[发明专利]输电线路导线雷击波形监测系统

说明书

【技术领域】

本发明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。

【背景技术】

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。

【发明内容】

本发明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，本发明采取以下技术方案：

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，本发明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。