一种避雷器状态的在线监测设备及系统

技术领域

本发明涉及避雷器技术领域，尤其涉及一种避雷器状态的在线监测设备及系统。

背景技术

金属氧化物避雷器以其优异的技术性能取代了其他类型的避雷器，成为电力系统的主要保护设备。但氧化锌无放电间隙，氧化锌电阻片长期承受运行电压，并且泄露电流不断流过氧化锌各个串联电阻片，这个电流的大小取决于氧化锌热稳定和电阻片的老化程度。如果氧化锌在雷击电流作用下动作时发生劣化，将会使正常对地绝缘水平降低，泄露电流增大，直至发展成为氧化锌的击穿损坏和爆炸。所以监测运行中氧化锌的工作状态，正确判断其运行状态是非常必要的。现在多使用在线监测装置对氧化锌的运行状态进行监测。传统的避雷器在线监测装置是内置阀片串接于避雷器接地线中，避雷器在线监测装置内置氧化锌阀片是整体放电回路瓶颈，提高了避雷器放电残压，并且使得避雷器在线监测装置与避雷器有金属介质连接，安全性不高。此外，目前针对氧化锌避雷器的在线监测装置大多是基于监测阻性电流的变化来实现的，然而由于在阻性电流在实时情况下通常只有微安到毫安量级，容易受到现场相间干扰，电网频率波动等因素的影响，阻性电流提取的精确性难以得到有效的保障，因此需要通过检测其他可以较为精确在线测量参数，来保证在线监测的精确可靠。但目前，尚欠缺对氧化锌避雷器其他参数进行在线监测的装置。因此，现有技术缺少能够安全且全面监测避雷器状态参数的设备。

发明内容

本发明实施例提供一种避雷器状态的在线监测设备及系统，以解决现有技术缺少能够安全且全面监测避雷器状态参数的设备的问题。

第一方面，提供一种避雷器状态的在线监测设备，包括：非接触有源传感器、微电流处理电路、动作电流处理电路、微处理器、第一无线通讯模块、显示屏和第一电源模块；所述非接触有源传感器包括：外壳，以及，位于所述外壳内的零磁通互感线圈传感器和罗氏线圈传感器，所述零磁通互感线圈传感器的零磁通互感线圈的中间和所述罗氏线圈传感器的罗氏线圈的中间穿设避雷器的接地线，所述微电流处理电路的输入端与所述零磁通互感线圈传感器连接，所述动作电流处理电路的输入端与所述罗氏线圈传感器连接，所述微处理器分别与所述微电流处理电路的输出端、所述动作电流处理电路的输出端、所述第一无线通讯模块和所述显示屏连接，所述第一电源模块分别与所述非接触有源传感器、所述微电流处理电路、所述动作电流处理电路、所述微处理模块、所述第一无线通讯模块和所述显示屏连接。

进一步：所述零磁通互感线圈传感器位于第一屏蔽壳内，所述第一屏蔽壳位于所述外壳内，所述第一屏蔽壳由内到外依次为锡纸层、第一金属屏蔽层和第二金属屏蔽层，所述零磁通互感线圈传感器还包括动态平衡电路，所述动态平衡电路的输入端与所述零磁通互感线圈连接，所述动态平衡电路的输出端与所述微电流处理电路的输入端连接。

进一步：所述罗氏线圈传感器的罗氏线圈位于铁质的第二屏蔽壳内，所述第二屏蔽壳位于所述外壳内，所述罗氏线圈传感器还包括预处理电路，所述预处理电路位于所述第二屏蔽壳外，所述预处理电路的输入端与所述罗氏线圈连接，所述预处理电路的输出端与所述动作电流处理电路的输入端连接。

进一步：所述罗氏线圈由依次层叠焊接的第一罗氏线圈、第二罗氏线圈、第三罗氏线圈和第一罗氏线圈组成，所述第二罗氏线圈和所述第三罗氏线圈整体连接形成回路。

进一步：所述第一罗氏线圈为双层印制电路板，且所述第一罗氏线圈的印制电路板具有参考地屏蔽层和输出引线，所述输出引线连接所述第二罗氏线圈；所述第二罗氏线圈为双层印制电路板，所述第二罗氏线圈的印制电路板交叉均匀绕设有正向线圈和逆向线圈，所述正向线圈一端的引线连接于紧邻所述第二罗氏线圈的所述第一罗氏线圈，另一端引线连接于所述第三罗氏线圈，所述逆向线圈的一端引线连接于紧邻所述第二罗氏线圈的所述第一罗氏线圈，另一端引线连接于所述第三罗氏线圈；所述第三罗氏线圈为双层印制电路板，所述第三罗氏线圈的印制电路板绕设有单正向线圈和单逆向回线线圈，所述单逆向回线线圈围绕于所述单正向线圈外围，所述单正向线圈和所述单逆向回线线圈的两端均连接所述第二罗氏线圈。

进一步，所述微电流处理电路包括：输入信号电压跟随器电路、直流信号电压跟随器电路、直流信号分压信号跟随器电路、加法器电路和直流信号采集跟随器电路，所述输入信号电压跟随器电路的输入端与所述零磁通互感线圈传感器连接，所述输入信号电压跟随器电路的输出端与所述加法器电路的输入端连接，所述直流信号电压跟随器电路的输入端与所述微处理器连接，所述直流信号电压跟随器电路的输出端与所述直流信号分压信号跟随器电路的输入端连接，所述直流信号分压信号跟随器电路的输出端分别与所述加法器电路的输入端和所述直流信号采集跟随器电路的输入端连接，所述加法器电路的输出端和所述直流信号采集跟随器电路的输出端均与所述微处理器连接。

进一步，所述动作电流处理电路包括：积分电路、同相放大器电路、半波整流电路和全波整流电路，所述积分电路的输入端与所述罗氏线圈传感器连接，所述积分电路的输出端与所述同相放大器电路的输入端连接，所述同相放大器电路的输出端分别与所述半波整流电路的输入端和所述全波整流电路的输入端连接，所述半波整流电路的输出端和所述全波整流电路的输出端均与所述微处理器连接。

进一步，所述微处理器包括：微控制单元，所述微控制单元包括：运算放大器、数字模拟转换器、模拟数字转换器和浮点运算单元，所述运算放大器与所述加法器电路的输出端连接，所述数字模拟转换器与所述直流信号电压跟随器电路的输入端连接，所述模拟数字转换器分别与所述直流信号采集跟随器电路的输出端、所述半波整流电路的输出端和所述全波整流电路的输出端连接，所述运算放大器与所述模拟数字转换器连接，所述模拟数字转换器与所述浮点运算单元连接。

第二方面，提供一种避雷器状态的在线监测系统，包括：如第一方面实施例所述的避雷器状态的在线监测设备、数据处理设备和数据管理设备，所述数据处理设备分别与所述避雷器状态的在线监测设备和所述数据管理设备连接。

这样，本发明实施例，可实现非接触方式测量，避雷器的接地线从在线监测设备的传感器中间穿过，无任何电器连接，不需要在避雷器放电回路串入氧化锌阀片，在降低避雷器放电残压的情况下保证了避雷器本身和监测设备的运行安全；在采集避雷器泄露电流、计算阻性电流的同时，还对动作电流进行录波分析，更全面掌握避雷器运行状态；采用低功耗方案设计电源模块采取模块化设计，解决了功耗高的问题，根据实际应用场景可以换成太阳能供能或泄露电流供能；采用无线传输方便传输数据，故无需在整个变电站进行通信、信号电缆的铺设，其在施工和后期维护上将成本降至最低；该设备极大地提高了可靠性和实用性，同时又易于现场安装调试和维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的避雷器状态的在线监测设备的结构框图；

图2是本发明实施例的避雷器状态的在线监测设备的非接触有源传感器的结构框图；

图3是本发明实施例的避雷器状态的在线监测设备的罗氏线圈的结构示意图；

图4是本发明实施例的避雷器状态的在线监测设备的不同种罗氏线圈的结构示意图；

图5是本发明实施例的避雷器状态的在线监测设备的微电流处理电路的电路图；

图6是本发明实施例的避雷器状态的在线监测设备的动作电流处理电路的电路图；

图7是本发明实施例的避雷器状态的在线监测设备的微处理器的结构框图；

图8是本发明实施例的避雷器状态的在线监测系统的结构框图；

图9是本发明实施例的避雷器状态的在线监测系统的数据处理设备的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种避雷器状态的在线监测设备。如图1所示，该在线监测设备1包括：非接触有源传感器11、微电流处理电路12、动作电流处理电路13、微处理器14、第一无线通讯模块15、显示屏16和第一电源模块17。

非接触有源传感器11包括：外壳111，以及，位于外壳111内的零磁通互感线圈传感器CT1和罗氏线圈传感器CT2。外壳111由不锈钢钣金冲压焊接而成，上面有便于安装的固定孔，中间设有通孔，以提供避雷器8的接地线81的穿过路径。零磁通互感线圈传感器CT1的零磁通互感线圈112的中间和罗氏线圈传感器CT2的罗氏线圈113的中间穿设避雷器8的接地线81。微电流处理电路12的输入端与零磁通互感线圈传感器CT1连接。动作电流处理电路13的输入端与罗氏线圈传感器CT2连接。微处理器14分别与微电流处理电路12的输出端、动作电流处理电路13的输出端、第一无线通讯模块15和显示屏16连接。第一电源模块17分别与非接触有源传感器11、微电流处理电路12、动作电流处理电路13、微处理模块14、第一无线通讯模块15和显示屏16连接，用以向这些部件供电。

采用零磁通互感线圈传感器CT1和罗氏线圈传感器CT2可实现非接触方式测量，避雷器8的放电回路与在线监测设备1无任何电气连接。

具体的，零磁通互感线圈传感器CT1用于微电流采集。如图2所示，零磁通互感线圈传感器CT1位于第一屏蔽壳114内。第一屏蔽壳114位于外壳111内。第一屏蔽壳114由内到外依次为锡纸层1141(较薄)、第一金属屏蔽层1142和第二金属屏蔽层1143，实现了对现场的干扰信号的完全屏蔽。其中，金属屏蔽层可采用现有的适合的金属材料制备。零磁通互感线圈传感器CT1还包括动态平衡电路115，其为传感器公知的电路。动态平衡电路115的输入端与零磁通互感线圈112连接。动态平衡电路115的输出端与微电流处理电路12的输入端连接。

具体的，罗氏线圈传感器CT2用于动作电流采集。如图2所示，罗氏线圈传感器CT2的罗氏线圈113位于铁质的第二屏蔽壳116内。第二屏蔽壳116位于外壳111内。罗氏线圈传感器CT2还包括预处理电路117，其为传感器公知的电路。预处理电路117位于第二屏蔽壳116外。预处理电路117的输入端与罗氏线圈113连接。预处理电路117的输出端与动作电流处理电路13的输入端连接。

具体的，罗氏线圈113的具体结构如图3所示，由依次层叠焊接的第一罗氏线圈1131、第二罗氏线圈1132、第三罗氏线圈1133和第一罗氏线圈1131组成。紧邻第三罗氏线圈1133的第一罗氏线圈1131对外没有可连接焊盘，起到屏蔽地的功能。

其中，如图4(a)所示，第一罗氏线圈1131为双层共1mm厚的印制电路板(PCB)，第一罗氏线圈1131的印制电路板具有参考地屏蔽层和输出引线。参考地屏蔽层为印制电路板两面整体铺铜，中间均匀打过孔连接，可通过第一罗氏线圈1131的印制电路板外围焊盘与其他三个罗氏线圈的印制电路板焊接连接。输出引线通过边沿焊盘引出，连接于第二罗氏线圈1132。第一罗氏线圈1131的印制电路板外围均匀分布接地焊盘，形成屏蔽地笼。

如图4(b)所示，第二罗氏线圈1132为双层共1.6mm厚的印制电路板，第二罗氏线圈1132的印制电路板交叉均匀绕设有正向线圈和逆向线圈(即同等反方向回线线圈)。正向线圈一端的引线连接于紧邻第二罗氏线圈1132的第一罗氏线圈1131，另一端引线连接于第三罗氏线圈1133。逆向线圈的一端引线连接于紧邻第二罗氏线圈1132的第一罗氏线圈1131，另一端引线连接于第三罗氏线圈1133。第二罗氏线圈1132与第三罗氏线圈1133整体连接形成回路。第二罗氏线圈1132的印制电路板外围均匀分布接地焊盘，形成屏蔽地笼。

如图4(c)所示，第三罗氏线圈1133为双层共1.6mm厚的印制电路板，第三罗氏线圈1133的印制电路板绕设有单正向线圈及单逆向回线线圈。其中，“单”表示线圈只有一个方向。单逆向回线线圈围绕于单正向线圈外围。单正向线圈及单逆向回线线圈的两端均引出焊盘连接于第二罗氏线圈1132，形成整体回路。第三罗氏线圈1133的印制电路板外围均匀分布接地焊盘，形成屏蔽地笼。

具体的，如图5所示，微电流处理电路12包括：输入信号电压跟随器电路121、直流信号电压跟随器电路122、直流信号分压信号跟随器电路123、加法器电路124和直流信号采集跟随器电路125。输入信号电压跟随器电路121的输入端与零磁通互感线圈传感器CT1连接。输入信号电压跟随器电路121的输出端与加法器电路124的输入端连接。直流信号电压跟随器电路122的输入端与微处理器14连接。直流信号电压跟随器电路122的输出端与直流信号分压信号跟随器电路123的输入端连接。直流信号分压信号跟随器电路123的输出端分别与加法器电路124的输入端和直流信号采集跟随器电路125的输入端连接。加法器电路124的输出端和直流信号采集跟随器电路125的输出端均与微处理器14连接。

其中，输入信号电压跟随器电路121包括：输入信号电压跟随器IC1、第一电阻R1、第一二极管D1、第二二极管D2和第二电阻R2。第一电阻R1、第一二极管D1、第二二极管D2均并联在零磁通互感线圈传感器CT1的输出端上，且第一二极管D1和第二二极管D2的正负极相反。零磁通互感线圈传感器CT1的输出端的一路接地，一路与第二电阻R2的一端连接。第二电阻R2的另一端与输入信号电压跟随器IC1的同相输入端连接。输入信号电压跟随器IC1的反相输入端与输出端连接。

直流信号电压跟随器电路122包括：直流信号电压跟随器IC3和第七电阻R7。第七电阻R7的一端与微处理器14连接。直流信号电压跟随器IC3的同相输入端与第七电阻R7的另一端连接。直流信号电压跟随器IC3的反相输入端与输出端连接。

直流信号分压信号跟随器电路123包括：直流信号分压信号跟随器IC4、第八电阻R8、第九电阻R9和第一电容C1。直流信号电压跟随器IC3的输出端与第八电阻R8的一端连接。第八电阻R8的另一端和第九电阻R9的一端连接，组成分压电路。第九电阻R9的另一端接地。第一电容C1的两极板分别连接第九电阻R9的两端。直流信号分压信号跟随器IC4的同相输入端连接第九电阻R9的一端。直流信号分压信号跟随器IC4的反相输入端与输出端连接。

加法器电路124包括：加法器IC2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6。输入信号电压跟随器IC1的输出端与第三电阻R3的一端连接。第三电阻R3的另一端与加法器IC2的同相输入端连接。直流信号分压信号跟随器IC4的输出端与第四电阻R4的一端连接。第四电阻R4的另一端与加法器IC2的同相输入端连接。第五电阻R5的一端接地。第五电阻R5的另一端分别与加法器IC2的反相输入端和第六电阻R6的一端连接。第六电阻R6的另一端与加法器IC2的输出端连接。加法器IC2的输出端与微处理器4连接。第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6为等值电阻。

直流信号采集跟随器电路125包括：直流信号采集跟随器IC5和第十电阻R10。直流信号分压信号跟随器IC4的输出端与第十电阻R10的一端连接。第十电阻R10的另一端与直流信号采集跟随器IC5的同相输入端连接。直流信号采集跟随器IC5的反相输入端与输出端连接。直流信号采集跟随器IC5的输出端与微处理器14连接。

通过上述的结构设计，微处理器14输出直流分量，直流信号电压跟随器IC3用于提高直流分量驱动能力，对直流分量进行1/2分压后输入到直流信号分压信号跟随器IC4，同时第一电容C1对直流信号分压信号跟随器IC4的输入信号进行滤波，直流信号分压信号跟随器IC4的输出信号一路经过直流信号采集跟随器IC5输入到微处理器14进行采样，一路输入到加法器IC2；第一电阻R1对零磁通互感线圈传感器CT1的输出的信号进行阻抗匹配，第一二极管D1和第二二极管D2对信号钳压于0.7V，信号经过输入信号电压跟随器IC1输入到加法器IC2，加法器IC2将输入的被测交流信号进行正向偏值，保证被测交流信号在0～3V之间，经过加法器IC2输入到微处理器14。

具体的，如图6所示，动作电流处理电路13包括：积分电路131、同相放大器电路132、半波整流电路133和全波整流电路134。积分电路131的输入端与罗氏线圈传感器CT2连接。积分电路131的输出端与同相放大器电路132的输入端连接。同相放大器电路132的输出端分别与半波整流电路133的输入端和全波整流电路134的输入端连接。半波整流电路133的输出端和全波整流电路134的输出端均与微处理器14连接。

其中，积分电路131包括：积分放大器IC6、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14和第二电容C2。第十一电阻R11为罗氏线圈传感器CT2的输出信号阻抗匹配电阻。第十一电阻R11并联在罗氏线圈传感器CT2的输出端上，且第十一电阻R11接地。罗氏线圈传感器CT2的输出端的一路与第十二电阻R12的一端连接，罗氏线圈传感器CT2的输出端的另一路与第十三电阻R13的一端连接。第十二电阻R12的另一端与积分放大器IC6的同相输入端连接。第十三电阻R13的另一端与积分放大器IC6的反相输入端连接。第二电容C2的两极板分别与积分放大器IC6的反相输入端和输出端连接。第十四电阻R14并联在第二电容C2的两极板。

同相放大器电路132包括：同相放大器IC7、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17和第三电容C3。积分放大器IC6的输出端与第三电容C3的一极板连接。第三电容C3为隔直电容。同相放大器IC7的同相输入端与第三电容C3的另一极板和第十五电阻R15的一端连接。第十五电阻R15的另一端接地。第十六电阻R16和第十七电阻R17的一端均与同相放大器IC7的反相输入端连接。第十六电阻R16的另一端与同相放大器IC7的输出端连接。第十七电阻R17的另一端接地。

半波整流电路133包括：半波整流放大器IC8、第十八电阻R18、第二十电阻R20、第三二极管D3和第四二极管D4。第十八电阻R18的一端与同相放大器IC7的输出端连接。第十八电阻R18的另一端与半波整流放大器IC8的反相输入端连接。半波整流放大器IC8的同相输入端接地。第二十电阻R20的一端与半波整流放大器IC8的反相输入端连接。第二十电阻R20的另一端与第四二极管D4的负极连接。第三二极管D3的正极与半波整流放大器IC8的反相输入端连接。第三二极管D3的负极与半波整流放大器IC8的输出端连接。第四二极管D4的正极与半波整流放大器IC8的输出端连接。第四二极管D4的负极与微处理器14连接。

全波整流电路134包括：全波整流放大器IC9、第十九电阻R19、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第五二极管D5和第六二极管D6。第十九电阻R19的一端与同相放大器IC7的输出端连接。第十九电阻R19的另一端与全波整流放大器IC9的反相输入端连接。全波整流放大器IC9的同相输入端接地。第二十一电阻R21的一端与全波整流放大器IC9的反相输入端连接。第二十一电阻R21的另一端与第六二极管D6的负极连接。第二十二电阻R22的一端与第十九电阻R19的一端连接。第二十二电阻R22的另一端与微处理器14连接。第五二极管D5的正极与半波整流放大器IC8的反相输入端连接。第五二极管D5的负极与全波整流放大器IC9的输出端连接。第六二极管D6的正极与全波整流放大器IC9的输出端连接。第六二极管D6的负极与微处理器14连接。

通过上述的结构设计，罗氏线圈传感器CT2的输出信号电压与被测电流成微分关系，通过积分电路131反向积分，还原被测电流原始信号；然后通过第三电容C3传输信号至后级同相放大器电路132，由同相放大器电路132对前级输入信号进行放大处理后，一路输入到半波整流电路133，另一路输入到全波整流电路134；半波整流电路133对前级同相放大器电路132的输出信号进行半波信号提取，并将半波信号输入到微处理器14，微处理器14具有阈值中断功能，当检测到被测动作电流超过阀值时，及时保存中断时刻前后的数据；全波整流电路134对前级同相放大器电路132的输出信号进行全波信号提取，并将全波信号输入到微处理器14，结合半波信号还原动作电流原始波形。

具体的，如图7所示，微处理器14包括：微控制单元MCU。其中，微控制单元MCU包括：运算放大器OPAMP、数字模拟转换器DAC、模拟数字转换器ADC和第一浮点运算单元FPU。运算放大器OPAMP与加法器电路124的输出端连接，具体的，运算放大器OPAMP与加法器IC2的输出端连接。OPAMP具有程控放大功能，根据信号大小1、2、4、8、16倍自动切换。数字模拟转换器DAC与直流信号电压跟随器电路122的输入端连接，具体的，数字模拟转换器DAC与第七电阻R7的一端连接。模拟数字转换器ADC分别与直流信号采集跟随器电路125的输出端、半波整流电路133的输出端和全波整流电路134的输出端连接，具体的，模拟数字转换器ADC分别与直流信号采集跟随器IC5的输出端、第四二极管D4的负极和第六二极管D6的负极连接。模拟数字转换器ADC为高速12位ADC，具有前述的阀值中断功能。运算放大器OPAMP与模拟数字转换器DAC连接。模拟数字转换器ADC与第一浮点运算单元FPU1连接。第一浮点运算单元FPU1可进行FFT等计算，得到电流有效值，以更新显示屏16显示的微电流数据。具体的，微处理器14可选用ARM Cortex-M4芯片。

此外，微处理器14还包括：第一存储器FLASH1、第一实时时钟RTC1、第一温湿度传感器THS1和第一看门狗电路WD1。微控制单元MCU通过第一接口SPI1与第一存储器FLASH1连接。微控制单元MCU通过第二接口IIC1分别与第一实时时钟RTC1和第一温湿度传感器THS1连接。此外，微处理器14通过第三接口USART1与第一无线通讯模块16连接。微处理器14还与第一看门狗电路WD1连接。第一存储器FLASH1可用于存储数据，例如，动作时间(年、月、日、时、分、秒)。第一实时时钟RTC1用于记录时间。第一温湿度传感器THS1用于检测当前温湿度。第一看门狗电路WD1用于定期的查看芯片内部的情况，一旦发生错误就向芯片发出重启信号的电路。

第一无线通讯模块15采用LoRa无线通信模式，成本低。

显示屏16为外置低功耗段式液晶LCD显示屏，能够显示5位ID数字、4位动作数据、4位电流数据和4段无线信号强度。

第一电源模块17为避雷器在线监测设备供电，输入市电100-240VAC,输出±3.3V和5V电源。

非接触有源传感器11采集流经避雷器8的接地线81的微电流和动作电流，将微电流发送到微电流处理电路12进行预处理，将动作电流发送到动作电流处理电路13进行预处理，预处理后的微电流和动作电流发送到微处理器14进行处理，对动作电流处理得到动作电流的原始波形，将动作电流的原始波形通过第一无线通讯模块15发送外部设备进行分析。显示屏15用于显示从微处理器14接收的微电流等信息。

本发明实施例公开了一种避雷器状态的在线监测系统。如图8所示，该在线监测系统包括：如上述实施例所述的避雷器状态的在线监测设备1、数据处理设备2和数据管理设备3。数据处理设备2分别与避雷器状态的在线监测设备1和数据管理设备3连接。

其中，如图9所示，数据处理设备2包括：中央处理器CPU、第二存储器FLASH2、第二实时时钟RTC2、第二温湿度传感器THS2、第二看门狗电路WD2、第二无线通讯模块21、GPS授时模块22、随机存储器RAM、以太网模块23和第二电源模块24。中央处理器CPU自带第二浮点运算单元FPU2对采集数据进行DSP处理。中央处理器CPU采用ARM Cortex-M7芯片，主频高达480MHz，闪存执行时其处理性能达到1327DMIPS。

中央处理器CPU通过第四接口SPI2与第二存储器FLASH2连接。中央处理器CPU通过第五接口IIC2分别与第二实时时钟RTC2和第二温湿度传感器THS2连接。中央处理器CPU通过第六接口USART2分别与第二无线通讯模块21和GPS授时模块22连接。中央处理器CPU还分别与第二看门狗电路WD2、随机存储器RAM和以太网模块23连接。第二电源模块24分别与中央处理器CPU、第二存储器FLASH2、第二实时时钟RTC2、第二温湿度传感器THS2、第二看门狗电路WD2、第二无线通讯模块21、GPS授时模块22、随机存储器RAM和以太网模块23连接，用于向这些组件供电。

数据处理设备2通过第二无线通讯模块21(采用LoRa无线通信模式)与避雷器状态的在线监测设备1通讯。数据处理设备2通过以太网模块22与数据管理设备3进行通讯。第二电源模块24可采用站用电对数据处理设备2进行供电。中央处理器CPU、随机存储器RAM、第二浮点运算单元FPU2构成数字逻辑处理的结构。在中央处理器CPU的控制下第二无线通讯模块21对整个系统内的装置进行时钟同步、泄露电流采集命令控制、数据传输控制的传输。第二实时时钟RTC2用于记录时间。第二温湿度传感器THS2用于检测当前温湿度。第二存储器FLASH2可用于存储数据。第二看门狗电路WD2用于定期的查看芯片内部的情况，一旦发生错误就向芯片发出重启信号的电路。GPS授时模块22采用GPS时钟同步方式进行时钟同步。

数据管理设备3由硬件平台和软件平台两部分组成，硬件平台包括服务器、显示器及网络交换机等；软件平台主要包括管理软件，负责将所有数据整理成表格和图表的形式，包括实时数据、历史数据、设备控制参数等，可与打印机联机。如所有设备的历史数据纵向比较可于表格方式展示，也可动态变化波形展示，动作电流的波形展示等。

使用时，在变电站安装避雷器状态的在线监测系统。在线监测设备1和数据处理设备2采用站用电进行工作。在线监测设备1接收数据处理设备2发送的采样命令(该采样指令可以是用户通过数据管理设备3发送到数据处理设备2)后，采集微电流信号，并将预处理后的微电流信号发送到数据处理设备2，由数据处理设备2处理得到避雷器的阻性电流值，将阻性电流值发送到数据管理设备3，由数据管理设备3进行分析处理以实现在线监测。此外，在线监测设备1对动作电流进行实时监测，当动作电流超过阀值时，在线监测设备1对动作电流进行录波，并将采集得来的动作电流信号发送到数据处理设备2，由数据处理设备2处理后得到避雷器的动作电流类型，将避雷器的动作电流类型和原始录波数据发送到数据管理设备3进行存储。

综上，本发明实施例，可实现非接触方式测量，避雷器的接地线从在线监测设备的传感器中间穿过，无任何电器连接，不需要在避雷器放电回路串入氧化锌阀片，在降低避雷器放电残压的情况下保证了避雷器本身和监测设备的运行安全；在采集避雷器泄露电流、计算阻性电流的同时，还对动作电流进行录波分析，更全面掌握避雷器运行状态；采用低功耗方案设计电源模块采取模块化设计，解决了功耗高的问题，根据实际应用场景可以换成太阳能供能或泄露电流供能；采用无线传输方便传输数据，故无需在整个变电站进行通信、信号电缆的铺设，其在施工和后期维护上将成本降至最低；该设备极大地提高了可靠性和实用性，同时又易于现场安装调试和维护。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。