[实用新型]氧化锌避雷器泄漏电流在线监测单元

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种氧化锌避雷器泄漏电流在线监测单元。 

背景技术

变电站内避雷器的泄漏电流是判断避雷器运行状态的重要特征量。避雷器在线监测系统需要对泄漏电流进行采样，以期获得泄漏电流的阻性分量和容性分量。 

一般的避雷器在线监测系统中泄漏电流取样方法主要有以下几种： 

（1）小电压信号法。这种方法是在漏电计数器的两端取得小电压信号，然后除以计数器的阻值得到全电流信号。采用这种方法必须要求计数器两端的电压信号和流过计数器的电流信号成线性关系，才能保证得到正确的电流波形。但一般计数器不能满足这个要求，这种方法具有比较大的局限性。

（2）利用有源或无源的穿心CT获取电流信号法。这种方法是将避雷器的接地引下线穿过这个穿心CT，利用避雷器的泄漏电流在CT二次侧感应出的电流用于测量。但避雷器的泄漏电流一般非常小（大多低于5mA）,使得传感器的制作非常困难，后续电路需要增加较精密的滤波放大电路，滤波放大电路的输出信号与原边电流不再同相位，给阻性电流的计算带来很大误差，甚至失去计算阻性电流的可能。 

（3）串接电阻（或电容）取电流信号法。这种方法是将避雷器的接地引下线打开，串联一个电阻或电容，通过电阻或电容上的电压值来获取泄漏电流值。这种方法改变了原有避雷器的接线方式，现场一般不允许，且为了防止雷电流对电阻或电容造成损坏，电阻和电容的热容量要选择的比较高，设备的体积也将比较大。 

实用新型内容

本实用新型要解决技术问题是：克服现有技术的缺点，提供一种氧化锌避雷器泄漏电流在线监测单元，可灵敏测量避雷器的泄漏电流，且制造成本低廉。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：氧化锌避雷器泄漏电流在线监测单元，组成包括：氧化锌阀片、整流电路、泄漏电流指示表、放电计数器，其特征在于还包括：电流互感器、采样电阻、信号调理电路、CC2430芯片、以及电源部分，所述电流互感器的原边线圈串接于整流电路与地之间，副边线圈与采样电阻并联，信号调理电路的电压输入端接于所述采样电阻两端，信号调理电路的信号输出端与CC2430芯片的差分采样信号输入端连接。 

本实用新型氧化锌避雷器泄漏电流在线监测单元是在现有传统泄漏电流指示与计数器的基础之上改进而成。本实用新型将电流互感器的原边直接串接（串联）于整流电路与地之间，当发生泄漏电流，电流互感器采样泄漏电流并将其转化为电压形式，经信号调理电路滤除高次谐波与高频干扰信号，滤波后的信号供CC2430芯片作差分采样，并向外发送。由于电流互感器原边是串联在电路中，因此微小的泄漏电流仍然可以被检测到，监测灵敏度极高，解决了长期以来微小泄漏电流无法精确测得的难题。 

在弱电（低压）领域，通过在电路中串联电流互感器来检测电流是较为常见的技术手段，然而在强电（高压）领域，却从未使用过该手段，主要原因是串联在避雷器主回路中的电流互感器难以承受避雷器动作时几千甚至几十千安培的电流。介于上述原因，技术人员多采用穿心CT获取避雷器的泄漏电流，然而使用效果并不理想，该问题长期以来困扰着技术人员，成为阻碍避雷器工况监测的一大难题。本实用新型的发明人勇于突破传统偏见，大胆的将精密电流互感器的原边直接串接（串联）于整流电路与地之间，实践证明其效果十分理想，能够测量小于0.02mA的微弱泄漏电流，精度达0.2级，由于直接串联入电路，电信号更强，降低了对后续滤波放大电路的精密要求，确保滤波放大电路的输出信号与原边电流相位相同，提高了阻性电流的计算精度，且电流互感器没有因高压而受到损坏，得到了意想不到的技术效果。发明人分析，虽然避雷器承受电压最高可达 kV，但避雷器的泄漏电流却往往只有毫安级别，由于放电时间极短且有阀片保护，普通的电流互感器可以承受避雷器动作时在阀片上的电压，不会被烧毁。更重要的是，可以稳定、可靠、精确的测量避雷器的泄漏电流。 

可见，本实用新型不但克服了传统技术偏见，并且取得了意想不到的技术效果，因此本实用新型具备专利法第二十二条第三款所规定的创造性。 

进一步的，本在线监测单元还包括一个与CC2430芯片的射频收发端连接的CC2591功率放大芯片。CC2430芯片与CC2591的组合有效增加了无线通讯距离，加强了无线网络的信号强度，确保信号传输距离及稳定性。 

更进一步的，本在线监测单元中，电流互感器的原边线圈匝数与副边线圈匝数相等，信号调理电路为二阶低通无源滤波电路。