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基于无线传输的氧化锌避雷器在线监测系统的研究的中期报告
一、课题背景
氧化锌避雷器是电力系统中的一种重要的过电压保护装置，广泛应用于输电线路、变电站、发电厂等场所。然而，在氧化锌避雷器长期工作过程中，由于气象条件、负荷变化等因素的影响，其电学性能和机械性能都可能会发生变化，导致性能降低或故障发生。因此，对氧化锌避雷器进行实时监测和评估，是保护电力系统安全稳定运行的重要手段之一。
当前，国内外学者已经开展了大量的氧化锌避雷器在线监测研究工作，并提出了多种监测方法，如：基于传感器的监测方法、基于图像识别的监测方法、基于信号处理的监测方法等。这些方法主要集中在对氧化锌避雷器的电学性能进行监测，对于氧化锌避雷器的机械性能监测研究相对较少。
本课题旨在研究一种基于无线传输的氧化锌避雷器在线监测系统，结合氧化锌避雷器机械性能变化规律，通过采集氧化锌避雷器结构振动信号，对其机械性能进行实时监测和评估。该系统设计将大大提高氧化锌避雷器的安全性和稳定性，对于推动电力系统的智能化、自动化水平具有重要意义。
二、研究进展
1.系统架构设计
本系统采用多传感器结构，包括加速度计、温度传感器、湿度传感器等，以采集氧化锌避雷器结构振动信号和环境参数，从而实时监测其机械性能和环境情况。传感器通过无线传输将数据发送到数据采集器，数据采集器再将数据上传至云服务器，进行数据存储和分析处理。系统结构如下图所示：
2.信号采集与处理
系统采用加速度计采集氧化锌避雷器结构振动信号，并通过AD转换芯片进行模数转换，使信号数字化后传输到数据采集器。信号中包含了氧化锌避雷器的机械状态信息，如位移、速度、加速度等，通过对信号进行分析处理，可以监测氧化锌避雷器的振动频率、振动幅值等指标，并对其机械性能进行评估。相应的信号处理流程如下图所示：
3.系统实现
本研究已初步实现了系统硬件和软件的设计，包括传感器的选型和连接、AD转换电路的设计、无线传输模块的设计、数据采集器的设计、信号处理算法的编写等。现已搭建了实验平台，正在进行系统稳定性等基础性能测试。
三、下一步工作
1.系统测试优化
进一步完善系统硬件设计，进行稳定性和可靠性测试，优化系统传输和处理效率，提高系统性能和实用性。
2.实验数据采集及处理
在实验平台上进行氧化锌避雷器测试，采集氧化锌避雷器振动信号和环境参数数据，结合系统设计的信号处理算法，进行数据处理和分析，建立氧化锌避雷器的机械性能评估模型，为实际系统应用提供技术支持。
3.系统应用研究
在实际场景中对氧化锌避雷器在线监测系统进行应用研究，考虑其实际使用中可能存在的环境干扰、噪声干扰等问题，探索系统的优化和改进，实现系统的工程应用。