广东电网有限责任公司惠州供电局 王云龙

引言

输变电系统运行过程中避雷器的应用必不可少，该设备能够有效保护输变电系统，避免其遭受雷击，或是因过电压限制而产生过电压危害。避雷器在输变电系统中的应用，体现了不可或缺性，其应用优势体现在多个方面，为输变电系统的运行安全提供了有利的外在保障。

但需要注意的是，避雷器设备运行时间的延长，加之未能做好相应的运维管理，设备内部电阻片随着时间的推移容易产生劣化的现象，亦或是在运行过程中存在封闭不严、结构不完善等问题，上述问题的产生容易击穿电阻片，进而引发爆炸事故。因此，有必要对避雷器设备运行情况进行全面且系统化的监测，通过全方位的监测，确保避雷器运行的安全性与可靠性。

避雷器在线监测系统在实际运行过程中易受外界环境的影响，其中包括长时间承受工频电压或冲击电压等的干扰，导致避雷器在使用过程中随着时间的延长而趋于老化，该现象的产生容易造成巨额经济损失，同时也会引发不必要的安全事故，较为常见的安全问题多为因避雷器性能失控而造成热崩溃，抑或是引发爆炸等事故。

针对上述问题，本文重点分析了避雷器在线监测系统的设计与优化相关内容，只有全方位、深层次的监测避雷器的性能变化，才能更好的发挥避雷器的应用价值。所以有必要通过避雷器在线监测系统的设计，来为避雷器的运行营造安全的、稳定的外在环境，以此来确保避雷器的使用性能。文章分别探讨了避雷器智能在线监测系统方案的制定以及功能模块的设计、系统设计的相关内容做相应分析，提出了相应的建议，希望能够引起相关人士的关注，以此为前提，不断更新并优化在线监测系统的性能与内部结构，确保系统设计方案的科学性与可行性。

1 避雷器及其智能在线监测系统的相关阐述

避雷器经过了几次技术更新与变革，由以往的法式避雷器，已转变为现阶段应用较为广泛的金属氧化物避雷器，这是技术飞速发展的产物，同时也是对传统避雷器设备的更新换代，极大的满足了各行各业对避雷器设备的应用需求。

值得一提的是，现阶段较为常见的金属氧化物避雷器主要成分为氧化锌，该设备在运行过程中会实时监测泄漏电流，而且内部结构多为便捷的在线监测装置，真正做到了在线监测。但避雷器设备在线监测系统却很难实现二十四小时全方位监测[1]，因此有必要针对避雷器智能在线监测系统的设计方案做进一步分析。

本文在避雷器在线监测系统的设计与优化过程中，从多个方面入手加以探究，其中包括数据传输模块、电源模块、温湿度传感器模块以及数据采集模块等，模块重组有助于避雷器在线监测系统性能的优化，真正做到实时监控与在线监控，对避雷器的运行情况进行动态分析，了解避雷器的运行状态，并将相关数据及时反馈控制中心，中心内部监测人员可以根据所接收的实时数据，予以相应的探究。

技术人员在数据分析后，可将最终结果反馈给管理人员，然后再根据自身发展的实际情况，对变压器设备进行更新换代，或是进行内部构件的维修。避雷器智能在线监测系统的设计，要充分考虑避雷器设备所处的环境，还要重点分析避雷器本身的材料限制、内部结构的限制等。比如，避雷器的运行温度不宜高于某个温度标准，亦或是有明确的湿度标准等，都需要设计人员予以综合考虑。接下来文章探讨了避雷器智能在线监测系统设计方案，提出了避雷器智能在线检测系统的设计思路。

2 避雷器智能在线监测系统设计思路

避雷器智能在线检测系统的设计思路，要从泄漏电流的监测层面入手进行分析，不仅要探讨总泄漏电流，同时也要明确阻性协作电流的变化情况，以此为前提，对避雷器的运行状态进行实时分析与掌握，进而作出准确且完整的判断。较为常见的线路电流监测方法有以下几种，其中包括谐波法检测阻性基波电流、总泄漏电流法以及补偿法检测阻性电流等。

避雷器智能在线监测系统的优化，必须重视减少监测误差，尤其要针对测试点电磁场所带来的干扰进行重点分析，并且要探讨系统电压高次谐波含量对系统监测结果的影响，基于以上情况，进一步探讨电磁场干扰处理措施，对电缆线进行有效屏蔽。

相间干扰通常会借助静态测量相间电容的方式，整个过程中会通过智能化软件，对电压高次谐波的变化情况进行相应的分析。每种测量方法都有其独有的优势，但总体来讲大同小异，测量过程中必须对PT 取电压参考信号进行相应的总结与归纳，随着PT 相移与负荷关系的变化，进一步提升监测精度与准度，从而规避相移问题所带来的不利影响。此外，还必须综合考虑多种电流法相结合的重要作用，其中包括总泄漏电流法等，通过全方位的数据计算与处理，来实现避雷器运行状态的实时检测，达到预期的建设目标[2-4]。

3 避雷器智能在线监测系统的设计方案

3.1 选择适宜的处理器

避雷器智能在线监测系统在运行过程中要选择相应的处理器，其中Cor-tex 系列微处理器在运行过程中体现了较大的优势，尤其是在电池备用休眠功能上，与其他微处理器相比较其优势十分突出，在器件停止运行后将处于低功耗的运行状态，这将一定程度的减少能源耗损率。

除此之外，该系列微处理器的应用优势还体现在便捷的操作以及可选择性多等多个方面，能够极大的满足不同用户群体的应用需求。最后，该系列微处理器在运算过程中具有流程简化的特性，尤其是在处理速度方面具有十分突出的功能优势，数据处理与避雷器智能在线监测系统的运行需求相一致，同时也为日后的项目开发提供了较大的空间。

该系列未处理器在运行过程中，不仅剔除了冗余的存储空间，并且也有效规避了雷击事故的影响，特别是在漏电流数据的分析方面，具有显著的性能优势，不仅能为避雷器智能在线监测系统提供时钟功能，也相应的降低了系统运行的成本，满足B 联系智能在线监测系统的运行需要。

3.2 单片机核心系统电路的优化与选择

单片机核心系统电路的选择与应用，必须严格按照避雷器智能在线监测系统的运行需求，在确定系统运行标准后，分析不同规格、不同类型的单片机核心系统电路性能与运行特征，从而选择最为适宜的单片机核心系统电路，为避雷器智能在线监测系统的运行提供可靠的技术支撑[6]。

3.3 传感器信号放大电路的设计与优化

传感器信号放大电路的设计过程中，必须从全局性角度入手进行分析，其中以OP4177AR 这一传感器信号放大电路为例进行分析，经分析后发现该放大电路的设计具有较为明显的优势，具体表现为低噪音，同时能够为避雷器智能在线监测系统提供接口，并且还能相应的减少现场电磁干扰，将电磁干扰带来的负面影响降至最低。

不仅如此，电流电压传感器所运用的传感器类型为有源传感器，无论是从电压信号输出还是从电源信号输出上来讲都有极大的优势，并且接口与传感器电源保持高度一致。为进一步提高避雷器智能在线监测系统的运行效率，确保系统抗干扰能力得到相应的提升，在避雷器智能在线监测系统的设计过程中，必须对传输线的共模干扰进行有效抑制，从而达到电路保护的效果，这一过程中C12还能够很好的规避高频干扰，并且将高次谐波干扰直接过滤[7-8]。

图1 信号放大电路

3.4 对模数转换电路的设计方案进行分析

模数转换电路的设计必须从运算放大器输出以及模数转换等多个方面进行分析，其中以六路电压信号的模数转换为代表，在放大器输出运算的过程中，必须将模拟信号进行相应的提升，可以选择双电源供电的形式，尽可能提供完整的电压电流信号，通过采样的方式分析电压电流信号是否准确，在模数转换的过程中，要首先确定转换速率，尽可能达到500ksps 的标准，从而尽可能使得模数转换电路的设计便捷、安全、稳定。

3.5 通信系统的设计与优化

避雷器智能在线监测系统的设计，要具体分析高压电缆对外界环境的要求，接下来为进一步提升通信系统的干扰抵抗能力，那么就必须对通信系统设计与优化相关课题做全方位分析，具体应将差分信号传输至屏蔽导线内部，然后利用CAC 或CMA接口，来确保抗系统的共模干扰能力。

4 结语

综上所述，文章主要针对避雷器智能在线监测系统的研究与设计相关内容做出分析，首先探讨了避雷器及其智能在线检测系统的相关内容，接下来又阐述了避雷器智能在线监测系统的设计思路，最后给出了避雷器智能在线监测系统的设计方案，从以上几方面入手进行分析，其中包括功能模块的设计与优化等具体内容，主要有处理器的选择与应用、单片机核心系统电路的优化与选择、传感器信号放大电路的设计与优化、通信系统的设计完善以及模数转换电路的设计方案。

希望本文所作分析能够引起相关设计人员的关注，逐渐意识到避雷器智能在线监测系统设计方案优化与完善的重要意义，以此来推动避雷器智能在线监测系统的更新换代，满足各行各业对系统性能的需求。