[發(fā)明專利]一種在線監(jiān)測限壓型SPD運(yùn)行情況的方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811026010.7
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109031028A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王成芳;余建華;李嘉;段和平;汪如良;汪計昌
• 申請（專利權(quán)）人: 江西省氣象服務(wù)中心
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G01R31/00;G01K7/16;G01R1/36
• 代理公司: 南昌卓爾精誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 36133
• 代理人: 羅茶根

本發(fā)明公開了一種在線監(jiān)測限壓型SPD運(yùn)行情況的方法，包括以下步驟：由終端模塊發(fā)布數(shù)據(jù)采集命令信號，通過信號傳輸模塊將命令信號傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)處理模塊被喚醒，時鐘電路隨即開始授時，按照初始程序設(shè)定，每隔固定時間接收來自溫度數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送過來的溫度信號；溫度數(shù)據(jù)采集模塊采集的溫度數(shù)據(jù)實時傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)處理模塊接收到溫度數(shù)據(jù)采集模塊輸送過來的模擬電信號后，先進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，再由數(shù)據(jù)處理模塊中的DSP芯片對數(shù)字信號（即溫度信號）進(jìn)行加工處理，得到實時溫度、溫變率。本發(fā)明對于限壓型SPD的運(yùn)行情況的監(jiān)測更為直觀、可靠，提高了監(jiān)測效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷電防護(hù)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種在線監(jiān)測限壓型SPD運(yùn)行情況的方法和裝置，屬于電子、電氣設(shè)備監(jiān)測領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電涌保護(hù)器（簡稱“SPD”）作為低壓配電系統(tǒng)的過電壓防護(hù)裝置，由于其擁有優(yōu)越的過電壓抑制、大電流泄放能力，因而得到了廣泛的使用。目前，國內(nèi)外市場上存在的SPD主要分為開關(guān)型SPD、限壓型SPD，而低壓配電系統(tǒng)的雷電防護(hù)工作中，已普遍采用限壓型SPD，限壓型SPD的核心元件為氧化鋅（ZnO）壓敏電阻（MOV）閥片，然而其核心部件氧化鋅壓敏電阻在運(yùn)行過程中，由于受到雷電流沖擊以及各種操作過電壓的作用，不可避免地存在老化劣化現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為泄漏電流增大，絕緣性能變差，老化嚴(yán)重時甚至可能因器件發(fā)熱而導(dǎo)致供電系統(tǒng)起火爆炸。基于以上原因，為了保證電源系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須對SPD進(jìn)行相應(yīng)的在線監(jiān)測，從而消除潛在的安全隱患。

目前，針對SPD及氧化鋅壓敏電阻的在線監(jiān)測大多是基于監(jiān)測泄漏電流的方式，例如專利智能數(shù)字式氧化鋅避雷器在線監(jiān)測儀（申請?zhí)枺?01220231520.X）采用電流傳感器采集壓敏電阻漏電流，傳感器所采集的數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)處理后，通過RS485接口后傳入人機(jī)界面中，從而實現(xiàn)在線監(jiān)測的功能；專利基于RF無線網(wǎng)絡(luò)的避雷器在線監(jiān)測裝置（申請?zhí)枺?01320304487.3）通過高壓型電流傳感器，實現(xiàn)在線監(jiān)測SPD的全電流、阻性電流的功能，從而分析和判斷SPD的運(yùn)行狀況；一種在線分析SPD壽命和失效的方法(申請?zhí)枺?01710583130.6)該方法通過監(jiān)測SPD的漏電流、SPD的溫升、SPD的溫升速率、SPD電容變化、SPD在線時間、SPD泄放雷擊的次數(shù)、SPD工作狀態(tài)，并控制不同參數(shù)整體比重和加權(quán)因子最終得出SPD壽命與失效時間的計算。

通過監(jiān)測漏電流的方式監(jiān)測SPD的工作狀態(tài)，簡單便捷。但是，工況條件下，SPD導(dǎo)通次數(shù)較多，由于正常的MOV閥片具有較強(qiáng)的自恢復(fù)能力，所以每次導(dǎo)通后SPD又能恢復(fù)到正常工作狀態(tài)，但在在線監(jiān)測過程中，就會經(jīng)常出現(xiàn)漏電流超限的告警，使工作人員對SPD的老化劣化情況造成誤判。

通過監(jiān)測SPD全參數(shù)（漏電流、溫升、電容、在線時間、泄放雷擊的次數(shù)、工作狀態(tài)）監(jiān)測，并控制不同參數(shù)整體比重和加權(quán)因子最終得出SPD壽命與失效時間的方式，各類參數(shù)的收集必然涉及到諸多傳感器的使用，傳感器多為弱電靈敏設(shè)備，諸多設(shè)備加掛在SPD上，會導(dǎo)致很多問題發(fā)生，比如：1、傳感器間的串?dāng)_；2、SPD的制造成本提高、品控難度加大，其運(yùn)輸、安裝的風(fēng)險也急劇上升。這些問題，就注定了此類方法在SPD的量化生產(chǎn)過程當(dāng)中難以實現(xiàn)。

正常情況下，如無過電壓沖擊SPD，其發(fā)熱速率將與SPD的散熱速率持平，溫度將和背景溫度基本保持一致；當(dāng)過電壓沖擊SPD時，其溫度可能會暫時有所上升，但過后會自恢復(fù)。只有當(dāng)SPD持續(xù)遭受過電壓沖擊或自身工作狀態(tài)異常的情況下，其發(fā)熱速率將持續(xù)超越散熱速率，導(dǎo)致SPD溫度過高而脫扣或熔化起火，該過程將不可逆。不管是SPD持續(xù)遭受過電壓沖擊亦或是其工作狀態(tài)異常，直接結(jié)果都是溫度上升，所以其溫度變化能直觀反映SPD的運(yùn)行狀態(tài)，溫度變化快慢可用溫變率來表示，溫變率是判別其是否老化、劣化的最直觀判據(jù)。

所以，為對限壓型SPD運(yùn)行情況進(jìn)行簡單、直觀、可靠的監(jiān)測，本發(fā)明將Ni-Cr薄膜溫度傳感器技術(shù)引入限壓型SPD溫度監(jiān)測中，并就組網(wǎng)監(jiān)測進(jìn)行了詳細(xì)闡述，確保該裝置或方法能夠達(dá)到在線監(jiān)測限壓型SPD運(yùn)行情況的目標(biāo)，并能在限壓型SPD研發(fā)方面進(jìn)行應(yīng)用推廣。