[实用新型]基于电场传感器的输电线路氧化锌避雷器在线监测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于输变电设备监测技术领域，具体涉及一种基于电场传感器的输电线路氧化锌避雷器在线监测装置。

背景技术

近年来，各类输电线路在线监测技术发展迅速，有效提高了输电线路安全运行水平。输电线路氧化锌避雷器是一种新型的线路防雷装置，它能有效地防止雷电直击输电线路所引起的故障和雷电绕击输电线路所引起的故障。但是氧化锌避雷器的密封与否会严重影响到它的性能，当密封不良导致内部受潮时，极有可能造成氧化锌避雷器内部闪络，而且氧化锌避雷器工作到一定限度时会发生老化，老化后的阀片很可能会导致击穿，这就会直接引起线路对地短路，十分危险，所以氧化锌避雷器绝缘状态是否良好直接关系到变电站的安全运行和人身安全，有必要对氧化锌避雷器运行状态进行在线监测。

传统的在线监测装置主要是通过从电压传感器获取电压信号，从氧化锌避雷器的接地侧获取泄漏电流信号，进而求得反映氧化锌避雷器运行状态的阻性电流。这种方法能够基本实现对氧化锌避雷器运行状态的监测。但是电压传感器自身的角差会给阻性电流的提取带来误差，使得阻性电流的测量结果不准确，而在传统的测量方法中忽略了此角差，必定会造成测量误差而导致结果不准确。此外，传统在线监测装置自成系统，也就是说每一种监测装置都各自对应一个监测中心后台，这样就造成了数据共享的困难，而且信号传输站点、信号线的铺设耗费大量人力物力，所以经济效益不甚理想。综上所述，如何解决电压传感器误差问题和信号的集成及数据的共享成为当前在线监测领域研究的重要课题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于电场传感器的输电线路氧化锌避雷器在线监测装置，解决了现有技术中存在的电压传感器误差问题、信号的集成及数据的共享问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种基于电场传感器的输电线路氧化锌避雷器在线监测装置，其特征在于，包括通过导线连接的电源模块和监测终端，监测终端包括FPGA处理器模块，FPGA处理器模块上分别连接有三路泄漏电流采集单元、一路于电场传感器的电压采集单元、三路雷电流采集单元、看门狗模块、DSP处理器模块、定时复位电路、温湿度传感器、Sram存储模块、GPS授时模块和Flash存储模块，DSP处理器模块还分别连接有通信模块、复位电路、E2ROM存储模块和Flash存储模块。

本实用新型的特点还在于：

每一路电流采集单元包括依次通过导线连接的泄漏电流传感器、电流信号放大电路，泄漏电流信号放大电路连接分别至电流信号调理电路和A/D转换电路；电压采集单元包括依次连接的电场传感器和电压信号放大电路，电压信号放大电路连接至A/D转换电路；每一路雷电流采集单元包括依次连接的雷电流传感器和雷电流信号调理电路。

电源模块包括依次连接的太阳能电池板、充放电控制电路和稳压电路，充放电控制电路还连接有蓄电池，稳压电路与监测终端相连接。

FPGA处理器模块包括Nios内核，Nios内核分别连接有看门狗逻辑单元、测频逻辑单元和采样逻辑单元。

看门狗逻辑单元与看门狗模块相连接，测频逻辑单元与电流信号调理电路相连接，采样逻辑单元与A/D转换电路相连接，Nios内核连接有雷电流信号调理电路。

通信模块采用GPRS/CDMA/3G/OPGW网络，DSP处理器模块采用TMS320F28335型号，FPGA处理器模块采用EP1C6Q240I7型号。

温湿度传感器采用SHT11型号。

Sram存储模块采用IS61LV51216型号，Flash存储模块采用TC58FVB160AFT型号，E2ROM存储模块采用AT24C32型号。

A/D转换电路采用AD7656BSTZ型号。

蓄电池采用2块6V/12AH蓄电池。

本实用新型的有益效果是，

1.消除传统电压传感器测量电压信号所带来的误差。本实用新型采用电场传感器作为电压测量的工具，由于其不存在一二次侧的问题，所以不会在测量时就带来较大的误差；

2.准确实现同步采样。本实用新型采用GPS授时模块，可准确提供同步采样信号和时间信息。

3.充分发挥微处理器优势。本实用新型采用现场可编程门阵列（FPGA）芯片+数字信号处理器（DSP）芯片的双核处理器，充分发挥其各自的优势，在FPGA中用硬件语言构造的模块，由于具有并行执行的特点，可用于实现高精度同步采样，而DSP的优点则在于具有强大的数据处理功能，所以将采集到的数据送至DSP进行处理。