雷电计数器远程监测预警系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种雷电计数器远程监测预警系统和方法，包括：计数器机械传动机构、红外光电传感器、微处理器单元、通信组件、供电电源；所述计数器机械传动机构连接红外光电传感器、所述红外光电传感器信号输出端连接微处理器单元信号输入端，所述微处理器单元信号输出端连接通信组件，所述供电电源高电压输出端分别连接微处理器单元电源输入端和通信组件电源输入端，所述供电电源低电压输出端连接红外光电传感器电源输入端，所述微处理器单元存储接收的雷电数量信息，将雷电数量信息通过GSM网络发送至监测终端。监测终端包括手机和监测主机。监测主机对接受的雷电数量信息进行处理，对未来雷电数量进行预测。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，包括：计数器机械传动机构、红外光电传感器、微处理器单元、通信组件、供电电源；所述计数器机械传动机构连接红外光电传感器、所述红外光电传感器信号输出端连接微处理器单元信号输入端，所述微处理器单元信号输出端连接通信组件，所述供电电源高电压输出端分别连接微处理器单元电源输入端和通信组件电源输入端，所述供电电源低电压输出端连接红外光电传感器电源输入端，所述微处理器单元存储接收的雷电数量信息，将雷电数量信息通过GSM网络发送至监测终端。监测终端包括手机和监测主机。监测主机对接受的雷电数量信息进行处理，对未来雷电数量进行预测。【专利说明】
本专利技术涉及电气工程领域，尤其涉及一种。
技术介绍
雷击对是输电线路安全稳定运行的重要威胁，对输电线路遭受雷击情况进行统计 对分析输电线路状态有重要的参考意义。目前大部分输电线路仍然采用机械计数器进行雷 击计数，比较典型的型号为JS-8型。机械式雷电计数器的工作原理是在输电线路发生雷击 时，雷电流线圈磁化计数器内的铁芯，从而吸动小磁片一次，小磁片通过机械传动驱动表盘 指针计数一次。检修人员通常需要定期去现场进行抄表统计雷击次数，因雷电计数器分布 较广，常处于荒郊野外，且位于杆塔之上，抄表非常不方便，定期抄表需要消耗大量的人力 和财力，迫切需要实现对雷电计数器实现远程可靠监测，节约巡检的人力和物力资源成本， 及时判断雷击对线路和电气设备的影响。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种雷电计 数器远程监测预警系统和方法。 为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种雷电计数器远程监测预警系统， 其特征在于，包括：计数器机械传动机构、红外光传感器、微处理器单元、通信组件、供电电 源； 所述计数器机械传动机构连接红外光电传感器、所述红外光电传感器信号输出端 连接微处理器单元信号输入端，所述微处理器单元信号输出端连接通信组件，所述供电电 源高电压输出端分别连接微处理器单元电源输入端和通信组件电源输入端，所述供电电源 低电压输出端连接红外光电传感器电源输入端， 所述计数器机械传动机构内部设置雷电流采集电路对雷电进行采集，所述雷电流 采集电路连接铁芯绕组，所述铁芯绕组一端放置磁片，在雷击发生时采集雷电流并磁化铁 芯绕组，使磁片与铁芯绕组吸和，带动内部传动机构运动，所述内部传动机构带动计数表盘 进行计数累加，所述磁片还连接遮光片，所述遮光片放置在红外光电传感器的光耦槽外，使 对射光路导通，雷击发生时遮光片运动至光耦槽内，使对射光路截止，将光路导通或截止状 态通过电路传输到微处理器单元，所述微处理器单元存储接收的雷电数量信息，将雷电数 量信息通过运营商通信网络发送至监测终端。 所述的雷电计数器远程监测预警系统，优选的，所述红外光电传感器包括：光耦和 比较电路，所述比较电路包括，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、差动比 较器； 所述光耦放置在遮光片和比较电路之间，所述第一电阻一端连接光耦正极，所述 第二电阻一端也连接光耦正极，所述第一电阻另一端和第二电阻另一端和电源连接，所述 第二电阻一端还连接差动比较器正相输入端，所述第三电阻一端连接第二电阻另一端，所 述第三电阻为滑动变阻器，所述第三电阻中间端连接与差动比较器反相输入端连接，所述 差动比较器输出端分别连接第四电阻一端和第一电容一端，所述第四电阻另一端接电源， 所述第一电容另一端接地。 所述的雷电计数器远程监测预警系统，优选的，还包括：稳压电路和电压监测电 路； 所述供电电源输出端连接稳压电源输入端，所述稳压电源5V输出端分别连接微 处理器单元电源输入端和通信组件电源输入端，所述稳压电源3. 3V输出端连接红外光电 传感器电源输入端，所述供电电源输出端还连接电压监测电路电源输入端，所述电压监测 电路输出端连接微处理器单元信号输入端，用于监测供电电源电压。 所述的雷电计数器远程监测预警系统，优选的，所述电压监测电路包括：第五电 阻、第六电阻、监测集成电路； 所述第五电阻一端和第六电阻一端连接，所述第五电阻另一端连接所述供电电源 正极和监测集成电路电源端正极，所述第六电阻另一端分别连接所述供电电源负极、监测 集成电路电源端负极和接地，所述第五电阻另一端还连接监测集成电路电压输入端，所述 第五电阻一端还连接监测集成电路电压输入端。 所述的雷电计数器远程监测预警系统，优选的，所述通信组件包括：通信模块和运 营商通信网络； 所述微处理器单元设置通信模块，所述通信模块连接所述运营商通信网络。 本专利技术还公开一种雷电计数器远程监测预警方法，其关键在于，包括如下步骤： 步骤1，当计数器机械传动机构对雷击进行计数后，通过红外光电传感器将雷击次 数进行记录，并将数据通过通信网络将数据传输至通信终端，形成雷击历史数据库，对雷击 历史数据预处理； 步骤2,将雷击历史数据预处理后，通过神经网络算法10计算预测未来某段时间 内某段输电线路遭受雷击次数，神经网络采用自适应前馈BP神经网络，通过对处理后的历 史数据进行训练对未来进行雷击预测。 所述雷电计数器远程监测预警方法，优选的，所述步骤1包括： 步骤1-1，对原始数据分段处理，进行分段处理使数据具有规律性，削弱雷击数据 离散性，保证预测精度，对每条输电线路依次编号为1至N，所述N为正整数，若需要对第Y 年的某段时间T内的每条输电线路遭受雷击次数Xi (Y)进行预测，则需要对前P年各年，即 第Y-P年，第Y-P-I年，…，第Y-I年，所述Y大于P，所述同段时间T内每条输电线路分别 遭受雷击的次数Xia-PhXjY-P-l)、"^xi(Y-I)进行分别计算，所述下标i= 1、2···、Ν， 当每条输电线路跨度较长时，进一步将每条输电线路再进行等距离划分。 所述雷电计数器远程监测预警方法，优选的，所述步骤1还包括： 步骤1-2,对原始数据分区处理，在相同时间内，由于输电线路遭受雷击次数不 同，设定阈值A、Β，所述A、B为正整数，假设在某段时间内某条线路遭受雷击次数Xi >Α， 则认为线路雷击高发，即则需要雷击前提前做好防雷措施，此时取Xi = 3 ;在某段时间内 B<Xi <Α，则认为该线路需进行雷击巡检，即需要在雷击后对线路进行巡检，此时取Xi = 2 ;在某段时间内Xi <B时，则认为该线路安全，则无需采取相应措施，此时取Xi = 1。经过 数据分区处理后，各数据对应取3、2、1三个数值中的一个，弱化各区间内部原始数据之间 的存在的较大差异，抑制原始数据强离散性。 所述雷电计数器远程监测预警方法，优选的，所述步骤2包括： 步骤2-1，神经网络采用BP前馈网络，包括输入层101、隐藏层102及输出层103， 所述输入层101和输出层103神经元个数与线路条数相同，输入层101和输出层103神经元 个数与线路条数相同，取Nfi隐藏层102神经元个数需根据实际训练效果进行选择，通常 取+ 所述I<C< 10,所述监测主机单元利用Matlab自带神经网络工具箱构建BP 神经网络，网络的激活函数取I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种雷电计数器远程监测预警系统，其特征在于，包括：计数器机械传动机构、红外光传感器、微处理器单元、通信组件、供电电源；所述计数器机械传动机构连接红外光电传感器、所述红外光电传感器信号输出端连接微处理器单元信号输入端，所述微处理器单元信号输出端连接通信组件，所述供电电源高电压输出端分别连接微处理器单元电源输入端和通信组件电源输入端，所述供电电源低电压输出端连接红外光电传感器电源输入端，所述计数器机械传动机构内部设置雷电流采集电路对雷电进行采集，所述雷电流采集电路连接铁芯绕组，所述铁芯绕组一端放置磁片，在雷击发生时采集雷电流并磁化铁芯绕组，使磁片与铁芯绕组吸和，带动内部传动机构运动，所述内部传动机构带动计数表盘进行计数累加，所述磁片还连接遮光片，所述遮光片放置在红外光电传感器的光耦槽外，使对射光路导通，雷击发生时遮光片运动至光耦槽内，使对射光路截止，将光路导通或截止状态通过电路传输到微处理器单元，所述微处理器单元存储接收的雷电数量信息，将雷电数量信息通过运营商通信网络发送至监测终端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊兰，周健瑶，马龙，张德卿，熊露婧，杨子康，鲁帆，谢子杰，
申请(专利权)人：重庆大学，国家电网公司，国网重庆市电力公司长寿供电分公司，
类型：发明
国别省市：重庆;85