输电线路导线雷击波形监测系统技术方案

输电线路导线雷击波形监测系统，涉及电力系统防雷领域。目前雷击波形监测系统的雷电流传感器与主机之间存在导线，不安全、接线麻烦、操作繁琐；且主机电源由太阳能板提供，受天气影响大，安装固定麻烦，外露导线不安全。本实用新型专利技术包括主机及可与主机网络连接的服务器，其特征在于：该系统还包括复数个与主机通信相连的分机，所述的分机包括可套接在监测线路上的机箱和位于机箱内的可开口以套接在监测线路上的环形雷电流传感器、与雷电流传感器相连的雷击信号采集模块及无线模块；所述的机箱中还设有可开口的环形取能互感器，所述的取能互感器所获取的感应电经一整流、调压模块后为同一机箱内的用电模块提供电源。其安装、维护方便，工作可靠。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

输电线路导线雷击波形监测系统
本技术涉及电力系统电气设备防雷领域，尤指输电线路导线雷击波形监测系统。
技术介绍
目前，雷击波形监测系统的雷电流传感器设于监测线路的绝缘子上，而安装有与 雷电流传感器导线相连的数据采样、处理模块的主机固定在用于支撑输电线的支撑架上。 由于雷电流传感器与主机之间存在导线，在户外恶劣的环境中，导线易脱落，而发生短路等 事故，存在不安全隐患；而且，将监测电路上的多个雷电流传感器与主机连接，接线麻烦、操 作繁琐，何况这些安装连接作业在高空中进行。 另一方面，主机的电源由太阳能板提供，太阳能板产生的电能通过蓄电池存贮，蓄 电池的电能经过变压器与用电设备相连，如此结构至少存在以下问题1、太阳能板受天气 的影响较大，若持续阴雨天，则可能造成蓄电量不足，设备无法正常工作。2、由于监测电路 的支撑架结构存在差异，导致太阳能板难以在不同的支撑架上方便地安装固定。3、蓄电池 与主机之间存在外露的连接导线，在遇到大风等恶劣天气时，连接导线容易松动甚至脱离， 使设备因得不到供电而不能工作，而且脱落的导线易造成短路事故、相线与支撑架导通而 使支撑架带电等情况，产生危害后果。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与 改进，提供一种输电线路导线雷击波形监测系统，其安装、维护方便，工作可靠。为此，本实 用新型采取以下技术方案 输电线路导线雷击波形监测系统，包括主机及可与主机网络连接的服务器，其特 征在于该系统还包括复数个与主机通信相连的分机，所述的分机包括可套接在监测线路 上的机箱和位于机箱内的可开口以套接在监测线路上的环形雷电流传感器、与雷电流传感 器相连的雷击信号采集模块及无线模块；所述的机箱中还设有可开口的环形取能互感器， 所述的取能互感器所获取的感应电经一整流、调压模块后为同一机箱内的用电模块提供电 源。分机的组成部分连接取能互感器(CT取能传感器)输出的两根线可连接到PCB板的 整流电路，经过过压保护送到DC-DC变换电路，获得系统需要的工作电源，电源分别给分机 中的雷击信号采集模块及无线模块供电；雷电流传感器的两根信号线连接到雷击信号采集 模块，当分机收到主机读取命令后，通过无线模块把数据发送给主机。 在安装时，只需将分机直接固定在监测线路上即可，不需要连接导线，分机与主机 通过无线网络进行通讯，提高设备的安全性的同时方便安装；一旦分机发生故障，只要直接 替换便可，而无需高空卸线、连线。 采用取能互感器从监测线路上获取所需的能量，以替换常采用太阳能加蓄电池方 式，减小体积与重量，安装方便，不受安装架的结构及位置的影响，在机箱内取能互感器与整流电路相接，不存在外露的导线，工作安全、可靠，且不受天气的影响，能持续供电。 作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本技术还包括以下附加技术特 征 所述的雷击信号采集模块包括与雷电流传感器引线相连的信号调理模块、高速采 样处理模块及通过一接插件与高速采样处理模块相连的采集终端 所述信号调理模块将雷电流传感器送来的信号调理成合适的模拟电压信号； 所述高速采样处理模块对通过信号调理模块的电压信号进行高速采样，对采样数 据进行实时滤波处理，将雷击数据存储，并通知采集终端调取； 采集终端读取存于高速采样处理模块的数据后对数据进一步处理，并将处理的最 终结果存于存储器中，在收到主机读取命令后，通过无线模块将存于存储器中的数据发送 于给主机。 高速采样处理模块对从信号调理模块读取的数据进行实时滤波处理，删除非雷击 数据，把超过检测阀值的雷击数据存入自己的缓冲区，并用硬件中断的方式通知采集终端 来读取；对于采集终端已读取的数据，将自动被清除出缓冲区。在每条导线上安装了一个雷 电流采集装置(称之为分机)，本系统由多个分机和一个主机构成，分机可通过433MHz无 线传输把采集到的数据发送给主机。 所述的高速采样处理模块包括A/D转换芯片、与A/D转换芯片相连的FPGA芯片及 为FPGA加载编译代码的启动芯片。传感器采集的信号经过信号调理电路后，送入在FPGA 控制下的高速A/D转换芯片，高速A/D在FPGA芯片控制下完成对雷击信号的高速采集。启 动芯片可为XCF04，用于存储VHDL编译代码，FPGA芯片可为XC3S250，当XC3S250启动时就 是从XCF04加载VHDL编译代码。FPGA芯片具有高速采样的能力，处理速度快，使雷击波形 准确。 所述的主机包括可与分机通讯相连的无线模块、用于补偿系统时钟的GPS模块、 用于实现上网进行数据传输的GPRS模块、对接收自于分机的信息进行处理的数字信号处 理模块、用于存储经数字信号处理模块处理的雷击数据的存储器。无线模块负责与分机进 行本地通信，在收到分机发过来的数据后，把数据先保存在存储器中，在GPRS模块收到数 据读取命令时，通过GPRS模块把数据发送到服务器，存储器可采FLASH芯片。采用GPS获 取时间补偿系统本身时钟，提高时间精度。 所述主机还包括为无线模块、GPS模块、GPRS模块及存储器供电的工作电源；所述 的工作电源由第二取能互感器从线路中获取，经一整流、调压模块转换为定压直流电。取能 互感器能持续供电，工作安全、可靠。 主机通过GPRS网络与服务器相连，所述的服务器设有中心平台软件功能模块；所 述的中心平台软件功能模块包括 系统设置模块完成系统的用户设置、通讯参数设置； 系统基础数据管理模块完成现场终端、安装地点时间、采集点参数、负责人管理 及转换功能； 数据统计分析模块完成信息的查询分析、统计、采集点数据的统计分析及维护统 计功能； 维护模块完成设备监测、维护信息数据建立功能。5 所述的雷电流传感器包括以印刷电路板作为骨架的罗氏线圈，所述的印刷电路板为两层，两层印刷电路板之间设有复数个导电件，导电件与印刷电路板上设有的布线连接成截面呈矩形的空心圆环状线圈。罗氏线圈直接套在被测量的导体上，导体中流过的交流电流会在导体周围产生一个交替变化的磁场，从而在线圈中感应出一个与电流变比成比例的交流电压信号，这个电压信号可以准确地再现被测量电流信号的波形。罗氏线圈不会磁无饱和，线性度好，标定容易，瞬态反应能力突出，可用于中高压保护，待测电流频率范围宽，待测电流量程大，相位差在中频时小于O. l度，无二次开路危险，无过载危险，尺寸极小，安装简单方便，无须破坏导体。印刷电路板除用于按布线导电外兼作骨架，其与导电件形成的罗氏线圈具有线圈缠绕均匀，线性度较好，测量时响应时间准确的优点，保证了制造的统一性和规范性，产品性能得到保障。 所述的罗氏线圈包括有四片半圆环状印刷电路板，所述的印刷电路板上的布线为复数条不相连的导电条，所述的导电条两端设过孔，所述的导电件为等高的金属针，其插接在左右平行排设的两片印刷电路板的过孔中并通过焊锡固定在两片印刷电路板之间，一金属针将左印刷电路板的一导电条一端与右印刷电路板的一导电条一端相连，该条位于右印刷电路板导电条的另一端通过另一金属针与左印刷电路板的另一导电条的一端相连，如此导电条与金属针依次连接形成截面呈矩形的空心半圆环状线圈；两半圆环状线圈用一导电体连接成整体环状线圈，线圈的两端分别引线与所述的信号调理模块相接。相比本文档来自技高网...

【技术保护点】
输电线路导线雷击波形监测系统，包括主机及可与主机网络连接的服务器，其特征在于：该系统还包括复数个与主机通信相连的分机（２），所述的分机（２）包括可套接在监测线路（１）上的机箱（３）和位于机箱（３）内的可开口以套接在监测线路（１）上的环形雷电流传感器（４）、与雷电流传感器（４）相连的雷击信号采集模块及无线模块；所述的机箱（３）中还设有可开口的环形取能互感器（５），所述的取能互感器（５）所获取的感应电经一整流、调压模块后为同一机箱（３）内的用电模块提供电源。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘西林，肖忠根，
申请(专利权)人：杭州意能防雷技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]