專利名稱：一種基于無線傳感技術的避雷器狀態監測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種避雷器狀態監測裝置，尤其是涉及一種基于無線傳感技術的避雷器狀態監測裝置。
背景技術：
金屬氧化物避雷器已在電力系統中得到了廣泛的應用，其作為電力設備的過電壓保護裝置，對電力設備安全運行起著很大的作用。避雷器在運行電壓作用下產生泄漏電流，包括容性電流和阻性電流，其中容性電流的大小僅對電壓分布有意義，并不影響發熱，而阻性電流則是造成金屬氧化物電阻片發熱的真正原因。當避雷器內部出現異常時，主要是閥片嚴重劣化和內壁受潮等阻性分量將明顯增大，并可能導致熱穩定破壞，造成避雷器損壞。但這個持續電流阻性分量的增大一般是經過一個過程的，因此運行中監測金屬氧化物避雷器的持續電流的阻性分量，是保證安全運行的有效措施。目前開展避雷器帶電測試方式有全泄漏電流在線測試技術和利用便攜式測試儀定期帶電檢測阻性電流。這二種測試方式均存在不足之處，其中前者只能觀測全泄漏電流無法區分容性電流和阻性電流，由于采用模擬測試技術結果易受空間電磁場干擾、精度差、準確度差；而后者無法實現實時監測，雖然能較為準確地測量阻性電流分量，但試驗接線較繁瑣，大型變電所引線布置復雜難以滿足測試要求，雷雨季節前后各變電所普遍開展測試工作量大，此外測試過程中需要在運行設備上進行接線對工作人員及試驗設備都有一定安全風險。因此，研究一種新型的避雷器狀態監測系統已迫在眉睫。以往有過避雷器泄漏電流在線監控實驗性產品，主要采用RS-485，CAN組成監控網絡。其安全保證主要是光電隔離，然而這類避雷器泄漏電流在線監控方案的安全性是有疑問的。由于避雷器在動作時要承受巨大的雷擊能量，避雷器泄漏電流監視器同樣也要承受這個能量，如果采用這類在線監視技術不可避免的需要布設供電和通訊線纜，電源線只能采用銅纜，這會帶來巨大風險，如果裝置出現問題很可能將雷擊能量引入控制室，導致故障擴散到變電站主控設備而使得整個變電站崩潰。由于安全風險巨大，采用此類在線監測方案的產品幾乎沒有得到變電站采用。
實用新型內容本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種檢測精度高、可靠性強的基于無線傳感技術的避雷器狀態監測裝置。本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現:一種基于無線傳感技術的避雷器狀態監測裝置，其特征在于，包括無線避雷器泄漏電流傳感器、無線電壓相位傳感器、無線傳感器網、現場數據采集器、數據傳輸平臺和監測終端，所述的無線避雷器泄漏電流傳感器、無線電壓相位傳感器分別通過無線傳感器網與現場數據采集器連接，所述的現場數據采集器與數據傳輸平臺連接，所述的數據傳輸平臺與監測終端連接。[0008]所述的無線避雷器泄漏電流傳感器包括微電流感應線圈、控制器、濕度傳感器和無線通訊單元，所述的控制器分別與微電流感應線圈、濕度傳感器和無線通訊單元連接，所述的無線通訊單元與無線傳感器網連接。所述的數據傳輸平臺包括工控機、數據總線和服務器，所述的工控機與現場數據采集器連接，所述的工控機通過數據總線與服務器連接。所述的監測終端通過數據總線與服務器連接。與現有技術相比，本實用新型具有以下優點:1、由于采用了無線傳感技術，現場布置接線簡單方便，與同類設備比較避免了將運行雷電流引入控制室的風險，經試驗驗證監測體系數據穩定，與實際狀態基本吻合。2、實時遠程監控避雷器各項運行狀態量，為運行及檢修人員省去了大量的狀態量現場采集工作，提高了工作效率，降低了安全風險。3、具有的缺陷專家診斷技術可對變電設備內部缺陷發展實時跟蹤，作出趨勢判斷，當有狀態量異常時能立即發出報警信號，相關部門隨時可對異常設備歷史數據進行人工查閱、分析，掌握異常狀態量的發展規律，進而可以制定真對性強的檢修策略，縮短檢修時間，提高變電設備運行可靠性。4、避雷器狀態監測裝置的建設為狀態檢修深入開展提供了檢修依據，對設備的絕緣監督和智能化建設也都有重要意義。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。實施例如圖1所示，一種基于無線傳感技術的避雷器狀態監測裝置，包括無線避雷器泄漏電流傳感器1、無線電壓相位傳感器2、無線傳感器網3、現場數據采集器4、數據傳輸平臺和監測終端6，所述的無線避雷器泄漏電流傳感器I安裝在避雷器7上，所述的無線避雷器泄漏電流傳感器1、無線電壓相位傳感器2分別通過無線傳感器網3與現場數據采集器4連接，所述的現場數據采集器4與數據傳輸平臺連接，所述的數據傳輸平臺與監測終端6連接。所述的無線避雷器泄漏電流傳感器I包括微電流感應線圈、控制器、濕度傳感器和無線通訊單元，所述的控制器分別與微電流感應線圈、濕度傳感器和無線通訊單元連接，所述的無線通訊單元與無線傳感器網連接。所述的數據傳輸平臺包括工控機51、數據總線52和服務器53，所述的工控機51與現場數據采集器52連接，所述的工控機51通過數據總線52與服務器53連接。所述的監測終端6通過數據總線52與服務器53連接。無線傳感器網絡3(WSN)就是由許多集傳感與驅動控制能力、計算能力、通信能力于一身，嵌入式節點傳感器通過2.4GHz無線通訊方式互連起來的網絡，采用TDMA突發跳時擴頻和跳頻擴頻模式結合的方式通訊。WSN技術應用到避雷器泄漏電流狀態監測上特別合適。采用WSN技術可以很好的解決避雷器泄漏電流監測問題，由于WSN是無線通訊網絡，每個電壓、電流傳感器與路由和主機都是通過無線聯系，任何一個傳感器的故障不會導致整個監測網絡的崩潰，也不會將雷電流引入控制室，所以不會給變電站監測系統帶來任何額外的風險，具有高度的系統可靠性。無線避雷器泄漏電流傳感器I完成泄漏電流大小，諧波分析和雷擊次數采集，以及現場溫濕度數據采集，通過無線傳感器網絡(WSN)實現無線傳輸，將測量的結果送到現場數據采集器4。無線避雷器泄漏電流傳感器I由微電流感應線圈、控制器、濕度傳感器、無線通訊單元等組成，微電流感應線圈采集泄漏電流信號，具有靈敏度高、抗干擾強的特點，對ImA以下的泄流電流感應情況良好；控制器采用超低功耗快速傅里葉FFT算法分析，計算出泄漏電流中的基波及諧波分量；作為輔助判斷設備同時配有環境溫濕度傳感器，可以實時測量避雷器工作環境濕度，因為在不同濕度環境下測量的電流數據有一定的差異，采用多傳感器融合的方法給出比較正確的運行數據。無線電壓相位傳感器2的主要功能是產生避雷器監測單元所需的基準電壓信號，同時測量基準電壓信號與各電壓等級及各相PT電壓的相位，將測量結果通過WSN網絡發送至避雷器現場處理元件，以用于計算全電流與母線電壓的角差，進而計算出容性電流和阻性電流。PT電壓信號取自母線壓變二次側，在二次端子上并接小型高阻采樣裝置，PT電壓信號同樣米用WSN技術傳輸。本實用新型在實驗室對一組220kV氧化鋅避雷器進行了驗證，試驗數據如下表1，檢測結果符合實際情況，該系統檢測精度高，可靠性強，試驗取得了較好效果。表I
權利要求1.一種基于無線傳感技術的避雷器狀態監測裝置，其特征在于，包括無線避雷器泄漏電流傳感器、無線電壓相位傳感器、無線傳感器網、現場數據采集器、數據傳輸平臺和監測終端，所述的無線避雷器泄漏電流傳感器、無線電壓相位傳感器分別通過無線傳感器網與現場數據采集器連接，所述的現場數據采集器與數據傳輸平臺連接，所述的數據傳輸平臺與監測終端連接。
2.根據權利要求1所述的一種基于無線傳感技術的避雷器狀態監測裝置，其特征在于，所述的無線避雷器泄漏電流傳感器包括微電流感應線圈、控制器、濕度傳感器和無線通訊單元，所述的控制器分別與微電流感應線圈、濕度傳感器和無線通訊單元連接，所述的無線通訊單元與無線傳感器網連接。
3.根據權利要求1所述的一種基于無線傳感技術的避雷器狀態監測裝置，其特征在于，所述的數據傳輸平臺包括工控機、數據總線和服務器，所述的工控機與現場數據采集器連接，所述的工控機通過數據總線與服務器連接。
4.根據權利要求3所述的一種基于無線傳感技術的避雷器狀態監測裝置，其特征在于，所述的監測終端通過數據總線與服務器連接。
專利摘要本實用新型涉及一種基于無線傳感技術的避雷器狀態監測裝置，包括無線避雷器泄漏電流傳感器、無線電壓相位傳感器、無線傳感器網、現場數據采集器、數據傳輸平臺和監測終端，所述的無線避雷器泄漏電流傳感器、無線電壓相位傳感器分別通過無線傳感器網與現場數據采集器連接，所述的現場數據采集器與數據傳輸平臺連接，所述的數據傳輸平臺與監測終端連接。與現有技術相比，本實用新型具有檢測精度高、可靠性強等優點。
文檔編號G08C17/00GK202994931SQ201220659449
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月4日 優先權日2012年12月4日
發明者馮振保, 王云濤, 許根喜, 張卓云, 許磊 申請人:河南省電力公司焦作供電公司, 上海欣影電力科技發展有限公司