CN201111702Y - 避雷器泄漏电流远传器 - Google Patents
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Abstract
为了解决现有技术中避雷器在线监测器抄表困难的问题，本实用新型提供一种避雷器泄漏电流远传器，包含监测器取样电路(1)、脉冲输入接口电路(2)、泄漏电流测量选择电路(3)、真有效值变换电路(4)、单片机电路(5)、GSM模块接口及外围电路(6)等，监测器取样电路(1)输出的雷电脉冲信号和泄漏电流信号分别接脉冲输入接口电路(2)和接泄漏电流测量选择电路(3)，单片机电路(5)对输入至泄漏电流测量选择电路(3)的各相泄漏电流信号进行选择控制，使其分别接入真有效值变换电路(4)并进行转换，再通过GSM模块接口及外围电路(6)发送信号。本实用新型能够实时地将任意地点的避雷器的泄漏电流等数据进行远程传送。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电力系统的避雷器在线监测器，特别是涉及一种避雷器泄漏电流远传器。
背景技术
随着线路用避雷器的增加，怎样及时有效地获取避雷器的泄漏电流、动作次数等相关数据，成为电力系统越来越突出的一个问题。由于各地区供电线路长，杆塔分布广，野外偏远地区尤其多。要想抄录这些避雷器在线监测器的数据，需要花费很多人力物力，且周期长，效率低，与现今社会市场经济要求的电力管理体制极为不符。
发明内容
本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种避雷器泄漏电流远传器，它能够实时地将任意地点的避雷器的泄漏电流、动作次数等数据远程传送到电力管理中心。
本实用新型采用如下技术方案来解决技术问题：
一种避雷器泄漏电流远传器，包含监测器取样电路1、脉冲输入接口电路2、泄漏电流测量选择电路3、真有效值变换电路4、单片机电路5、GSM模块接口及外围电路6和电源电路7，避雷器电流信号MOVA、MOVB、MOVC接监测器取样电路1，监测器取样电路1输出的雷电脉冲信号MA、MB、MC分别接脉冲输入接口电路2，输出的泄漏电流信号CA、CB、CC分别接泄漏电流测量选择电路3，脉冲输入接口电路2输出的电压脉冲信号PA、PB、PC接单片机电路5，单片机电路5输出的控制信号Cs接GSM模块接口及外围电路6，单片机电路5和GSM模块接口及外围电路6通过串行接口RS232通讯信号，GSM模块接口及外围电路6输出发射信号，单片机电路5输出的泄漏电流测量选择控制信号K1、K2、K3也分别接泄漏电流测量选择电路3，泄漏电流测量选择电路3的输出信号C1接真有效值变换电路4，真有效值变换电路4的输出信号C2再接单片机电路5，稳压电源电路7是供给上述各电路工作的电源。
上述监测器取样电路1，包含电路结构相同的A相监测器取样电路、B相监测器取样电路和C相监测器取样电路，其分别串联于传统的机械式监测器的后级电路中，气体放电管G1与电阻R2串联后再并接取样电阻R1，取样电阻R1的一端接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接瞬态抑制二极管(以下简称TVS管)T1的一端，TVS管T1的另一端与取样电阻R1的另一端共同接地，从电阻R3的另一端分别接脉冲输入接口电路2和泄漏电流测量选择电路3。
上述泄漏电流测量选择电路3，包含电路结构相同的A相、B相、C相泄漏电流测量电路，上述单片机电路5输入的选择控制信号K1接电阻R52的一端，电阻R52的另一端接三极管Q51的基极和电阻R53的一端，电阻R53的另一端与三极管Q51的发射极共同接地，三极管Q51的集电极接由二极管与继电器KA组成的并联电路，二极管的阴极与由电阻R51和电容C51组成的并联电路串联后再接电源，继电器KA控制泄漏电流信号的选择导通。
与现有技术相对比，本实用新型的优点在于：
它能够实时地将任意地点的避雷器的泄漏电流、动作次数等数据远程传送到电力管理中心，从而极大地提高了电力部门安全管理避雷器的效率，同时也节省了相当的人力物力。
本实用新型利用现有的、广泛使用的GSM移动通讯网络短信息服务快捷的性能和相对低廉的收费，将采集到的避雷器的动作次数等数据，用手机短信的方式，直接发送到到用户指定的手机终端上，实现了远程、实时地抄录数据。
本实用新型可嵌入大型工业监控系统、无人值守系统中，满足这些系统所需的高可靠性、高实时性和维护方便性等要求，且性能稳定、覆盖范围广、性价比高。
本实用新型针对野外偏远地区的避雷器的工作状况具有及时有效的监测手段，对电力设备的安全可靠地运行和管理产生了积极的影响，减少了线路雷击停电事故。
附图说明
图1是避雷器泄漏电流远传器的组成电路原理框图。
图2是避雷器泄漏电流远传器的监测器取样电路1的原理图。
图3是避雷器泄漏电流远传器的脉冲输入接口电路2的原理图。
图4是避雷器泄漏电流远传器的泄漏电流测量选择电路3原理图。
图5是避雷器泄漏电流远传器的真有效值变换电路4的原理图。
图6是避雷器泄漏电流远传器的单片机电路5原理框图。
具体实施方式
下面，参照附图来详细说明本实用新型的实施方式。
图1是避雷器泄漏电流远传器的组成电路原理框图。在图1中，避雷器的电流信号MOVA、MOVB、MOVC分别接入A相、B相、C相监测器取样电路，监测器取样电路1采用电压负荷的方式，将取样后的雷电脉冲信号MA、MB、MC和泄漏电流信号CA、CB、CC通过专用连接电缆传送到远传器主机中的脉冲输入接口电路2和泄漏电流测量选择电路3中。被泄漏电流测量选择电路3选择的避雷器泄漏电流信号C1，经真有效值变换电路4转换为直流电压信号C2，然后传送至单片机电路5的A/D转换输入端，进行数据处理。数据处理后，单片机电路5用控制信号Cs控制GSM模块接口及外围电路6的启动，通过RS232串行接口连接GSM模块将测量数据发送出去。
图2是避雷器泄漏电流远传器的监测器取样电路1的电路原理图。避雷器电流信号MOVA、MOVB、MOVC进入监测器，取样电阻R1与传统的机械式监测器后级电路串联，气体放电管G1与电阻R2串联后并接在电阻R1两端，以减少避雷器动作时R1上的压降，电阻R3输出至脉冲输入接口电路2和泄漏电流测量选择电路3，TVS管T1对取样电路的输出电压进行箝位，保护后级电路。
图3是避雷器泄漏电流远传器的脉冲输入接口电路2的原理图。这个脉冲输入接口电路分为A相、B相、C相三路，每一路的电路完全相同，可同时监控接收三个避雷器输入进来的动作信号。下面以A相为例说明它的具体工作过程为：当高压传输线路上A相有雷击事故发生时，装在A相上的避雷器就会产生大电流泄放保护动作，同时A相监测器取样电路相应地会输出一个雷电脉冲信号MA，经电缆传送到远传器主机中的脉冲输入接口电路，经过电阻R101、R102进一步限流，TVS管DV101、压敏电阻RV101双重过压保护，整流桥堆DB101、电容C101组成的整流滤波电路，稳压管Z101限幅，最后经过光电隔离电路U101，输出一个负极性电压脉冲信号PA，此负极性电压脉冲信号PA被送至单片机电路5的8脚。同理，B相、C相上的避雷器产生的雷电脉冲信号MB、MC经脉冲输入电路后，最终分别输出电压脉冲信号PB、PC到单片机的14、15脚。
单片机识别到任意一个电压脉冲信号PA、PB、PC后，启动GSM模块接口及外围电路6，将该相避雷器的动作次数用短信息的方式发送出去。
泄漏电流测量选择电路3参见图4，单片机通过控制信号K1、K2、K3，对监测器取样电路1传送来的泄漏电流信号CA、CB、CC，分别依次接通后级真有效值变换电路4，轮流进行测量。
电流测量工作过程举例如下：
单片机首先输出控制信号K1，使三极管Q51导通，继电器KA被吸合，A相监测器取样电路1传送来的避雷器泄漏电流信号CA接通真有效值变换电路4，单片机对真有效值变换电路4转换后的输出信号C2进行测量，并将测量结果存在单片机的内部贮存器中，然后释放控制信号K1，使泄漏电流信号CA重新处于开路的状态。
重复以上过程，再分别对B相、C相监测器取样电路传送来的避雷器泄漏电流信号CB、CC进行测量。最后，启动GSM模块接口及外围电路6，将这些测量结果用短信息的方式发送出去。
真有效值变换电路4参见图5，这里采用了美国AD公司的真有效值AC/DC转换专用电路AD736。它将泄漏电流测量选择电路3送来的泄漏电流信号CA、CB、CC，进行真有效值转换，转换为直流电压信号C2，直接送往单片机电路5的A/D模数转换接口19脚。
单片机电路5参见图6，这里选用了Microchip公司的PIC16F917单片机，它内置了10位的A/D转换电路，完全可以保证避雷器泄漏电流的测量精度。真有效值变换电路4转换后的直流电压信号C2输入到单片机的19脚，经过单片机内的A/D转换电路处理后，计算出相应的泄漏电流值，然后通过控制信号Cs将GSM模块接口及外围电路6启动，将避雷器的泄漏电流值、相别等数据，用短信息的方式发送出去。信息发送成功后，单片机再通过控制Cs使GSM模块接口及外围电路6进入关机状态，单片机亦重新进入到低功耗的睡眠状态，等待下一次泄漏电流测量周期的到来。
在GSM模块接口及外围电路6中，GSM模块采用德国SIEMENS(西门子)公司的TC35I。TC35I收到单片机的模块控制信号Cs，可完成模块启动、RS232通讯、发送短信息、模块关闭等过程。GSM模块须配接上中国移动的合法的SIM卡，受单片机的AT指令控制，将避雷器的泄漏电流及动作次数等数据用手机短信息的方式发送出去。
稳压电源电路7可保证设备能长期可靠地工作，还可辅以外来电源作补充。外来电源可采用风能或太阳能进行转换，通过充电控制电路，对电池进行充电，从电池出来的电压可供应给本实用新型各个电路中。
Claims (3)
1、一种避雷器泄漏电流远传器，其特征在于，
包含监测器取样电路(1)、脉冲输入接口电路(2)、泄漏电流测量选择电路(3)、真有效值变换电路(4)、单片机电路(5)、GSM模块接口及外围电路(6)和电源电路(7)，避雷器电流信号(MOVA、MOVB、MOVC)接监测器取样电路(1)，监测器取样电路(1)输出的雷电脉冲信号(MA、MB、MC)分别接脉冲输入接口电路(2)，输出的泄漏电流信号(CA、CB、CC)分别接泄漏电流测量选择电路(3)，脉冲输入接口电路(2)输出的电压脉冲信号(PA、PB、PC)接单片机电路(5)，单片机电路(5)输出的控制信号(Cs)接GSM模块接口及外围电路(6)，单片机电路(5)和GSM模块接口及外围电路(6)通过串行接口(RS232)通讯信号，GSM模块接口及外围电路(6)输出发射信号，单片机电路(5)输出的泄漏电流测量选择控制信号(K1、K2、K3)也分别接泄漏电流测量选择电路(3)，泄漏电流测量选择电路(3)的输出信号(C1)接真有效值变换电路(4)，真有效值变换电路4的输出信号(C2)再接单片机电路(5)，稳压电源电路(7)是供给上述各电路工作的电源。
2、根据权利要求1所述的避雷器泄漏电流远传器，其特征在于，
监测器取样电路(1)，包含电路结构相同的A相监测器取样电路、B相监测器取样电路和C相监测器取样电路，其分别串联于传统的机械式监测器的后级电路中，气体放电管(G1)与电阻(R2)串联后再并接取样电阻(R1)，取样电阻(R1)的一端接电阻(R3)的一端，电阻(R3)的另一端接瞬态抑制二极管(T1)的一端，瞬态抑制二极管(T1)的另一端与取样电阻(R1)的另一端共同接地，从电阻(R3)的另一端分别接脉冲输入接口电路(2)和泄漏电流测量选择电路(3)。
3、根据权利要求1所述的避雷器泄漏电流远传器，其特征在于，
泄漏电流测量选择电路(3)，包含电路结构相同的A相、B相、C相泄漏电流测量电路，上述单片机电路(5)输入的选择控制信号(K1)接电阻(R52)的一端，电阻(R52)的另一端接三极管(Q51)的基极和电阻(R53)的一端，电阻(R53)的另一端与三极管(Q51)的发射极共同接地，三极管(Q51)的集电极接由二极管与继电器(KA)组成的并联电路，二极管的阴极与由电阻(R51)和电容(C51)组成的并联电路串联后再接电源，继电器(KA)控制泄漏电流信号的选择导通。
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