[发明专利]一种在线监测限压型SPD运行情况的方法和装置

说明书

本发明公开了一种在线监测限压型SPD运行情况的方法，包括以下步骤：由终端模块发布数据采集命令信号，通过信号传输模块将命令信号传输至数据处理模块；数据处理模块被唤醒，时钟电路随即开始授时，按照初始程序设定，每隔固定时间接收来自温度数据采集模块发送过来的温度信号；温度数据采集模块采集的温度数据实时传输至数据处理模块；数据处理模块接收到温度数据采集模块输送过来的模拟电信号后，先进行A/D转换，将模拟信号转换为数字信号后，再由数据处理模块中的DSP芯片对数字信号（即温度信号）进行加工处理，得到实时温度、温变率。本发明对于限压型SPD的运行情况的监测更为直观、可靠，提高了监测效率。

技术领域

本发明涉及雷电防护设备技术领域，具体是一种在线监测限压型SPD运行情况的方法和装置，属于电子、电气设备监测领域。

背景技术

电涌保护器（简称“SPD”）作为低压配电系统的过电压防护装置，由于其拥有优越的过电压抑制、大电流泄放能力，因而得到了广泛的使用。目前，国内外市场上存在的SPD主要分为开关型SPD、限压型SPD，而低压配电系统的雷电防护工作中，已普遍采用限压型SPD，限压型SPD的核心元件为氧化锌（ZnO）压敏电阻（MOV）阀片，然而其核心部件氧化锌压敏电阻在运行过程中，由于受到雷电流冲击以及各种操作过电压的作用，不可避免地存在老化劣化现象，具体表现为泄漏电流增大，绝缘性能变差，老化严重时甚至可能因器件发热而导致供电系统起火爆炸。基于以上原因，为了保证电源系统的正常运行，必须对SPD进行相应的在线监测，从而消除潜在的安全隐患。

目前，针对SPD及氧化锌压敏电阻的在线监测大多是基于监测泄漏电流的方式，例如专利智能数字式氧化锌避雷器在线监测仪（申请号：201220231520.X）采用电流传感器采集压敏电阻漏电流，传感器所采集的数据经单片机处理后，通过RS485接口后传入人机界面中，从而实现在线监测的功能；专利基于RF无线网络的避雷器在线监测装置（申请号：201320304487.3）通过高压型电流传感器，实现在线监测SPD的全电流、阻性电流的功能，从而分析和判断SPD的运行状况；一种在线分析SPD寿命和失效的方法(申请号：201710583130.6)该方法通过监测SPD的漏电流、SPD的温升、SPD的温升速率、SPD电容变化、SPD在线时间、SPD泄放雷击的次数、SPD工作状态，并控制不同参数整体比重和加权因子最终得出SPD寿命与失效时间的计算。

通过监测漏电流的方式监测SPD的工作状态，简单便捷。但是，工况条件下，SPD导通次数较多，由于正常的MOV阀片具有较强的自恢复能力，所以每次导通后SPD又能恢复到正常工作状态，但在在线监测过程中，就会经常出现漏电流超限的告警，使工作人员对SPD的老化劣化情况造成误判。

通过监测SPD全参数（漏电流、温升、电容、在线时间、泄放雷击的次数、工作状态）监测，并控制不同参数整体比重和加权因子最终得出SPD寿命与失效时间的方式，各类参数的收集必然涉及到诸多传感器的使用，传感器多为弱电灵敏设备，诸多设备加挂在SPD上，会导致很多问题发生，比如：1、传感器间的串扰；2、SPD的制造成本提高、品控难度加大，其运输、安装的风险也急剧上升。这些问题，就注定了此类方法在SPD的量化生产过程当中难以实现。

正常情况下，如无过电压冲击SPD，其发热速率将与SPD的散热速率持平，温度将和背景温度基本保持一致；当过电压冲击SPD时，其温度可能会暂时有所上升，但过后会自恢复。只有当SPD持续遭受过电压冲击或自身工作状态异常的情况下，其发热速率将持续超越散热速率，导致SPD温度过高而脱扣或熔化起火，该过程将不可逆。不管是SPD持续遭受过电压冲击亦或是其工作状态异常，直接结果都是温度上升，所以其温度变化能直观反映SPD的运行状态，温度变化快慢可用温变率来表示，温变率是判别其是否老化、劣化的最直观判据。

所以，为对限压型SPD运行情况进行简单、直观、可靠的监测，本发明将Ni-Cr薄膜温度传感器技术引入限压型SPD温度监测中，并就组网监测进行了详细阐述，确保该装置或方法能够达到在线监测限压型SPD运行情况的目标，并能在限压型SPD研发方面进行应用推广。