[发明专利]线路避雷器在线监测系统

权利要求书

1.一种线路避雷器在线监测系统，其特征在于：包括电流传感器、数据终端和监测中心；A、B、C三相线路避雷器上均安装有电流传感器；所述电流传感器通过RS485通信方式将检测到的线路避雷器的泄漏全电流、阻性电流、夹角；泄漏电流的3、5、7次谐波；冲击电流次数、冲击电流峰值发送给数据终端；

数据终端包括MCU及分别与其相连接的温湿度传感器、GPS模块、无线通信模块、RS485接口、存储模块及电源模块；

数据终端汇集A、B、C三相电流传感器的数据、数据终端通过温湿度传感器采集周围环境的温湿度、通过GPS模块采集安装位置的经纬度，数据通过无线通信模块传送到监测中心；监测中心将接收到的数据进行处理，以图表的形式进行展示，并对异常数据进行报警。

2.根据权利要求1所述的线路避雷器在线监测系统，其特征在于：所述电流传感器包含零磁通传感器及两路罗氏线圈传感器；

所述零磁通传感器采集避雷器泄漏全电流，采集前端无PT电压参考信号，电流传感器采用正交变换原理，计算避雷器的阻性电流、夹角、泄漏电流的3、5、7次谐波；

一路罗氏线圈传感器通过一积分电路精确还原雷击波形，通过精密绝对值电路、峰值检波电路，测量避雷器的3kA-100kA大电流的雷击冲击峰值；另一路罗氏线圈传感器通过一积分电路精确还原雷击波形，当雷击电流大于30A时触发芯片进行雷击计数，并记录雷击发生的时间。

3.根据权利要求2所述的线路避雷器在线监测系统，其特征在于：所述零磁通传感器包括一次侧绕组N₁、二次侧绕组N₂、检测绕组N_D、动态检测单元D及产生二次电流的有源网络G；所述检测绕组N_D与动态检测单元D的输入端连接；动态检测单元D输出端与二次电流的有源网络G输入端连接；所述二次电流的有源网络G输出端与二次侧绕组N₂一端连接；二次侧绕组N₂另一端与负载连接；所述动态检测D动态检测N_D两端的电势差，当电势差近似为零的允许值时，铁芯中的磁通即近似为零磁通；若检测值偏离允许值，有源网络G则自动调整。

4.根据权利要求3所述的线路避雷器在线监测系统，其特征在于：所述零磁通传感器工作包括以下步骤：

氧化锌避雷器泄露电流标准波形为u＝U_psin(ωt)；式中

i＝I_pR1sin(ωt)+I_pR3sin(3ωt+π)+I_pC1sin(ωt+π/2)；u为参比电压；U_p为参比电压的峰值；ω为基波角频率；i为泄漏全电流；I_pR1为阻性基波电流峰值；I_pR3为阻性三次谐波峰值；I_pC1为容性基波电流峰值；

其中

根据三角函数变换：i＝I_pC1sin(ωt+π/2)+I_pRsin³(ωt)；

再依据经典的氧化锌避雷器等值电路得到全电流表达式：

得到的推论是：非线性系数α＝3，容性基波电流峰值I_pC1＝ωCU_p，阻性电流的峰值

K为氧化锌避雷器的电阻系数；且当避雷器器出现裂化阻性电流明显增加，容性电流基本不变，因此得到C是避雷器的等效电容。

5.根据权利要求2所述的线路避雷器在线监测系统，其特征在于：所述罗氏线圈传感器包括精密绝对值电路、峰值检波电路；所述精密绝对值电路用于波形翻转，精密绝对值电路输出与峰值检波电路连接；峰值检波电路进行雷击峰值采样。

6.根据权利要求1所述的线路避雷器在线监测系统，其特征在于：所述电流传感器包括采用不同金属材料组成多层屏蔽壳及设置在屏蔽壳内的零磁通传感器、两路罗氏线圈传感器和采集电路板；屏蔽壳外还套设有一不锈钢壳体。

7.根据权利要求1所述的线路避雷器在线监测系统，其特征在于：所述电流传感器通过RS485或短距离无线通讯方式与数据终端连接；数据终端过4G全网通传送到监测中心。