专利名称：一种电力系统避雷器的无线监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力设备技术领域，涉及一种电力系统的监测装置，具 体涉及一种电力系统避雷器的无线监测装置。
背景技术：
避雷器对电力系统的过电压保护具有重要作用，为保证电力系统安全运 行，必须对运行中的避雷器进行定期检査和测试。目前，电力系统中普遍使 用的氧化锌避雷器监测器，可对避雷器的阻性电流进行测量。但其存在以下
不足1)对避雷器的监测主要靠人工巡查，无法进行实时在线监测；2)数 据传输采用有线传输方式，电缆敷设量大，不便于野外架空线路避雷器的监 测；3)运用了无线传输方式的部分，都局限于点对点传输，扩展性差。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种电力系统避雷器的无线监测装置，可对电 路系统的避雷器进行实时在线监测，通过无线传输方式传输监测数据，无需 架设电缆，扩展性较好。
本实用新型所采用的技术方案是， 一种电力系统避雷器的无线监测装 置，包括依次连接的采样电阻、信号调理�？楹臀尴呤莶杉淠？椋� 号调理模块和无线数据采集传输�？榉直鹩氲缭垂芾砟？榱樱尴呤莶� 集传输�？椴捎肅C2430�？�。
本实用新型的有益效果是，l.网络允许的节点数量大、密度高，可以同时对多个避雷器的状态进行
监测，大大提高了监测效率；
2无线传感器网络自动组网、扩展性好、安装便捷可靠，不受导线限制。 不仅可安装在变电站内，对变电站内各个避雷器进行在线监测；可安装在野 外架空输电线路上，对野外架空线路避雷器进行远程在线监测；并且安装节 点的数量可以随时增减，不受系统束缚。
3.网络节点有一定的计算能力和存储能力，装置的整体结构简单，实用 性强并且总体造价低。
图1是本实用新型监测装置采集泄漏电流信号的原理图2是本实用新型装置一种实施例的结构示意图3是本实用新型装置中信号调理�？榈牡缏吩硗�4是本实用新型装置中电源管理�？榈牡缏吩硗�。
图中，l.避雷器，2.采样电阻，3.信号调理模±央，4.无线数据采集传输模
块，5.电源管理模±央，6.保护间隙。
其中，3-l.四运放集成电路第一运放，3-2.四运放集成电路第二运放，3-3.
四运放集成电路第三运放，5-1.电源，5-2.整流二极管，5-3.固定单片稳压集
成电路，5-4.可调双输出稳压集成电路。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。 避雷器的监测装置采集泄漏电流信号原理图，如图1所示，将一争阻接 在金属氧化物型避雷器1的末屏接地线上，并将该电阻做为采样电阻2，获 取避雷器1泄漏电流对应的模拟电压信号，采样电阻2与保护间隙6并联。本实用新型监测装置一种实施例的结构，如图2所示。包括依次连接的 采样电阻2、信号调理�？�3和无线数据采集传输�？�4,信号调理�？�3 和无线数据采集传输�？�4分别与电源管理模块5连接。其中的无线数据采 集传输�？�4采用CC2430�？椋媚？榫哂�8通道14位的模数转换器和 射频无线电收发机。
本实用新型装置中信号调理�？�3的电路原理图，如图3所示。包括电 阻R1，电阻R1的一端接信号源ul，电阻R1的另一端与电阻R2的一端相 连接，电阻R2的另一端与四运放集成电路第一运放3-1的正相输入端连接， 电阻Rl与电阻R2的旁路与电容C2连接，电容C2还与四运放集成电路第 一运放3-1的输出端连接，电阻R2与四运放集成电路第一运放3-1正相输 入端的旁路与电容C1连接，电容C1还接地，四运放集成电路第一运放3-l
的反相输入端与输出端相连。
四运放集成电路第一运放3-l的输出端还与电阻R3的一端连接，电阻 R3的另一端与四运放集成电路第二运放3-2的正相输入端连接，电阻R3与 四运放集成电路第二运放3-2正相输入端的旁路分别与电阻R4和电阻R5的 一端相连接，电阻R4的另一端接1.5V电源u2，电阻R5的另一端接地，四 运放集成电路第二运放3-2的输出端与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一 端与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端接地，电阻R7与电阻R6的旁 路与四运放集成电路第二运放3-2的反相输入端连接，四运放集成电路第二 运放3-2的输出端还与四运放集成电路第三运放3-3的正相输入端相连，四 运放集成电路第二运放3-2输出端与四运放集成电路第三运放3-3正相输入 端的旁路与电容C3连接，电容C3还接地。
四运放集成电路第三运放3-3的反相输入端与输出端相连接，四运放集成电路第三运放3-3的输出端与无线数据传输�？�4相连接，四运放集成电 路第三运放3-3输出端与无线数据传输�？�4的旁路与3.3V稳压管连接， 3.3V稳压管还接地。
本实用新型装置中电源管理�？榈牡缏吩硗迹缤�4所示。包括电源 5-1，电源5-l的正极与整流二极管5-2连接、整流二极管5-2还与固定单片 稳压集成电路5-3的输入端相接，整流二极管5-2与固定单片稳压集成电路 5-3输入端的旁路分别与特殊电容El和电容C4连接，特殊电容El和电容 C4还分别接地，固定单片稳压集成电路5-3的接地端与大地相接，固定单片 稳压集成电路5-3的输出端与可调双输出稳压集成电路5-4的第三引脚Vin 相接，固定单片稳压集成电路5-3输出端和可调双输出稳压集成电路5-4第 三引脚Vin的旁路分别与特殊电容E2、电容C5和电容C6连接，特殊电容 E2、电容C5和电容C6还分别接地；可调双输出稳压集成电路5-4的第二引 脚RUN1、第六引脚MODE和第九引脚RUN2分别与可调双输出稳压集成 电路5-4的第三引脚Vin相连接，可调双输出稳压集成电路5-4的第八引脚 POR与电阻R12的一端相连接，电阻R12的另一端与可调双输出稳压集成 电路54的第三引脚Vin连接；可调双输出稳压集成电路5-4的第一引脚 WB1与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端分别与电容C7和可调双输 出稳压集成电路5-4的第一输出电压端Voutl相连接，电容C7还接地，电 阻R8与电容C9并联，可调双输出稳压集成电路5-4的第一引脚VFB1与电 阻R8的旁路与电阻R9的一端相接，电阻R9的另一端接地；可调双输出稳 压集成电路5-4的第四引脚SW1与电感Ll的一端连接，电感Ll的另一端 与可调双输出稳压集成电路5-4的第一输出电压端Voutl相接；可调双输出 稳压集成电路5-4的第十引脚VFB2与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端分别与可调双输出稳压集成电路5-4的第二输出电压端Vout2和电容C8 连接，电容C8还接地，电阻R10与电容C10并联；可调双输出稳压集成电 路5-4的第十引脚VFB2与电阻R10的旁路与电阻Rll的一端连接，电阻 Rll的另一端接地；可调双输出稳压集成电路5-4的第七引脚SW2与电感 L2的一端连接，电感L2的另一端与可调双输出稳压集成电路5-4的第二输 出电压端Vout2连接。
通过调节电源管理�？�5中电阻R8、电阻R9、电阻R10和电阻R11的 电阻比值，可以调整电压管理�？�5中可调双输出稳压集成电路5-4的第一 输出电压端Voutl和第二输出电压端Vout2的电压值，将第一输出电压端 Voutl调到+1.5V电压连接到信号调理�？�3中提升电路的u2作为提升电压， 将第二输出电压端Vout2调到+33V电压做为无线数据传输�？榭�4的工作 电源电压，固定单片稳压集成电路5-3输出的+5V稳定电压做为四运放集成 电路提供工作电源电压。
本实用新型装置的工作过程
避雷器1泄漏的电流经过采样电阻2，采样电阻2将该电流转变为电压， 并输入信号调理�？�3，信号调理�？�3将输入信号滤去5次及5次以上的 谐波并将该电压的幅值调理到无线数据采集传输�？�4的ADC模数转换采 集电压范围内，经过A/D转换，转变成数字信号，并存入无线数据采集传输 �？�4，等待组网发送；ZigBee (IEEE 802.15.4协议)无线传感器网络的另 一端通过由无线数据采集传输�？�4组建的网关，搭建起ZigBee无线传感 器网络，接受来自无线传感器网络的各个节点的数据，并传输到PC机中， 进行数字谐波分析，得到避雷器1的泄漏电流对应的全电流基波电流和三次 谐波电流的幅值，根据所得值判断氧化锌避雷器阀片是否发生老化、受潮或绝缘显著恶化程度。从而实现多个避雷器的无线远程在线监测。
本装置把采样电阻2、信号调理电路3、无线数据采集传输�？�4以及 电源管理�？�5，有机地结合在一起构建成具有采集、存储处理及发送功能 的无线传感器网络终端节点。
本实用新型装置，通过ZigBee无线传感器网络对各个避雷器的工作状 态进行实时在线监测，无需敷设通信电缆，系统安装调试方便，网络内单个 无线传感器节点的损坏不会影响系统的正常运行，扩展性好，既可用于变电 站内避雷器的实时监测，也可用于野外架空线路避雷器的在线监测。
权利要求1.一种电力系统避雷器的无线监测装置，其特征在于，包括依次连接的采样电阻(2)、信号调理�？�(3)和无线数据采集传输�？�(4)，信号调理�？�(3)和无线数据采集传输�？�(4)分别与电源管理�？�(5)连接，所述的无线数据采集传输�？�(4)采用CC2430模块。
2. 根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述的信号调理�？�(3)包括电阻R1，电阻R1的一端接信号源ul，电阻R1的另一端与电阻R2的一端相连接，电阻R2的另一端与四运放集成电路第一运放(3-1)的正相输入端连接，电阻R1与电阻R2的旁路与电容C2连接，电容C2还与四运放集成电路第一运放(3-1)的输出端连接，电阻R2与四运放集成电路第一运放(3-1)正相输入端的旁路与电容C1连接，电容C1还接地，四运放集成电路第一运放(3-1)的反相输入端与输出端相连，所述四运放集成电路第一运放(3-l)的输出端还与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与四运放集成电路第二运放(3-2)的正相输入端连接，电阻R3与四运放集成电路第二运放(3-2)正相输入端的旁路分别与电阻R4和电阻R5的一端相连接，电阻R4的另一端接l,5V电源u2,电阻R5的另一端接地，四运放集成电路第二运放(3-2)的输出端与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端接地，电阻R7与电阻R6的旁路与四运放集成电路第二运放(3-2)的反相输入端连接，四运放集成电路第二运放(3-2)的输出端还与四运放集成电路第三运放(3-3)的正相输入端相连，四运放集成电路第二运放(3-2)输出端与四运放集成电路第三运放(3-3)正相输入端的旁路与电容C3连接，电容C3还接地，所^四运放集成电路第三运放(3-3)的反相输入端与输出端相连接，四运放集成电路第三运放(3-3)的输出端与无线数据传输�？�(4)相连接,四运放集成电路第三运放(3-3)输出端与无线数据传输�？�(4)的旁路与3.3V稳压管连接，3.3V稳压管还接地。
3.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述的电源管理�？�(5)包括电源(5-1)，电源(5-1)的正极与整流二极管(5-2)连接，整流二极管(5-2)还与固定单片稳压集成电路(5-3)的输入端连接，整流二极管(5-2)与固定单片稳压集成电路(5-3)输入端的旁路分别与特殊电容E1和电容C4连接，特殊电容E1和电容C4还分别接地，固定单片稳压集成电路(5-3)的接地端与大地相接，固定单片稳压集成电路(5-3)的输出端与可调双输出稳压集成电路(5-4)的第三引脚连接，固定单片稳压集成电路(5-3)输出端与可调双输出稳压集成电路(5-4)第三引脚的旁路分别与特殊电容E2、电容C5和电容C6连接，特殊电容E2、电容C5和电容C6还分别接地；可调双输出稳压集成电路(5-4)的第二引脚、第六引脚和第九引脚分别与可调双输出稳压集成电路(5-4)的第三引脚连接，可调双输出稳压集成电路(5-4)的第八引脚与电阻R12的一端相连接，电阻R12的另一端与可调双输出稳压集成电路(5-4)的第三引脚相接，可调双输出稳压集成电路(5-4)的第一引脚与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端分别与电容C7和可调双输出稳压集成电路(5-4)的第一输出电压端连接，电容C7还接地，电阻R8与电容C9并联，可调双输出稳压集成电路(5-4)的第一引脚和电阻R8的旁路与电阻R9的一端相接，电阻R9的另一端接地；可调双输出稳压集成电路(5-4)的第四引脚与电感Ll的一端连接，电感Ll的另一端与可调双输出稳压集成电路(5-4)的第一输出电压端连接；可调双输出稳压集成电桌(5-4)的第十引脚与电阻R10的一端连接，电阻RIO的另一端分别与可调双输出稳压集成电路(5-4)的第二输出电压端和电容C8连接，电容C8还接地，电阻R10与电容C10并联，可调双输出稳压集成电路(5-4)的第十引脚与电阻R10的旁路与电阻R11的一端连接，电阻Rll的另一端接地；可调双输出稳压集成电路(5-4)的第七引脚与电感L2的一端连接，电感L2的另一端与可调双输出稳压集成电路(5-4)的第二输出电压端连接。
专利摘要本实用新型公开的一种电力系统避雷器的无线监测装置，包括依次连接的采样电阻、信号调理�？楹臀尴呤莶杉淠？椋藕诺骼砟？楹臀尴呤莶杉淠？榉直鹩氲缭垂芾砟？榱樱尴呤莶杉淠？椴捎肅C2430�？�。本实用新型装置对避雷器的工作状态进行实时在线监测，无需敷设通信电缆，安装调试方便，既可用于变电站内的避雷器的实时监测，也可用于野外架空线路避雷器的在线监测。
文档编号G01R31/00GK201278005SQ20082003029
公开日2009年7月22日 申请日期2008年9月17日 优先权日2008年9月17日
发明者冯小平, 辉 李, 杨国清, 王德意 申请人:西安理工大学
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