[发明专利]一种架空输电线路雷电流在线监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种输电线路和避雷线的雷电流测量装置。

背景技术

输电线路的雷击事故每年给电网带来巨大损失，在10kV—35kV设备事故中，雷击跳闸次数比例占输配电设备跳闸总次数的第一位，造成输配电设备非计划停运次数比例占第二位，已严重影响了电网的安全和可靠运行。由于雷击电流幅值和方位的不确定性，同一防雷系统对不同的落雷的防护效果不同，雷击故障点很难查找。以往的雷电流检测装置，如中国专利CN201087843Y“一种雷电流检测装置”，不能定位雷击发生的时间和幅值，更不能测量出雷电流波形；中国专利CN101937015A“一种架空输电线路雷电流和雷电压波形参数在线监测装置”，需要在每根导线上安装一套，成本高，其技术路线和元器件的采用与本发明不同。

发明内容

本发明的目的就是针对输电线路和避雷线在雷雨天气易受雷击，提供一种低功耗的架空输电线路雷电流在线监测装置，使运行人员在控制中心就可以准确了解输电线路和避雷线遭受雷击的状况，从而针对性地查找线路雷击后故障点，提高电力系统安全运行水平。

本发明的采用的技术方案是：一种架空输电线路雷电流在线监测装置，由Msp430单片机、FPGA现场可编程门阵列、触发电路、AD采集匹配电路、AD转换器、GPS模块、GPRS通信模块、太阳能电池板、充电控制器、蓄电池、罗氏线圈、数字电路电源、模拟电路电源部件组成，其特征在于：罗氏线圈与触发电路连接，触发电路与Msp430单片机、AD采集匹配电路、模拟电路电源相连接，Msp430单片机与GPS模块、GPRS通信模块、数字电路电源、FPGA现场可编程门阵列相连接，AD采集匹配电路与AD转换器、模拟电路电源相连接，FPGA现场可编程门阵列与AD转换器、数字电路电源相连接，数字电路电源与蓄电池、GPRS通信模块相连接，模拟电路电源与蓄电池、AD转换器相连接，蓄电池通过充电控制器与太阳能电池板连接。

本监测装置装设在杆塔横担处，以太阳能电池供电，在输电线杆塔绝缘子串以及杆塔避雷线上装设传感器，分别对输电线杆塔的绝缘子串以及避雷线的进行非接触式在线监测，传感器采用刚性罗氏线圈。当被监测点附近遭受雷击时，罗氏线圈输出感应电压，当电压达到一定的阈值，装置的触发电路启动对雷电流信号的采集，采集完成后，装置通过无线通信方式将雷电流的测量结果以及发生雷击时GPS记录的时间和经纬度信息发送至终端电脑，通过终端电脑的综合分析，给出各路的雷电流波形图及波形参数，指导杆塔运行维护工作。

本发明的有益效果是：

（1）能在控制中心对装有监测装置的输电线路和避雷线遭受雷击时的状况进行监测；

（2）当架空输电线由于雷击产生故障时，监测结果能为输电线路的运行维护提供直接指导；

（3）低功耗，减少了蓄电池容量，增加了使用时间，为大规模推广运用提供了可能；

（4）监测装置及系统的运行对电力系统原有装置不产生任何负面影响；

（5）监测终端可随时查看各监测装置的工作状态，确保监测装置长期正常工作。

附图说明

附图1为本实施例架空输电线路雷电流在线监测装置的结构示意图。

附图2为控制中心终端电脑与多个本监测装置组成系统的示意图。 

具体实施方式

附图1为本实施例架空输电线路雷电流在线监测装置的结构示意图，附图2为控制中心终端电脑与多个本监测装置组成系统的示意图。本装置由Msp430单片机、FPGA现场可编程门阵列、触发电路、AD采集匹配电路、AD转换器、GPS模块、GPRS通信模块、太阳能电池板、充电控制器、蓄电池、罗氏线圈、数字电路电源、模拟电路电源部件组成，套在输电线杆塔绝缘子串以及杆塔避雷线上的罗氏线圈与触发电路连接，触发电路与Msp430单片机、AD采集匹配电路、模拟电路电源相连接，Msp430单片机与GPS模块、GPRS通信模块、数字电路电源、FPGA现场可编程门阵列相连接，AD采集匹配电路与AD转换器、模拟电路电源相连接，FPGA现场可编程门阵列与AD转换器、数字电路电源相连接，数字电路电源与蓄电池、GPRS通信模块相连接，模拟电路电源与蓄电池、AD转换器相连接，蓄电池通过充电控制器与太阳能电池板连接。本监测装置以Msp430与FPGA现场可编程门阵列作为控制和逻辑核心，罗氏线圈产生的电压信号首先进入触发电路，当电压信号大于触发电路阈值，监测装置进入信号采集状态。各路雷电流信号通过AD采集匹配电路进入AD转换器，模拟信号变为数字信号，暂存在FPGA现场可编程门阵列中。Msp430整合GPS提供的时间和经纬度信息、各路的雷电流数据，通过GPRS无线通信模块发送至终端电脑进行状态评估。监测装置采用唤醒工作，不工作时休眠的模式，以达到降低功耗的目的。