[发明专利]雷击连续电流遥测装置及雷击识别和特征参数计算方法有效
申请号: | 202010797498.4 | 申请日: | 2020-08-10 |
公开(公告)号: | CN111999544B | 公开(公告)日: | 2022-03-18 |
发明(设计)人: | 王宇;谷山强;孟刚;方玉河;李健;卢泽军;白冰洁;雷梦飞;刘婧;路永玲 | 申请(专利权)人: | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司;南瑞集团有限公司;国网江苏省电力有限公司;国网江苏省电力有限公司电力科学研究院;国家电网有限公司 |
主分类号: | G01R19/00 | 分类号: | G01R19/00;G01R19/25 |
代理公司: | 武汉开元知识产权代理有限公司 42104 | 代理人: | 李满;潘杰 |
地址: | 430074 湖*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 雷击 连续 电流 遥测 装置 识别 特征 参数 计算方法 | ||
1.一种雷击连续电流遥测装置,其特征在于,包括电场变化测量天线、测量装置主机以及工控机,其中:
所述测量装置主机,用于通过电场变化测量天线获取雷电电场变化波形,并将雷电电场变化波形传输至工控机;
所述工控机,用于识别雷电电场变化波形中的有用信号区段中的地闪回击波形,在确定出所述地闪回击波形后存在雷击连续电流时,获取地闪回击波形向雷击连续电流转换的拐点和连续电流波形极值点,并将拐点和极值点之间的时间差作为雷击连续电流持续时间ΔT;
所述工控机,用于将拐点和极值点之间的电压差作为雷击连续电流引起的电压变化ΔV,将电压变化ΔV换算成电场变化ΔE,并结合雷击连续电流对应回击的发生位置计算雷击连续电流转移电荷量ΔQ,结合雷击连续电流持续时间ΔT计算雷击连续电流平均电流强度I。
2.根据权利要求1所述的雷击连续电流遥测装置,其特征在于,所述工控机还用于针对所述雷电电场变化波形进行信号滤波预处理,获得去除环境噪声干扰后的雷电电场变化波形,并识别滤波预处理后的雷电电场变化波形中的有用信号区段中的地闪回击波形。
3.根据权利要求1所述的雷击连续电流遥测装置,其特征在于,所述工控机,用于根据雷击连续电流遥测装置标定试验结果将电压变化换ΔV转换成电场变化ΔE。
4.根据权利要求1所述的雷击连续电流遥测装置,其特征在于:所述测量装置主机包括模拟板、主控板、卫星授时模块、数据存储模块、光纤收发器;
所述主控板包括模/数转换模块、实时数据采集读写模块;
所述模拟板的天线接口连接电场变化测量天线,模拟板的模拟信号输出端连接模/数转换模块相的模拟信号输入端,所述模/数转换模块的数字信号输出端连接实时数据采集读写模块的数字信号输入端;
所述卫星授时模块的时间信号通信端连接实时数据采集读写模块的时间信号通信端;
所述数据存储模块的数据存储端与实时数据采集读写模块的数据存储端连接,所述实时数据采集读写模块通过光纤收发器与工控机的遥测数据通信端连接;
所述模拟板用于对电场变化测量天线输入的电流信号进行积分,得到相应雷电电场的电压信号,对电压信号幅度进行调理,使输出的电压信号范围与所述模/数转换模块的电压量程范围一致,所述模/数转换模块用于选择基准源以满足实时数据采集读写模块对采样率和分辨率的要求,并实现将雷电电场变化波形的数字化信号传输给实时数据采集读写模块,实时数据采集读写模块用于将雷电电场变化波形的数字化信号传输给工控机。
5.根据权利要求1所述的雷击连续电流遥测装置,其特征在于:所述工控机识别雷电电场变化波形中的有用信号区段采用的方法为基于2σ法识别雷电电场变化波形信号中的有用信号区段,所述2σ法是将超过波形平均值2个标准差的部分当作有用信号。
6.根据权利要求1所述的雷击连续电流遥测装置,其特征在于:所述工控机识别有用信号区段中的地闪回击波形采用基于已经采集到的雷电回击电场波形建立样本库,利用机器学习算法建立自动识别模型,识别有用信号区段中的地闪回击波形;
所述工控机识别地闪回击波形后是否存在连续电流采用的方法为判断回击波形后的电场变化波形是否向基准线回落,若电场变化波形向基准线回落,则判断回击波形后没有连续电流,若电场变化波形继续缓慢变化,则判断回击波形后存在连续电流。
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