時鐘電路連接，所述時鐘電路與通道選擇器連接，所述通道選擇器的輸入端還與單片機PIC16F87連接，所述通道選擇器的輸出端與所述A/D轉換模塊連接;所述泄漏電流傳感器的輸出端通過R3和電阻R4與第一放大器LM224的同相輸入端連接，所述電阻R4的兩端分別連接有電容Cl和電容C2，電容Cl和電容C2接地，所述第一放大器LM224的反相輸入端與其輸出端連接;所述第一放大器LM224的輸出端通過電阻R5和電阻R6與第二放大器LM224的同相輸入端連接，所述電阻R6的兩端分別連接有電容C3和電容C4，電容C3和電容C4接地，所述第二放大器LM224的反相輸入端與其輸出端連接，所述第二放大器LM224的輸出端與所述第一信號調理模塊連接。
[0005]可選的，第一濾波器的輸出端通過電阻R9與第三放大器LM224的同相輸入端連接，所述第三放大器LM224的同相輸入端還通過電阻RlO接地，所述第三放大器LM224的反相輸入端通過電阻R12與其輸出端連接，所述第三放大器LM224的輸出端連接有穩壓二極管Dl。
[0006]本實用新型的有益效果是:整個系統不需要工作人員長時間看護，既節約時間，又變被動為主動，有效預防污閃事故的發生。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型污閃監測系統的結構示意圖；
[0008]圖2是第一濾波器的結構示意圖；
[0009]圖3是第一信號調理模塊的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0010]為使本實用新型的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做詳細的說明，使本實用新型的上述及其它目的、特征和優勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按比例繪制附圖，重點在于示出本實用新型的主旨。
[0011]如圖1所示，本實用新型的污閃監測系統包括泄漏電流傳感器、溫濕度傳感器和單片機PIC16F87，所述泄漏電流傳感器通過第一濾波器與第一信號調理模塊連接，所述第一信號調理模塊與A/D轉換模塊連接;所述溫濕度傳感器通過第二濾波器與第二信號調理模塊連接，所述第二信號調理模塊與所述A/D轉換模塊連接;所述A/D轉換模塊與所述單片機PIC16F87連接，所述單片機PIC16F87還分別與人機接口電路、GSM通信模塊、電源模塊和時鐘電路連接，所述時鐘電路與通道選擇器連接，所述通道選擇器的輸入端還與單片機PIC16F8 7連接，所述通道選擇器的輸出端與所述A/D轉換模塊連接。
[0012]監測系統以單片機PIC16F87為控制核心，用泄漏電流傳感器采集絕緣子的泄漏電流，泄漏電流信號經調理電路處理后，送入AD轉換器內，完成模數轉換后，由單片機進行數據處理。通過溫濕度傳感器，采集絕緣子周圍環境的溫度和濕度等氣象參數，送入單片機后和電流信號匯總進行遠程通信。系統采用GSM模塊實現無線通信，當采集到的泄漏電流、溫度和濕度超過預設的警戒值時，單片機控制無線通信模塊向工作人員發出報警短信，使工作人員能夠第一時間掌握絕緣子的狀況，有效防止污閃事故的發生。通道選擇器負責在不同時刻選通第一信號調理模塊或第二信號調理模塊，從而實現了 A/D轉換器的分時復用，減少了 A/D器件的使用量，降低了成本。
[0013]在變電站高壓電氣設備絕緣在線監測裝置中，電流傳感器起著關鍵作用，其性能直接影響高壓設備介質損耗測量精度的可靠性和穩定性，為保證高壓設備和信號的取樣安全，主要選用穿芯結構，由于高壓設備如套管，互感器，耦合電容器，避雷器等高壓設備的泄漏電流很小均在mA級，且傳感器工作在電磁干擾嚴重的現場，故傳統的無源傳感器無法保證相位變換誤差的精確度和穩定性，難以滿足絕緣在線測量介質損耗的要求。采用有源零磁通技術是提尚小電流檢測精度的最好途徑。
[0014]在本系統中，采用BCT-2型零磁通穿芯小電流傳感器來采集絕緣子的泄漏電流。該傳感器是專門為高壓電氣設備絕緣在線監測而研制的一種小電流傳感器，選用起始導磁率高，損耗小的坡莫合金做鐵芯，采用了獨特的深度負反饋技術和獨特的屏蔽措施，能夠對鐵芯全自動補償，使鐵芯工作在理想的零磁通狀態。穿芯結構的更能保證設備的安全(孔徑30毫米)，長期使用表明，該傳感器能夠準確檢測ΙΟΟμΑ—700mA的工頻電流。相位變換誤差不大于0.01°，不需要任何校正及修改，所有設備一樣，互換性極強。具有極好溫度特性和電磁場干擾能力，完全滿足復雜的電站現場干擾下的設備取樣的精確度。
[0015]請參閱圖2，第一濾波器和第二濾波器具有相同的結構，以第一濾波器為例，電流傳感器的輸出端通過R3和電阻R4與第一放大器LM224的同相輸入端連接，所述電阻R4的兩端分別連接有電容Cl和電容C2，電容Cl和電容C2接地，所述第一放大器LM224的反相輸入端與其輸出端連接;所述第一放大器LM224的輸出端通過電阻R5和電阻R6與第二放大器LM224的同相輸入端連接，所述電阻R6的兩端分別連接有電容C3和電容C4，電容C3和電容C4接地，所述第二放大器LM224的反相輸入端與其輸出端連接，所述第二放大器LM224的輸出端與所述第一信號調理模塊連接。在電力系統中，由于非線性負荷的作用，使得電壓和電流的波形產生畸變，電網中出現了大量的高次諧波，特別是三次和五次諧波的存在，給數字測量采集系統帶來極大危害，也使得所測參數值精確度不高。為了避免這些諧波的影響，必須有濾波電路將各次諧波濾除。本新型使用帶有運算放大器的低通濾波電路，由于采用了集成運算放大器，使系統具有高輸入阻抗、低輸出阻抗和一定程度的反饋，避免了因負載分壓而造成的輸出信號幅值變小的缺點。
[0016]如圖3所示，由于AD轉換器只能轉換正電壓，而由濾波器輸出的交流信號既有正值，也有負值，所以應將輸出的負電壓提升到OV以上。第一信號調理模塊和第二信號調理模塊具有相同結構，以第一信號調理模塊為例，第一濾波器的輸出端通過電阻R9與第三放大器LM224的同相輸入端連接，所述第三放大器LM224的同相輸入端還通過電阻RlO接地，所述第三放大器LM224的反相輸入端通過電阻R12與其輸出端連接，所述第三放大器LM224的輸出端連接有穩壓二極管DULM28ro1.2是1.235V精密電壓源，工業級器件，它的工作電流很寬，從ΙΟμΑ到20mA，精度為1%，它保證了輸出正弦波中值的穩定。為避免輸出過電壓損壞單片機，在輸出端加了 3V穩壓管。
[0017]本系統選用PIC16F87單片機作為核心控制器。目前PIC16F87是基于增強的AVRRISC結構的低功耗8位CMOS微控制器，是8位機中性能最高的一種，對于漏電保護系統的應用，這種單片機是比較適合的。
[0018]在以上的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本實用新型。但是以上描述僅是本實用新型的較佳實施例而已，本實用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，因此本實用新型不受上面公開的具體實施的限制。同時任何熟悉本領域技術人員在不脫離本實用新型技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術內容對本實用新型技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實用新型技術方案保護的范圍內。
【主權項】
1.一種污閃監測系統，其特征在于，包括泄漏電流傳感器、溫濕度傳感器和單片機PIC16F87，所述泄漏電流傳感器通過第一濾波器與第一信號調理模塊連接，所述第一信號調理模塊與A/D轉換模塊連接;所述溫濕度傳感器通過第二濾波器與第二信號調理模塊連接，所述第二信號調理模塊與所述A/D轉換模塊連接；所述A/D轉換模塊與所述單片機PIC16F87連接，所述單片機PIC16F87還分別與人機接口電路、GSM通信模塊、電源模塊和時鐘電路連接，所述時鐘電路與通道選擇器連接，所述通道選擇器的輸入端還與單片機PIC16F87連接，所述通道選擇器的輸出端與所述A/D轉換模塊連接;所述泄漏電流傳感器的輸出端通過R3和電阻R4與第一放大器LM224的同相輸入端連接，所述電阻R4的兩端分別連接有電容Cl和電容C2，電容Cl和電容C2接地，所述第一放大器LM224的反相輸入端與其輸出端連接;所述第一放大器LM224的輸出端通過電阻R5和電阻R6與第二放大器LM224的同相輸入端連接，所述電阻R6的兩端分別連接有電容C3和電容C4，電容C3和電容C4接地，所述第二放大器LM224的反相輸入端與其輸出端連接，所述第二放大器LM224的輸出端與所述第一信號調理模塊連接。2.根據權利要求1所述的污閃監測系統，其特征在于，第一濾波器的輸出端通過電阻R9與第三放大器LM224的同相輸入端連接，所述第三放大器LM224的同相輸入端還通過電阻RlO接地，所述第三放大器LM224的反相輸入端通過電阻R12與其輸出端連接，所述第三放大器LM224的輸出端連接有穩壓二極管Dl。
【專利摘要】本實用新型公開了一種污閃監測系統，包括泄漏電流傳感器、溫濕度傳感器和單片機PIC16F87，所述泄漏電流傳感器通過第一濾波器與第一信號調理模塊連接，所述第一信號調理模塊與A/D轉換模塊連接；所述溫濕度傳感器通過第二濾波器與第二信號調理模塊連接，所述第二信號調理模塊與所述A/D轉換模塊連接；所述A/D轉換模塊與所述單片機PIC16F87連接，所述單片機PIC16F87還分別與人機接口電路、GSM通信模塊、電源模塊和時鐘電路連接，所述時鐘電路與通道選擇器連接，所述通道選擇器的輸入端還與單片機PIC16F87連接。本實用新型可有效防止污閃的發生。
【IPC分類】G01R31/08, G01R31/02
【公開號】CN205229368
【申請號】CN201521050565
【發明人】郝紅彬
【申請人】郝紅彬
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月16日