專利名稱：氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元。
背景技術：
變電站內避雷器的泄漏電流是判斷避雷器運行狀態(tài)的重要特征量。避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)需要對泄漏電流進行采樣，以期獲得泄漏電流的阻性分量和容性分量。一般的避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)中泄漏電流取樣方法主要有以下幾種
(1)小電壓信號法。這種方法是在漏電計數(shù)器的兩端取得小電壓信號，然后除以計數(shù)器的阻值得到全電流信號。采用這種方法必須要求計數(shù)器兩端的電壓信號和流過計數(shù)器的電流信號成線性關系，才能保證得到正確的電流波形。但一般計數(shù)器不能滿足這個要求，這種方法具有比較大的局限性。(2)利用有源或無源的穿心CT獲取電流信號法。這種方法是將避雷器的接地引下線穿過這個穿心CT，利用避雷器的泄漏電流在CT 二次側感應出的電流用于測量。但避雷器的泄漏電流一般非常小(大多低于5mA)，使得傳感器的制作非常困難，后續(xù)電路需要增加較精密的濾波放大電路，濾波放大電路的輸出信號與原邊電流不再同相位，給阻性電流的計算帶來很大誤差，甚至失去計算阻性電流的可能。(3)串接電阻(或電容)取電流信號法。這種方法是將避雷器的接地引下線打開， 串聯(lián)一個電阻或電容，通過電阻或電容上的電壓值來獲取泄漏電流值。這種方法改變了原有避雷器的接線方式，現(xiàn)場一般不允許，且為了防止雷電流對電阻或電容造成損壞，電阻和電容的熱容量要選擇的比較高，設備的體積也將比較大。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決技術問題是克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元，可靈敏測量避雷器的泄漏電流，且制造成本低廉。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案如下氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元，組成包括氧化鋅閥片、整流電路、泄漏電流指示表、放電計數(shù)器，其特征在于還包括 電流互感器、采樣電阻、信號調理電路、CC2430芯片、以及電源部分，所述電流互感器的原邊線圈串接于整流電路與地之間，副邊線圈與采樣電阻并聯(lián)，信號調理電路的電壓輸入端接于所述采樣電阻兩端，信號調理電路的信號輸出端與CCM30芯片的差分采樣信號輸入端連接。本發(fā)明氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元是在現(xiàn)有傳統(tǒng)泄漏電流指示與計數(shù)器的基礎之上改進而成。本發(fā)明將電流互感器的原邊直接串接(串聯(lián))于整流電路與地之間，當發(fā)生泄漏電流，電流互感器采樣泄漏電流并將其轉化為電壓形式，經信號調理電路濾除高次諧波與高頻干擾信號，濾波后的信號供CCM30芯片作差分采樣，并向外發(fā)送。由于電流互感器原邊是串聯(lián)在電路中，因此微小的泄漏電流仍然可以被檢測到，監(jiān)測靈敏度極高，解決了長期以來微小泄漏電流無法精確測得的難題。
在弱電(低壓)領域，通過在電路中串聯(lián)電流互感器來檢測電流是較為常見的技術手段，然而在強電(高壓)領域，卻從未使用過該手段，主要原因是串聯(lián)在避雷器主回路中的電流互感器難以承受避雷器動作時幾千甚至幾十千安培的電流。介于上述原因，技術人員多采用穿心CT獲取避雷器的泄漏電流，然而使用效果并不理想，該問題長期以來困擾著技術人員，成為阻礙避雷器工況監(jiān)測的一大難題。本發(fā)明的發(fā)明人勇于突破傳統(tǒng)偏見，大膽的將精密電流互感器的原邊直接串接(串聯(lián))于整流電路與地之間，實踐證明其效果十分理想，能夠測量小于0. 02mA的微弱泄漏電流，精度達0. 2級，由于直接串聯(lián)入電路，電信號更強，降低了對后續(xù)濾波放大電路的精密要求，確保濾波放大電路的輸出信號與原邊電流相位相同，提高了阻性電流的計算精度，且電流互感器沒有因高壓而受到損壞，得到了意想不
到的技術效果。發(fā)明人分析，雖然避雷器承受電壓最高可達1000/在kV，但避雷器的泄漏
電流卻往往只有毫安級別，由于放電時間極短且有閥片保護，普通的電流互感器可以承受避雷器動作時在閥片上的電壓，不會被燒毀。更重要的是，可以穩(wěn)定、可靠、精確的測量避雷器的泄漏電流。可見，本發(fā)明不但克服了傳統(tǒng)技術偏見，并且取得了意想不到的技術效果，因此本發(fā)明具備專利法第二十二條第三款所規(guī)定的創(chuàng)造性。進一步的，本在線監(jiān)測單元還包括一個與CCM30芯片的射頻收發(fā)端連接的 CC2591功率放大芯片。CCM30芯片與CC2591的組合有效增加了無線通訊距離，加強了無線網絡的信號強度，確保信號傳輸距離及穩(wěn)定性。更進一步的，本在線監(jiān)測單元中，電流互感器的原邊線圈匝數(shù)與副邊線圈匝數(shù)相等，信號調理電路為二階低通無源濾波電路。再進一步的，本在線監(jiān)測單元通過太陽能供電，具體地說，所述電源部分包括依次連接的太陽能電池板、太陽能控制器、太陽能電池，所述太陽能控制器的電壓輸出端與電源調理電路連接，所述電源調理電路將所述太陽能電池的電壓調理成3. 3V，為所述CCM30芯片、CC2591功率放大芯片及它們的其附屬電路供電?？梢?，本發(fā)明構思奇巧，效果顯著，是一種能夠對避雷器泄漏電流進行有效測量的創(chuàng)新設備，具有良好的市場前景。


圖1是本氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元結構示意圖。圖2是本氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元安裝示意圖。圖3是本氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元的信號調理電路。圖4是本氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元的太陽能供電系統(tǒng)結構圖。圖5是本氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元的電源調理電路。
具體實施例方式本實施例氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元如圖2所示，安裝于氧化鋅避雷器1與地之間，如圖1所示，其組成包括氧化鋅閥片、整流電路、泄漏電流指示表、放電計數(shù)器，其特征在于還包括電流互感器、采樣電阻、信號調理電路、CCM30芯片、以及電源部分，所述電流互感器的原邊線圈串接于整流電路與地之間，副邊線圈與采樣電阻并聯(lián)，信號調理電路的電壓輸入端接于所述采樣電阻兩端，信號調理電路的信號輸出端與CCM30芯片的差分采樣信號輸入端連接。本例中，在線監(jiān)測單元還包括一個與CCM30芯片的射頻收發(fā)端連接的CC2591功率放大芯片。本發(fā)明泄漏電流無線監(jiān)測單元是由傳統(tǒng)泄漏電流指示與計數(shù)器改進而成的，若將圖1中C、d兩點短接，該監(jiān)測裝置即為傳統(tǒng)泄漏電流指示與計數(shù)器。本氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元中，電流互感器的原邊線圈匝數(shù)與副邊線圈匝數(shù)相等。如圖3所示，信號調理電路為二階低通無源濾波電路，其為常規(guī)電路，在此不進行詳細描述。如圖4、5所示，本實施例的電源部分，包括太陽能供電系統(tǒng)、電源調理電路，所述太陽能供電系統(tǒng)由依次連接的太陽能電池板、太陽能控制器、太陽能電池構成，太陽能控制器的電壓輸出端與如圖5所示的電源調理電路連接，所述電源調理電路采用MC78PC33NTR 電源芯片，將太陽能電池的電壓調理成3. 3V，為CCM30芯片、CC2591功率放大芯片及它們的其附屬電路供電。除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
權利要求
1.氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元，組成包括氧化鋅閥片、整流電路、泄漏電流指示表、放電計數(shù)器，其特征在于還包括電流互感器、采樣電阻、信號調理電路、CC2430芯片、以及電源部分，所述電流互感器的原邊線圈串接于整流電路與地之間，副邊線圈與采樣電阻并聯(lián)，信號調理電路的電壓輸入端接于所述采樣電阻兩端，信號調理電路的信號輸出端與CCM30芯片的差分采樣信號輸入端連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元，其特征在于還包括一個與CCM30芯片的射頻收發(fā)端連接的CC2591功率放大芯片。
3.根據(jù)權利要求2所述的氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元，其特征在于所述電流互感器的原邊線圈匝數(shù)與副邊線圈匝數(shù)相等。
4.根據(jù)權利要求3所述的氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元，其特征在于所述信號調理電路為二階低通無源濾波電路。
5.根據(jù)權利要求4所述的氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元，其特征在于所述電源部分包括依次連接的太陽能電池板、太陽能控制器、太陽能電池，所述太陽能控制器的電壓輸出端與電源調理電路連接，所述電源調理電路將太陽能電池的電壓調理成3. 3V，為所述CCM30芯片、CC2591功率放大芯片及其附屬電路供電。
6.根據(jù)權利要求1所述的氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元，其特征在于所述電流互感器為鐵芯式電流互感器。
全文摘要
氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測單元，組成包括氧化鋅閥片、整流電路、電流互感器、采樣電阻、信號調理電路、CC2430芯片，電流互感器的原邊線圈串接于整流電路與地之間，副邊線圈與采樣電阻并聯(lián)，信號調理電路的電壓輸入端接于所述采樣電阻兩端，信號調理電路的信號輸出端與CC2430芯片的差分采樣信號輸入端連接。發(fā)明人勇于突破傳統(tǒng)偏見，大膽的將精密電流互感器的原邊直接串聯(lián)于整流電路與地之間，其能夠測量小于0.02mA的微弱泄漏電流，精度達0.2級，其電信號更強，降低了對后續(xù)濾波放大電路的精密要求，確保濾波放大電路的輸出信號與原邊電流相位相同，提高了阻性電流的計算精度，且電流互感器沒有因高壓而受到損壞，得到了意想不到的技術效果。
文檔編號G01R19/00GK102156241SQ20111014436
公開日2011年8月17日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權日2011年5月31日
發(fā)明者吳茂剛, 朱立位, 衡思坤, 韋海榮 申請人:南京導納能科技有限公司, 江蘇省電力公司連云港供電公司