專利名稱：避雷器泄漏電流遠(yuǎn)傳器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電力系統(tǒng)的避雷器在線監(jiān)測(cè)器，特別是涉及一種 避雷器泄漏電流遠(yuǎn)傳器。
背景技術(shù)：
隨著線路用避雷器的增加，怎樣及時(shí)有效地獲取避雷器的泄漏電流、 動(dòng)作次數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)，成為電力系統(tǒng)越來(lái)越突出的一個(gè)問(wèn)題。由于各地區(qū) 供電線路長(zhǎng)，桿塔分布廣，野外偏遠(yuǎn)地區(qū)尤其多。要想抄錄這些避雷器在 線監(jiān)測(cè)器的數(shù)據(jù)，需要花費(fèi)很多人力物力，且周期長(zhǎng)，效率低，與現(xiàn)今社 會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)要求的電力管理體制極為不符。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于解決上述問(wèn)題，提供一種避雷器泄漏電流遠(yuǎn)傳 器，它能夠?qū)崟r(shí)地將任意地點(diǎn)的避雷器的泄漏電流、動(dòng)作次數(shù)等數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程 傳送到電力管理中心。本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題一種避雷器泄漏電流遠(yuǎn)傳器，包含監(jiān)測(cè)器取樣電路1、脈沖輸入接口電路2、泄漏電流測(cè)量選擇電路3、真有效值變換電路4、單片機(jī)電路5、 GSM模塊接口及外圍電路6和電源電路7，避雷器電流信號(hào)MOVA、 MOVB、 MOVc接監(jiān)測(cè)器取樣電路1，監(jiān)測(cè)器取樣電路1輸出的雷電脈沖 信號(hào)Ma、 Mb、 Mc分別接脈沖輸入接口電路2，輸出的泄漏電流信號(hào)CA、 CB、 Cc分別接泄漏電流測(cè)量選擇電路3，脈沖輸入接口電路2輸出的電壓 脈沖信號(hào)Pa、 Pb、 Pc接單片機(jī)電路5，單片機(jī)電路5輸出的控制信號(hào)Cs 接GSM模塊接口及外圍電路6，單片機(jī)電路5和GSM模塊接口及外圍電 路6通過(guò)串行接口 RS232通訊信號(hào)，GSM模塊接口及外圍電路6輸出發(fā) 射信號(hào)，單片機(jī)電路5輸出的泄漏電流測(cè)量選擇控制信號(hào)K1、 K2、 K3也分別接泄漏電流測(cè)量選擇電路3，泄漏電流測(cè)量選擇電路3的輸出信號(hào)C1接真有效值變換電路4，真有效值變換電路4的輸出信號(hào)C2再接單片機(jī) 電路5，穩(wěn)壓電源電路7是供給上述各電路工作的電源。上述監(jiān)測(cè)器取樣電路1，包含電路結(jié)構(gòu)相同的A相監(jiān)測(cè)器取樣電路、 B相監(jiān)測(cè)器取樣電路和C相監(jiān)測(cè)器取樣電路，其分別串聯(lián)于傳統(tǒng)的機(jī)械式 監(jiān)測(cè)器的后級(jí)電路中，氣體放電管Gl與電阻R2串聯(lián)后再并接取樣電阻 Rl，取樣電阻R1的一端接電阻R3的一端，電阻R3的另一端接瞬態(tài)抑制 二極管(以下簡(jiǎn)稱TVS管)Tl的一端，TVS管Tl的另一端與取樣電阻 Rl的另一端共同接地，從電阻R3的另一端分別接脈沖輸入接口電路2和 泄漏電流測(cè)量選擇電路3。上述泄漏電流測(cè)量選擇電路3，包含電路結(jié)構(gòu)相同的A相、B相、C 相泄漏電流測(cè)量電路，上述單片機(jī)電路5輸入的選擇控制信號(hào)Kl接電阻 R52的一端，電阻R52的另一端接三極管Q51的基極和電阻R53的一端， 電阻R53的另一端與三極管Q51的發(fā)射極共同接地，三極管Q51的集電 極接由二極管與繼電器KA組成的并聯(lián)電路，二極管的陰極與由電阻R51 和電容C51組成的并聯(lián)電路串聯(lián)后再接電源，繼電器KA控制泄漏電流信 號(hào)的選擇導(dǎo)通。與現(xiàn)有技術(shù)相對(duì)比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于-它能夠?qū)崟r(shí)地將任意地點(diǎn)的避雷器的泄漏電流、動(dòng)作次數(shù)等數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程 傳送到電力管理中心，從而極大地提高了電力部門安全管理避雷器的效 率，同時(shí)也節(jié)省了相當(dāng)?shù)娜肆ξ锪?。本?shí)用新型利用現(xiàn)有的、廣泛使用的GSM移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)短信息服務(wù) 快捷的性能和相對(duì)低廉的收費(fèi)，將采集到的避雷器的動(dòng)作次數(shù)等數(shù)據(jù)，用 手機(jī)短信的方式，直接發(fā)送到到用戶指定的手機(jī)終端上，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程、實(shí) 時(shí)地抄錄數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型可嵌入大型工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)、無(wú)人值守系統(tǒng)中，滿足這些系 統(tǒng)所需的高可靠性、高實(shí)時(shí)性和維護(hù)方便性等要求，且性能穩(wěn)定、覆蓋范 圍廣、性價(jià)比高。本實(shí)用新型針對(duì)野外偏遠(yuǎn)地區(qū)的避雷器的工作狀況具有及時(shí)有效的 監(jiān)測(cè)手段，對(duì)電力設(shè)備的安全可靠地運(yùn)行和管理產(chǎn)生了積極的影響，減少了線路雷擊停電事故。

圖l是避雷器泄漏電流遠(yuǎn)傳器的組成電路原理框圖。圖2是避雷器泄漏電流遠(yuǎn)傳器的監(jiān)測(cè)器取樣電路1的原理圖。 圖3是避雷器泄漏電流遠(yuǎn)傳器的脈沖輸入接口電路2的原理圖。 圖4是避雷器泄漏電流遠(yuǎn)傳器的泄漏電流測(cè)量選擇電路3原理圖。 圖5是避雷器泄漏電流遠(yuǎn)傳器的真有效值變換電路4的原理圖。 圖6是避雷器泄漏電流遠(yuǎn)傳器的單片機(jī)電路5原理框圖。
具體實(shí)施方式
下面，參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式。圖1是避雷器泄漏電流遠(yuǎn)傳器的組成電路原理框圖。在圖1中，避雷 器的電流信號(hào)MOVA、 MOVB、 MOVc分別接入A相、B相、C相監(jiān)測(cè)器 取樣電路，監(jiān)測(cè)器取樣電路l采用電壓負(fù)荷的方式，將取樣后的雷電脈沖 信號(hào)MA、 MB、 Mc和泄漏電流信號(hào)CA、 CB、 Cc通過(guò)專用連接電纜傳送 到遠(yuǎn)傳器主機(jī)中的脈沖輸入接口電路2和泄漏電流測(cè)量選擇電路3中。被 泄漏電流測(cè)量選擇電路3選擇的避雷器泄漏電流信號(hào)Cl，經(jīng)真有效值變 換電路4轉(zhuǎn)換為直流電壓信號(hào)C2，然后傳送至單片機(jī)電路5的A/D轉(zhuǎn)換 輸入端，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理后，單片機(jī)電路5用控制信號(hào)Cs控制 GSM模塊接口及外圍電路6的啟動(dòng)，通過(guò)RS232串行接口連接GSM模塊 將測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)送出去。圖2是避雷器泄漏電流遠(yuǎn)傳器的監(jiān)測(cè)器取樣電路1的電路原理圖。避 雷器電流信號(hào)MOVA、 MOVB、 MOVc進(jìn)入監(jiān)測(cè)器，取樣電阻R1與傳統(tǒng) 的機(jī)械式監(jiān)測(cè)器后級(jí)電路串聯(lián)，氣體放電管Gl與電阻R2串聯(lián)后并接在 電阻R1兩端，以減少避雷器動(dòng)作時(shí)R1上的壓降，電阻R3輸出至脈沖輸 入接口電路2和泄漏電流測(cè)量選擇電路3， TVS管Tl對(duì)取樣電路的輸出 電壓進(jìn)行箝位，保護(hù)后級(jí)電路。圖3是避雷器泄漏電流遠(yuǎn)傳器的脈沖輸入接口電路2的原理圖。這個(gè) 脈沖輸入接口電路分為A相、B相、C相三路，每一路的電路完全相同，可同時(shí)監(jiān)控接收三個(gè)避雷器輸入進(jìn)來(lái)的動(dòng)作信號(hào)。下面以A相為例說(shuō)明它 的具體工作過(guò)程為當(dāng)高壓傳輸線路上A相有雷擊事故發(fā)生時(shí)，裝在A 相上的避雷器就會(huì)產(chǎn)生大電流泄放保護(hù)動(dòng)作，同時(shí)A相監(jiān)測(cè)器取樣電路相 應(yīng)地會(huì)輸出一個(gè)雷電脈沖信號(hào)MA，經(jīng)電纜傳送到遠(yuǎn)傳器主機(jī)中的脈沖輸入接口電路，經(jīng)過(guò)電阻R101、 R102進(jìn)一步限流，TVS管DVIOI、壓敏電 阻RVIOI雙重過(guò)壓保護(hù)，整流橋堆DBIOI、電容CIOI組成的整流濾波電 路，穩(wěn)壓管ZIOI限幅，最后經(jīng)過(guò)光電隔離電路UIOI，輸出一個(gè)負(fù)極性電 壓脈沖信號(hào)PA，此負(fù)極性電壓脈沖信號(hào)PA被送至單片機(jī)電路5的8腳。 同理，B相、C相上的避雷器產(chǎn)生的雷電脈沖信號(hào)MB、 Mc經(jīng)脈沖輸入電 路后，最終分別輸出電壓脈沖信號(hào)PB、 Pc到單片機(jī)的14、 15腳。單片機(jī)識(shí)別到任意一個(gè)電壓脈沖信號(hào)PA、PB、 Pc后，啟動(dòng)GSM模塊接 口及外圍電路6，將該相避雷器的動(dòng)作次數(shù)用短信息的方式發(fā)送出去。泄漏電流測(cè)量選擇電路3參見(jiàn)圖4，單片機(jī)通過(guò)控制信號(hào)Kl、 K2、 K3， 對(duì)監(jiān)測(cè)器取樣電路1傳送來(lái)的泄漏電流信號(hào)CA、 CB、 Cc，分別依次接通 后級(jí)真有效值變換電路4，輪流進(jìn)行測(cè)量。電流測(cè)量工作過(guò)程舉例如下單片機(jī)首先輸出控制信號(hào)Kl ，使三極管Q51導(dǎo)通，繼電器KA被吸合， A相監(jiān)測(cè)器取樣電路1傳送來(lái)的避雷器泄漏電流信號(hào)CA接通真有效值變 換電路4，單片機(jī)對(duì)真有效值變換電路4轉(zhuǎn)換后的輸出信號(hào)C2進(jìn)行測(cè)量， 并將測(cè)量結(jié)果存在單片機(jī)的內(nèi)部貯存器中，然后釋放控制信號(hào)Kl，使泄 漏電流信號(hào)Qv重新處于開(kāi)路的狀態(tài)。重復(fù)以上過(guò)程，再分別對(duì)B相、C相監(jiān)測(cè)器取樣電路傳送來(lái)的避雷器 泄漏電流信號(hào)CB、 Cc進(jìn)行測(cè)量。最后，啟動(dòng)GSM模塊接口及外圍電路6， 將這些測(cè)量結(jié)果用短信息的方式發(fā)送出去。真有效值變換電路4參見(jiàn)圖5，這里采用了美國(guó)AD公司的真有效值 AC/DC轉(zhuǎn)換專用電路AD736。它將泄漏電流測(cè)量選擇電路3送來(lái)的泄漏 電流信號(hào)CA、 CB、 Cc，進(jìn)行真有效值轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為直流電壓信號(hào)C2，直 接送往單片機(jī)電路5的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換接口 19腳。單片機(jī)電路5參見(jiàn)圖6，這里選用了 Microchip公司的PIC16F917單片 機(jī)，它內(nèi)置了 IO位的A/D轉(zhuǎn)換電路，完全可以保證避雷器泄漏電流的測(cè)量精度。真有效值變換電路4轉(zhuǎn)換后的直流電壓信號(hào)C2輸入到單片機(jī)的19腳，經(jīng)過(guò)單片機(jī)內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換電路處理后，計(jì)算出相應(yīng)的泄漏電流值， 然后通過(guò)控制信號(hào)Cs將GSM模塊接口及外圍電路6啟動(dòng)，將避雷器的泄 漏電流值、相別等數(shù)據(jù)，用短信息的方式發(fā)送出去。信息發(fā)送成功后，單 片機(jī)再通過(guò)控制Cs使GSM模塊接口及外圍電路6進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)，單片機(jī) 亦重新進(jìn)入到低功耗的睡眠狀態(tài)，等待下一次泄漏電流測(cè)量周期的到來(lái)。在GSM模塊接口及外圍電路6中，GSM模塊采用德國(guó)S正MENS (西 門子)公司的TC35I。 TC35I收到單片機(jī)的模塊控制信號(hào)Cs，可完成模 塊啟動(dòng)、RS232通訊、發(fā)送短信息、模塊關(guān)閉等過(guò)程。GSM模塊須配接 上中國(guó)移動(dòng)的合法的SIM卡，受單片機(jī)的AT指令控制，將避雷器的泄漏 電流及動(dòng)作次數(shù)等數(shù)據(jù)用手機(jī)短信息的方式發(fā)送出去。穩(wěn)壓電源電路7可保證設(shè)備能長(zhǎng)期可靠地工作，還可輔以外來(lái)電源作 補(bǔ)充。外來(lái)電源可采用風(fēng)能或太陽(yáng)能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過(guò)充電控制電路，對(duì)電 池進(jìn)行充電，從電池出來(lái)的電壓可供應(yīng)給本實(shí)用新型各個(gè)電路中。
權(quán)利要求1、一種避雷器泄漏電流遠(yuǎn)傳器，其特征在于，包含監(jiān)測(cè)器取樣電路(1)、脈沖輸入接口電路(2)、泄漏電流測(cè)量選擇電路(3)、真有效值變換電路(4)、單片機(jī)電路(5)、GSM模塊接口及外圍電路(6)和電源電路(7)，避雷器電流信號(hào)(MOVA、MOVB、MOVC)接監(jiān)測(cè)器取樣電路(1)，監(jiān)測(cè)器取樣電路(1)輸出的雷電脈沖信號(hào)(MA、MB、MC)分別接脈沖輸入接口電路(2)，輸出的泄漏電流信號(hào)(CA、CB、CC)分別接泄漏電流測(cè)量選擇電路(3)，脈沖輸入接口電路(2)輸出的電壓脈沖信號(hào)(PA、PB、PC)接單片機(jī)電路(5)，單片機(jī)電路(5)輸出的控制信號(hào)(Cs)接GSM模塊接口及外圍電路(6)，單片機(jī)電路(5)和GSM模塊接口及外圍電路(6)通過(guò)串行接口(RS232)通訊信號(hào)，GSM模塊接口及外圍電路(6)輸出發(fā)射信號(hào)，單片機(jī)電路(5)輸出的泄漏電流測(cè)量選擇控制信號(hào)(K1、K2、K3)也分別接泄漏電流測(cè)量選擇電路(3)，泄漏電流測(cè)量選擇電路(3)的輸出信號(hào)(C1)接真有效值變換電路(4)，真有效值變換電路4的輸出信號(hào)(C2)再接單片機(jī)電路(5)，穩(wěn)壓電源電路(7)是供給上述各電路工作的電源。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的避雷器泄漏電流遠(yuǎn)傳器，其特征在于， 監(jiān)測(cè)器取樣電路(1)，包含電路結(jié)構(gòu)相同的A相監(jiān)測(cè)器取樣電路、B相監(jiān)測(cè)器取樣電路和C相監(jiān)測(cè)器取樣電路，其分別串聯(lián)于傳統(tǒng)的機(jī)械式監(jiān) 測(cè)器的后級(jí)電路中，氣體放電管(Gl)與電阻(R2)串聯(lián)后再并接取樣 電阻(R1)，取樣電阻(Rl)的一端接電阻(R3)的一端，電阻(R3)的 另一端接瞬態(tài)抑制二極管(Tl)的一端，瞬態(tài)抑制二極管(Tl)的另一端 與取樣電阻(Rl)的另一端共同接地，從電阻(R3)的另一端分別接脈沖 輸入接口電路(2)和泄漏電流測(cè)量選擇電路(3)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的避雷器泄漏電流遠(yuǎn)傳器，其特征在于， 泄漏電流測(cè)量選擇電路(3)，包含電路結(jié)構(gòu)相同的A相、B相、C相泄漏電流測(cè)量電路，上述單片機(jī)電路(5)輸入的選擇控制信號(hào)(Kl)接 電阻(R52)的一端，電阻(R52)的另一端接三極管(Q51)的基極和電 阻(R53)的一端，電阻(R53)的另一端與三極管(Q51)的發(fā)射極共同接地，三極管(Q51)的集電極接由二極管與繼電器(KA)組成的并聯(lián)電 路，二極管的陰極與由電阻(R51)和電容(C51)組成的并聯(lián)電路串聯(lián)后 再接電源，繼電器(KA)控制泄漏電流信號(hào)的選擇導(dǎo)通。
專利摘要為了解決現(xiàn)有技術(shù)中避雷器在線監(jiān)測(cè)器抄表困難的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種避雷器泄漏電流遠(yuǎn)傳器，包含監(jiān)測(cè)器取樣電路(1)、脈沖輸入接口電路(2)、泄漏電流測(cè)量選擇電路(3)、真有效值變換電路(4)、單片機(jī)電路(5)、GSM模塊接口及外圍電路(6)等，監(jiān)測(cè)器取樣電路(1)輸出的雷電脈沖信號(hào)和泄漏電流信號(hào)分別接脈沖輸入接口電路(2)和接泄漏電流測(cè)量選擇電路(3)，單片機(jī)電路(5)對(duì)輸入至泄漏電流測(cè)量選擇電路(3)的各相泄漏電流信號(hào)進(jìn)行選擇控制，使其分別接入真有效值變換電路(4)并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再通過(guò)GSM模塊接口及外圍電路(6)發(fā)送信號(hào)。本實(shí)用新型能夠?qū)崟r(shí)地將任意地點(diǎn)的避雷器的泄漏電流等數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳送。
文檔編號(hào)G08C17/00GK201111702SQ200720044099
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2007年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月12日
發(fā)明者孫晶云, 李雅南 申請(qǐng)人:南京德閏電氣有限公司