一种输配电线路雷电放电感应监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种输配电线路雷电放电感应监测装置，包括卡线结构及其内部安装的电路板，卡线结构包括壳体和取电部，壳体和取电部之间形成线缆通道，取电部内部安装取电线圈，壳体底部安装风速变送器，内部安装电路板和后备电源，电路板上安装控制器、线温度检测电路、温度湿度压力检测电路、通信电路和卫星定位电路，控制器分别信号连接至线温度检测电路、温度湿度压力检测电路、通信电路、卫星定位电路、电场感应探头、取电线圈、风速变送器和外部的云端平台，电连接至后备电源。本发明专利技术所述的输配电线路雷电放电感应监测装置，能够实时监控线路沿线微环境下气象变化信息和电网线路运行状态信息，提供雷电闪络预警和事故定位。

A Lightning Discharge Induction Monitoring Device for Transmission and Distribution Lines

【技术实现步骤摘要】
一种输配电线路雷电放电感应监测装置
本专利技术属于电力系统监测管理领域，尤其是涉及一种输配电线路雷电放电感应监测装置。
技术介绍
目前我国大多输电线路和配电农网线路都布设在郊外和山区人迹稀少，交通不便的区域。尤其是在山区，微气象环境复杂，故障查找非常困难。在超电压的原因分析中，10％以上的超电压原因为外部雷击闪络所引起，而且以感应超电压为主，少量为直接雷击闪络。但由于线路大多布设在山区和郊外，平常的气象预报和气象信息难于细致准确的监控到线路所在区域，为雷电风险预警带来了难题，同时在闪络发生后，也难于准确、及时的发现故障。多年来对于微气象环境监测的重视和研究取得了很大的进展，但目前尚没有适合于电力传输走廊的系统平台。主要包括：普通的气象监测系统缺乏对电力传输线路附近雷电放电感应的监测，也缺乏在监控外界环境因素的同时对电力传输线路运行状态的同期监测。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种输配电线路雷电放电感应监测装置，能够在硬件条件要求不高、CPU运行时间较短、工作环境恶劣、低功耗的情况下，实时监控电力传输走廊微气象环境，实时感知走廊内大气放电情况，了解环境对电力线路运行的干扰和影响，为预警线路风险、定位线路故障提供高效的解决方案。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种输配电线路雷电放电感应监测装置,包括卡线结构及其内部安装的电路板，卡线结构包括壳体和取电部，取电部的外形为半圆环结构，壳体的一端与取电部的一端铰接，另一端和取电部的另一端卡接，壳体和取电部卡接后，壳体和取电部之间形成线缆通道，用于卡线，取电部内部安装取电线圈，一侧安装电场感应探头，壳体底部安装风速变送器，内部安装电路板和后备电源，电路板上安装控制器、线温度检测电路、温度湿度压力检测电路、通信电路和卫星定位电路，控制器分别信号连接至线线温度检测电路、温度湿度压力检测电路、通信电路、卫星定位电路、电场感应探头、取电线圈和风速变送器，电连接至后备电源。进一步的，控制器为单片机U10，单片机U10的型号为MSP430FR5964。进一步的，线温度检测电路包括温度传感器J2、运算放大器U6和二极管D15，二极管D15的型号为BAT54S，温度传感器J2的型号为PT1000，为线温度检测装置，运算放大器U6的型号为LM258D，温度传感器J2的第二接口连接至电源AVCC，第一接口连接至运算放大器U6的正向输入端，运算放大器U6的正向输入端分别经电阻R40连接至电源VSSA、经电容C24连接至电源VSSA、经二极管D16连接至电源VSSA；运算放大器U6的负极输入端连接至其输出端，运算放大器U6的输出端经电阻R39、二极管D15的第三端连接至单片机U10的引脚TEMP_IN，二极管D15的第一端连接至电源VSSA，第二端连接至电压AVCC，运算放大器U6的输出端经电容C23连接至电源VSSA。进一步的，温度湿度压力检测电路包括温度湿度压力传感器U7，温度湿度压力传感器U7的型号为MS8607-2BA01，温度湿度压力传感器U7的引脚1经电容C26连接至引脚3，引脚1连接至电源电压VCC，引脚3连接至GND，引脚7连接至单片机U10的引脚SDA,温度湿度压力传感器U7的引脚8连接至单片机U10的引脚SCL，引脚8经电阻R38连接至电压VCC，温度湿度压力传感器U7的引脚7经电阻R37连接至电压VCC。进一步的，通信电路包括通信模块M1、若干三极管和SIM卡座S1,通信模块M1的型号为M35，三极管的型号均为9014，通信模块M1的引脚12经电阻R19连接至单片机U10的引脚GPRS_ST，引脚13经电阻R20连接至单片机U10的引脚GPRS_NET，引脚20经电阻R18连接至单片机U10的引脚GPRS_DRT，引脚20经电阻R15后接地，引脚21经电阻R13连接至单片机U10的引脚RXD0，引脚22经电阻R12连接至单片机U10的引脚TXD0，经电阻R10后接地；引脚24经电阻R14连接后接地，引脚25经电阻R11连接至单片机U10的引脚GPRS_DCD，引脚26经电阻R9连接至单片机U10的引脚GPRS_RI；引脚27连接至SIM卡座S1的VCC接口，引脚28经电阻R8连接至SIM卡座S1的RST复位接口，引脚29经电阻R4连接至SIM卡座S1的I/O接口，引脚30经电阻R5连接至SIM卡座S1的CLK时钟接口，引脚31连接至SIM卡座S1的GND接口，经电容C4连接至SIM卡座S1的VCC接口；极性电容E1、极性电容E2和电容C3互相并联组成并联电路，并联电路的第一端连接至GND，第二端分别连接至GS_VCC、通信模块M1的引脚33，通信模块M1的引脚33经电阻R3、发光二极管LED1后连接至三极管G2的C极，三极管G2的E极接至GND，三极管G2的B极经电阻R7后连接至单片机U10的引脚GPRS_NET，通信模块M1的引脚33经电阻R2、发光二极管LED2后连接至三极管G1的C极，三极管G1的E极接至GND，三极管G1的B极经电阻R6后连接至单片机U10的引脚GPRS_ST，通信模块M1的引脚39经电阻R1连接至GPRS天线座RF1的第一接口，GPRS天线座RF1的第二接口接至GND；通信模块M1的引脚10连接至三极管G3的C极，三极管G3的B极经电阻R16连接至三极管G3的E极，三极管G3的E极接至GND，三极管G3的B极经电阻R21后连接至单片机U10的引脚GPRS_KEY，通信模块M1的引脚11连接至三极管G4的C极，三极管G4的B极经电阻R17连接至三极管G4的E极，三极管G4的E极接至GND，三极管G4的B极经电阻R22后连接至单片机U10的引脚GPRS_OFF。进一步的，卫星定位电路包括卫星定位模块M2和IPX天线座T1，卫星定位模块M2的型号为NEO06M，卫星定位模块M2的引脚8连接至电阻R32的第一端，电阻R32的第二端分别接至电源VCC、经电容C21连接至GND，卫星定位模块M2的引脚9经电容C22连接至引脚7，引脚7接至GND，卫星定位模块M2的引脚9经电感L2连接至IPX天线座T1的第一接口，IPX天线座T1的第一接口分别连接至卫星定位模块M2的引脚11、经双向瞬变抑制二极管DV1后连接至卫星定位模块M2的引脚12，卫星定位模块M2的引脚11和引脚10连接后接GND，IPX天线座T1的第二接口接至GND，卫星定位模块M2的引脚20经电阻R34后连接至单片机U10的引脚RXD2，引脚21经电阻R31后连接至单片机U10的引脚TXD2，引脚23经电感L1后连接至VCC，引脚23经电容C18后接地，电容C18并联一个电容C19，卫星定位模块M2的引脚22和引脚24接至GND。进一步的，取电线圈13包括坡莫合金导磁体及其外部缠绕的罗氏线圈，取电线圈13通过感应电压为设备供电并为电池充电，坡莫合金导磁体的取电电路包括稳压芯片U1和整流桥U2，稳压芯片U1的型号为HT7150，整流桥U2的型号为MB6S，稳压芯片U1的引脚2经二极管D1连接至单片机U10的CAP_IN引脚，稳压芯片U1的引脚2分别经二极管D1和电容C8后接至GND、经电容C7后接至GND,稳压芯片U1的引脚1接至GND,稳压芯片U1的引脚3分别经电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输配电线路雷电放电感应监测装置，其特征在于：包括卡线结构及其内部安装的电路板，卡线结构包括壳体和取电部，取电部的外形为半圆环结构，壳体的一端与取电部的一端铰接，另一端和取电部的另一端卡接，壳体和取电部卡接后，壳体和取电部之间形成线缆通道，用于卡线，取电部内部安装取电线圈，一侧安装电场感应探头，壳体底部安装风速变送器，内部安装电路板和后备电源，电路板上安装控制器、线温度检测电路、温度湿度压力检测电路、通信电路和卫星定位电路，控制器分别信号连接至线温度检测电路、温度湿度压力检测电路、通信电路、卫星定位电路、电场感应探头、取电线圈、风速变送器和外部的云端平台，电连接至后备电源。

【技术特征摘要】
1.一种输配电线路雷电放电感应监测装置，其特征在于：包括卡线结构及其内部安装的电路板，卡线结构包括壳体和取电部，取电部的外形为半圆环结构，壳体的一端与取电部的一端铰接，另一端和取电部的另一端卡接，壳体和取电部卡接后，壳体和取电部之间形成线缆通道，用于卡线，取电部内部安装取电线圈，一侧安装电场感应探头，壳体底部安装风速变送器，内部安装电路板和后备电源，电路板上安装控制器、线温度检测电路、温度湿度压力检测电路、通信电路和卫星定位电路，控制器分别信号连接至线温度检测电路、温度湿度压力检测电路、通信电路、卫星定位电路、电场感应探头、取电线圈、风速变送器和外部的云端平台，电连接至后备电源。2.根据权利要求1所述的一种输配电线路雷电放电感应监测装置，其特征在于：控制器为单片机U10，单片机U10的型号为MSP430FR5964。3.根据权利要求2所述的一种输配电线路雷电放电感应监测装置，其特征在于：线温度检测电路包括温度传感器J2、运算放大器U6和二极管D15，二极管D15的型号为BAT54S，温度传感器J2的型号为PT1000，为线温度检测装置，运算放大器U6的型号为LM258D，温度传感器J2的第二接口连接至电源AVCC，第一接口连接至运算放大器U6的正向输入端，运算放大器U6的正向输入端分别经电阻R40连接至电源VSSA、经电容C24连接至电源VSSA、经二极管D16连接至电源VSSA；运算放大器U6的负极输入端连接至其输出端，运算放大器U6的输出端经电阻R39、二极管D15的第三端连接至单片机U10的引脚TEMP_IN，二极管D15的第一端连接至电源VSSA，第二端连接至电压AVCC，运算放大器U6的输出端经电容C23连接至电源VSSA。4.根据权利要求2所述的一种输配电线路雷电放电感应监测装置，其特征在于：温度湿度压力检测电路包括温度湿度压力传感器U7，温度湿度压力传感器U7的型号为MS8607-2BA01，温度湿度压力传感器U7的引脚1经电容C26连接至引脚3，引脚1连接至电源电压VCC，引脚3连接至GND，引脚7连接至单片机U10的引脚SDA,温度湿度压力传感器U7的引脚8连接至单片机U10的引脚SCL，引脚8经电阻R38连接至电压VCC，温度湿度压力传感器U7的引脚7经电阻R37连接至电压VCC。5.根据权利要求2所述的一种输配电线路雷电放电感应监测装置，其特征在于：通信电路包括通信模块M1、若干三极管和SIM卡座S1,通信模块M1的型号为M35，三极管的型号均为9014，通信模块M1的引脚12经电阻R19连接至单片机U10的引脚GPRS_ST，引脚13经电阻R20连接至单片机U10的引脚GPRS_NET，引脚20经电阻R18连接至单片机U10的引脚GPRS_DRT，引脚20经电阻R15后接地，引脚21经电阻R13连接至单片机U10的引脚RXD0，引脚22经电阻R12连接至单片机U10的引脚TXD0，经电阻R10后接地；引脚24经电阻R14连接后接地，引脚25经电阻R11连接至单片机U10的引脚GPRS_DCD，引脚26经电阻R9连接至单片机U10的引脚GPRS_RI；引脚27连接至SIM卡座S1的VCC接口，引脚28经电阻R8连接至SIM卡座S1的RST复位接口，引脚29经电阻R4连接至SIM卡座S1的I/O接口，引脚30经电阻R5连接至SIM卡座S1的CLK时钟接口，引脚31连接至SIM卡座S1的GND接口，经电容C4连接至SIM卡座S1的VCC接口；极性电容E1、极性电容E2和电容C3互相并联组成并联电路，并联电路的第一端连接至GND，第二端分别连接至GS_VCC、通信模块M1的引脚33，通信模块M1的引脚33经电阻R3、发光二极管LED1后连接至三极管G2的C极，三极管G2的E极接至GND，三极管G2的B极经电阻R7后连接至单片机U10的引脚GPRS_NET，通信模块M1的引脚33经电阻R2、发光二极管LED2后连接至三极管G1的C极，三极管G1的E极接至GND，三极管G1的B极经电阻R6后连接至单片机U10的引脚GPRS_ST，通信模块M1的引脚39经电阻R1连接至GPRS天线座RF1的第一接口，GPRS天线座RF1的第二接口接至GND；通信模块M1的引脚10连接至三极管G3的C极，三极管G3的B极经电阻R16连接至三极管G3的E极，三极管G3的E极接至GND，三极管G3的B极经电阻R21后连接至单片机U10的引脚GPRS_KEY，通信模块M1的引脚11连接至三极管G4的C极，三极管G4的B极经电阻R17连接至三极管G4的E极，三极管G4的E极接至GND，三极管G4的B极经电阻R22后连接至单片机U10的引脚GPRS_OFF。6.根据权利要求2所述的一种输配电线路雷电放电感应监测装置，其特征在于：卫星定位电路包括卫星定位模块M2和IPX天线座T1，卫星定位模块M2的型号为NEO06M，卫星定位模块M2的引脚8连接至电阻R32的第一端，电阻R32的第二端分别接至电源VCC、经电容C21连接至GND，卫星定位模块M2的引脚9经电容C22连接至引脚7，引脚7接至GND，卫星定位模块M2的引脚9经电感L2连接至IPX天线座T1...

【专利技术属性】
技术研发人员：马振祺，周虎，刘克发，赵军，温定筠，陈宏刚，杨军亭，张家午，蒋臣，兰九龄，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：甘肃,62