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避雷器在線監(jiān)測無線數(shù)傳版（藍牙）BLQ-WX

一、前言

近年來，為減少山區(qū)輸電線路雷擊過電壓而造成斷路器動作，高電壓等級輸電線路避雷器發(fā)揮了巨大的作用，得到了廣泛的應用，MOA避雷器性能的好壞直接影響電力系統(tǒng)安全運行。因MOA避雷器長期在工頻高電壓的作用下，會逐漸老化，在運行中可能發(fā)生擊穿損壞，保護特性下降，則將會產(chǎn)生極其嚴重的后果，為保障MOA避雷器安全運行，必須對MOA避雷器進行嚴格的監(jiān)測。

目前，監(jiān)測MOA避雷器方法采用避雷器監(jiān)測器實現(xiàn)在線監(jiān)測，它的工作原理在正常的運行電壓下，通過避雷器的漏電流的變化由電流表測得，當流過強大的動作電流時將從漏電流測量回路被轉(zhuǎn)到計數(shù)器回路，計數(shù)器的動作利用通過動作電流的能量來實現(xiàn)記錄動作的次數(shù)。然而由于山區(qū)線路地處偏遠，并且避雷器監(jiān)測器均安裝在桿塔高處，避雷器參數(shù)抄表和檢修工作難度較大。現(xiàn)有的方法是采用定期輪換避雷器，并在每年一次的標準檢修中上桿塔檢查，清掃避雷器及接地裝置。該方法避雷器更換費用高、工作勞動強度大、且需申請停電工期長，不利于輸電線路的經(jīng)濟和穩(wěn)定運行。因此，必須采用一種“在線、實時、遠傳、智能、可靠”的監(jiān)測方式。

二、系統(tǒng)概述

無線數(shù)傳版避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)（以下簡稱本系統(tǒng)），是我公司針對電力系統(tǒng)的需要而研發(fā)的高科技新產(chǎn)品。本系統(tǒng)的電流檢測采用單匝穿芯電流傳感器，實現(xiàn)全隔離無殘壓的取樣方式，先進的微處理器技術以及獨有的瞬態(tài)參數(shù)測試技術進行線性化處理與計算，將測量結果通過Lora數(shù)傳模塊進行遠距離數(shù)字傳輸：本系統(tǒng)具有極高的可靠性和安全性及相對低廉的價格，使得本系統(tǒng)可以安裝到每組MOA避雷器進行實時檢測，實現(xiàn)集中監(jiān)測，可以有效地提高線路避雷器的巡視效率、減輕巡視人員的勞動強度。做到準確及時掌握運行設備的健康狀況，使運行人員及時掌握并提前處理事故隱患，保障電力電網(wǎng)安全供電。

三、標準和規(guī)范

DLT5149-2001 220-500kV變電所計算機監(jiān)控系統(tǒng)設計技術規(guī)程

JB/T10492-2004 交流金屬氧化物避雷器用監(jiān)測器子

JB2440-91 避雷器用放電記數(shù)

Q/GDW 393-2009 110（66）kV～220kV智能變電站設計規(guī)范

四、系統(tǒng)特點

1．根據(jù)電生[2004]338號《氧化鋅避雷器在線監(jiān)測和帶電測試技術規(guī)定》進行開發(fā)。

2．非接觸式測量原理：本系統(tǒng)的電流檢測應用非接觸式測量，實現(xiàn)全隔離無殘壓的取樣方式，對避雷器工作不產(chǎn)生任何影響，有效地保障人身安全和設備安全。

3．設備不需要改造：本系統(tǒng)的安裝不需拆除已裝監(jiān)測器，可同時運行。

4．戶外結構，無滲漏：電流變送器采用鋁合金外殼防水設計，適用于室內(nèi)外的應用。

5．有效的抗干擾措施：系統(tǒng)對干擾問題作了充分的考慮，在硬件電路和軟件設計上分別采用了多種有效的抗干擾處理方法，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，以及測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，能滿足在強電磁場干擾環(huán)境下正常使用的要求。

6．精密補償，線性處理：本系統(tǒng)采用最先進的設計手段，對檢測信號進行了線性化處理，并且進行了精密補償，保證了測量數(shù)據(jù)的準確性。

7．監(jiān)測器采用鋰電池供電+太陽能充電方式，鋰電池電量在陰雨天氣可持續(xù)20天以上，確保系統(tǒng)正常運行。

8．監(jiān)測器信息傳輸：本系統(tǒng)應用目前無線數(shù)傳領域先進的Lora擴頻技術，通過無線網(wǎng)關可實現(xiàn)遠距離數(shù)據(jù)采集，空曠區(qū)域通信距離可達3km。

9．網(wǎng)關通過藍牙與手機APP連接，將采集到監(jiān)測器數(shù)據(jù)發(fā)送到手機APP進行顯示處理。

10．報警閥值：本系統(tǒng)報警閥值設定主要在手機APP軟件中設置。

五、系統(tǒng)功能與技術指標

系統(tǒng)總體結構圖

避雷器狀態(tài)監(jiān)測器網(wǎng)關

☆ 避雷器在線監(jiān)測器具備全電流、雷擊電流檢測功能，并通過Lora擴頻模塊將全電流值和雷擊記錄發(fā)送到無線網(wǎng)關；通過手機APP藍牙連接無線網(wǎng)關，獲取監(jiān)測器雷擊記錄數(shù)據(jù)。

☆ 手機APP自帶數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)存儲功能，根據(jù)避雷器在線監(jiān)測器設備編號，采集并保存全電流和雷擊電流數(shù)據(jù)，并可通過數(shù)據(jù)導出，將手機端數(shù)據(jù)分享到其他設備。

（1）避雷器在線監(jiān)測器主要功能及技術要求

避雷器在線監(jiān)測器主要功能是實現(xiàn)雷擊電流瞬間檢測存儲和全電流檢測，電源部分采用大容量鋰電池供電+太陽能充電，在無光照條件下設備待機時常>15天。

為保證避雷器在線監(jiān)測器出廠前電池電量，在安裝面板設置了電源開關，在出廠測試后關閉電源，安裝設備時打開電源，并用配好的704硅膠涂抹密封，做好防水處理。

設備檢測得雷擊記錄數(shù)據(jù)存儲在設備中，最大存儲400條記錄，如未接收到清除存儲命令，存儲數(shù)據(jù)將一直保留，超過最大記錄數(shù)將自動覆蓋老記錄保留最新的記錄。

避雷器在線監(jiān)測器平時處于休眠狀態(tài)，當遇到雷擊時或網(wǎng)關無線通信時自動喚醒，再喚醒狀態(tài)下設備指示燈1s間隔閃爍，當向網(wǎng)關發(fā)送數(shù)據(jù)時指示燈快閃，當設備休眠時指示燈不亮。

避雷器在線監(jiān)測器存儲的記錄通過無線433Mhz Lora擴頻模塊，由無線網(wǎng)關進行數(shù)據(jù)采集，將設備存儲的雷擊記錄和全電流等數(shù)據(jù)同步到網(wǎng)關再由手機APP讀取。

主要技術指標：

☆檢測全電流范圍：0.05～5.00mA/有效值誤差±1%±2個字最小分度: 10μA

☆雷擊記錄存儲數(shù):0～400次正確率: 100%

☆放電動作計數(shù)響應值: 4/8μS ≥50A(峰值)

☆工作使用環(huán)境：用于戶外。-25℃～60℃

☆檢測放電電流范圍: 50A～5KA/峰值誤差±10% 最小分度: 10 A

☆供電電源：鋰電池+太陽能充電板，安全可靠。

☆工作使用環(huán)境：用于戶外。-40℃～50℃

☆傳輸方式：無線433Mhz Lora擴頻

（2）避雷器無線網(wǎng)關主要功能及技術要求

☆避雷器無線網(wǎng)關主要為應對遠距離抄表而設計，網(wǎng)關與避雷器在線監(jiān)測器之間通過Lora擴頻模塊進行通信，有效通信距離空曠條件下可達3km。滿足絕大多數(shù)野外遠距離抄表需求。

☆網(wǎng)關電源采用內(nèi)置鋰電池供電，帶MicroUSB充電口，可通過5V適配器或電腦對網(wǎng)關設備充電。網(wǎng)關帶電源開關，在設備關機狀態(tài)下，按下電源鍵0.5s以上開機，此時運行燈會指示電池電量，電量等級分4檔，閃4下表示滿電，以此類推，閃1下表示電量低。長按電源鍵3s可將網(wǎng)關關機，關機下指示燈不閃爍。設備10分鐘內(nèi)無操作，自動關電。

☆網(wǎng)關帶藍牙接口，可通過手機APP藍牙連接，進而通過網(wǎng)關連接避雷器在線監(jiān)測器，實現(xiàn)遠距離抄表。手機APP接收抄表記錄并存儲到本地數(shù)據(jù)庫，支持導出功能可將存儲數(shù)據(jù)分享到其他聯(lián)網(wǎng)設備。手機與網(wǎng)關藍牙適配后網(wǎng)關藍牙指示燈亮，同步數(shù)據(jù)完成后LORA指示燈閃爍，此時可讀取設備記錄數(shù)據(jù)。

☆手機APP基于安卓平臺開發(fā)，具體操作說明見后面章節(jié)。

六、手機APP軟件操作界面說明

1 軟件安裝

安裝平臺要求：安卓系統(tǒng)，藍牙4.0以上。

點擊安裝包安裝軟件。

2 開啟軟件

點擊屏幕上如上圖圖標，打開軟件。

選擇藍牙設備進行配對

網(wǎng)關藍牙默認名稱：BLQ_GW

3 輸入避雷器狀態(tài)監(jiān)測器編號

避雷器狀態(tài)監(jiān)測器編號分區(qū)塊碼，區(qū)內(nèi)碼兩部分，輸入正確的編號后網(wǎng)關開始與該編號的監(jiān)測器進行數(shù)據(jù)同步，當網(wǎng)關連接燈0.5s間隔閃爍時說明配對成功，此時方可讀取監(jiān)測器雷擊記錄等數(shù)據(jù)。

注意：當雷擊記錄存儲較多時，數(shù)據(jù)同步過程可能占用時間比較長，幾十秒到1分鐘以上。

4 讀取記錄數(shù)據(jù)

完成設備配對后，此時手機APP界面進入如下界面，界面下方有4個選項卡，“發(fā)現(xiàn)”“通信”“數(shù)據(jù)”“設置”。“發(fā)現(xiàn)”選項卡進入發(fā)現(xiàn)藍牙設備界面；“通信”選項卡就時當前界面；“數(shù)據(jù)”選項卡用于查看歷史數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)導出；“設置”選項卡用與系統(tǒng)參數(shù)設置。

在“通信”選項卡下面，即當前界面下，右上角有“斷開”和“返回”兩個按鍵，斷開用于斷開藍牙連接，“返回”用于重新配對設備。界面中部有4個按鈕“讀取次數(shù)”用來讀取設備記錄；“清空設備”用來發(fā)送無線命令清空避雷器監(jiān)測器終端的存儲數(shù)據(jù)；“清空存儲”用來清空手機APP數(shù)據(jù)庫本地數(shù)據(jù)；“強制中斷”當通信出錯時用來中斷本次通信。通信日志有每次通行的連接信息。

當完成設備配對后，網(wǎng)關連接指示燈交替點亮，這時方可進行數(shù)據(jù)讀取。點擊讀取次數(shù)，提示記錄數(shù)，點擊確定開始讀取數(shù)據(jù)。