一种低压输电线路雷电流监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低压输电线路雷电流监测系统，包括雷电流信号转换模块、雷电流信号处理电路、GPRS接收及传输单元、雷电流参数存储显示模块；所述雷电流信号转换模块包括依次连接的磁芯感应线圈、采样电阻、分压器、限幅电路；所述雷电流信号处理电路包括依次连接的A/D转换电路、FPGA采样控制模块、DSP中央控制模块；所述雷电流参数存储显示模块包括相连的GPRS无线接收模块、终端存储显示单元；所述限幅电路与A/D转换电路相连，DSP中央控制模块与GPRS接收及传输单元相连，GPRS接收及传输单元与GPRS无线接收模块之间进行无线通信。本发明专利技术用于监测低压输电线路由于直接发生雷击或者由于雷电的静电感应和电磁感应产生的雷电流。

【技术实现步骤摘要】
一种低压输电线路雷电流监测系统
本专利技术涉及一种低压输电线路雷电流监测系统，属于雷电科学与
。
技术介绍
雷击低压输电线路是危害低压输电线路安全可靠运行的主要原因，也是造成电气电子设备损坏的主要原因。因此，准确监测低压输电线路雷电流的波形及幅值，对分析雷击事故、研究雷电防护是十分重要的。 目前，在高压输电线路中采用磁铜棒法用于雷电流的测量，存在测量误差较大，且不能重复记录。还有采用磁带法、罗氏线圈法以及闪电定位系统等。但是这些方法在低压输电线路中的应用有一定局限性。低压输电线路中的雷电流相对于高压输电线路而言，雷电流的幅值相对要小一些，雷电过电压的幅值也相对小一些，需要提高监测系统的灵敏度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种低压输电线路雷电流监测系统，用于监测低压输电线路由于直接发生雷击或者由于雷电的静电感应和电磁感应产生的雷电流，根据监测的雷电流的数据分析雷击事故造成的原因，为低压输电线路的雷电防护提供理论数据。 本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案:本专利技术提供一种低压输电线路雷电流监测系统，包括雷电流信号转换模块、雷电流信号处理电路、GPRS接收及传输模块、雷电流参数存储显示模块； 所述雷电流信号转换模块包括依次连接的磁芯感应线圈、采样电阻、分压器、限幅电路；所述雷电流信号处理电路包括依次连接的A/D转换电路、FPGA采样控制模块、DSP中央控制|吴块； 所述雷电流参数存储显示模块包括相连的GPRS无线接收模块、终端存储显示单元；所述限幅电路与A/D转换电路相连，DSP中央控制模块与GPRS接收及传输模块相连，GPRS接收及传输模块与GPRS无线接收模块之间进行无线通信。 当线路中有雷电流时，磁芯线圈感应出电压信号并加载至采样电阻，分压器将采样电阻两端的电压信号进行分压后送至限幅电路，限幅电路将分压后的电压信号进行限幅送至A/D转换电路；FPGA采样控制模块控制A/D转换电路接收限幅后的电压信号，A/D转换电路将限幅后的电压信号转换为数字信号后，FPGA采样控制模块按照先后顺序对数字信号进行存储，DSP中央控制模块读取FPGA采样控制模块中的数字信号后送至GPRS接收及传输模块，GPRS接收及传输模块将接收到的数字信号发送至GPRS无线接收模块，GPRS无线接收模块接收到信号后送至终端存储显示单元进行存储及实时显示。 作为本专利技术的进一步优化方案，所述磁芯感应线圈由软磁体以及绕在软磁体上的漆包线线圈构成。 作为本专利技术的进一步优化方案，所述分压器为电阻分压电路。 作为本专利技术的进一步优化方案，所述限幅电路为双向TVS管。 作为本专利技术的进一步优化方案，所述A/D转换电路为10位的高精度高速采样A/D -H-* I I 心/T O 本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:1)本专利技术采用非接触式磁芯感应线圈，具有工作安全可靠的特点，避免低压输电线路中的雷电过程对监测系统造成危害；2)本专利技术中雷电流信号的处理采用全自动处理方式，操作方便、简单、监测数据可靠；3)本专利技术具有测量精度高、工作性能稳定、安装方便的特点，适用单点或多点同时监测的功能，应用广泛，适用于各种线路中的雷电流信号检测。 【附图说明】 图1是本专利技术的结构框图。 图2是雷电流信号转换模块的电路图。 其中:1_低压输电导线。 【具体实施方式】 下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。 本
技术人员可以理解的是，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。 本
技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。 下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明:本专利技术设计一种低压输电线路雷电流监测系统，如图1所示，包括雷电流信号转换模块、雷电流信号处理电路、GPRS接收及传输模块、雷电流参数存储显示模块。所述雷电流信号转换模块包括依次连接的磁芯感应线圈、采样电阻、分压器、限幅电路；所述雷电流信号处理电路包括依次连接的A/D转换电路、FPGA采样控制模块、DSP中央控制模块；所述雷电流参数存储显示模块包括相连的GPRS无线接收模块、终端存储显示单元；所述限幅电路与A/D转换电路相连，DSP中央控制模块与GPRS接收及传输模块相连，GPRS接收及传输模块与GPRS无线接收模块之间进行无线通信。 本专利技术的工作流程为:当线路中有雷电流时，磁芯线圈感应出电压信号并加载至采样电阻，分压器将采样电阻两端的电压信号进行分压后送至限幅电路，限幅电路将分压后的电压信号进行限幅送至A/D转换电路；FPGA采样控制模块控制A/D转换电路接收限幅后的电压信号，A/D转换电路将限幅后的电压信号转换为数字信号后，FPGA采样控制模块按照先后顺序对数字信号进行存储，DSP中央控制模块读取FPGA采样控制模块中的数字信号后送至GPRS接收及传输模块，GPRS接收及传输模块将接收到的数字信号发送至GPRS无线接收模块，GPRS无线接收模块接收到信号后送至终端存储显示单元进行存储及实时显 /Jn ο 本专利技术中，雷电流信号转换电路如图2所示。磁芯感应线圈L由软磁体及绕在软磁体上的漆包线线圈构成，软磁体的磁导率为1000、直径为200mm，漆包线的直径为1mm，线圈匝数为100，磁芯感应线圈的灵敏度为0.005V/A。线圈绕线两端串接采样电阻R，采样电阻R的阻值为I Ω。分压器为电阻Rl、R2串联构成的电阻分压电路，并联在采样电阻R的两端，对采样电阻R上的雷电压进行分压，分压比为10:1。限幅电路由双向TVS管D构成，双向TVS管D并联于电阻R2的两端，起到限幅的作用，且只有当雷电流超过一定值时，TVS管才动作保护雷电流信号处理单元。本专利技术在实际应用中，磁芯感应线圈L与低压输电导线I垂直，通常来说，磁芯感应线圈L距离低压输电导线I的距离为5-10m。 本专利技术中，雷电流信号处理电路由A/D转换电路、FPGA采样控制模块、DSP中央控制模块构成。A/D转换电路为10位的高精度高速采样A/D芯片，选择1MHz的采样频率。FPGA采样控制模块控制A/D本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压输电线路雷电流监测系统，其特征在于，包括雷电流信号转换模块、雷电流信号处理电路、GPRS接收及传输模块、雷电流参数存储显示模块；所述雷电流信号转换模块包括依次连接的磁芯感应线圈、采样电阻、分压器、限幅电路；所述雷电流信号处理电路包括依次连接的A/D转换电路、FPGA采样控制模块、DSP中央控制模块；所述雷电流参数存储显示模块包括相连的GPRS无线接收模块、终端存储显示单元；所述限幅电路与A/D转换电路相连，DSP中央控制模块与GPRS接收及传输模块相连，GPRS接收及传输模块与GPRS无线接收模块之间进行无线通信;当线路中有雷电流时，磁芯线圈感应出电压信号并加载至采样电阻，分压器将采样电阻两端的电压信号进行分压后送至限幅电路，限幅电路将分压后的电压信号进行限幅送至A/D转换电路；FPGA采样控制模块控制A/D转换电路接收限幅后的电压信号，A/D转换电路将限幅后的电压信号转换为数字信号后，FPGA采样控制模块按照先后顺序对数字信号进行存储，DSP中央控制模块读取FPGA采样控制模块中的数字信号后送至GPRS接收及传输模块，GPRS接收及传输模块将接收到的数字信号发送至GPRS无线接收模块，GPRS无线接收模块接收到信号后送至终端存储显示单元进行存储及实时显示。...

【技术特征摘要】
1.一种低压输电线路雷电流监测系统，其特征在于，包括雷电流信号转换模块、雷电流信号处理电路、GPRS接收及传输模块、雷电流参数存储显示模块； 所述雷电流信号转换模块包括依次连接的磁芯感应线圈、采样电阻、分压器、限幅电路； 所述雷电流信号处理电路包括依次连接的A/D转换电路、FPGA采样控制模块、DSP中央控制|吴块； 所述雷电流参数存储显示模块包括相连的GPRS无线接收模块、终端存储显示单元； 所述限幅电路与A/D转换电路相连，DSP中央控制模块与GPRS接收及传输模块相连，GPRS接收及传输模块与GPRS无线接收模块之间进行无线通信； 当线路中有雷电流时，磁芯线圈感应出电压信号并加载至采样电阻，分压器将采样电阻两端的电压信号进行分压后送至限幅电路，限幅电路将分压后的电压信号进行限幅送至A/D转换电路；FPGA采样控制模块控制A/D转换电路接收限幅后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祥超，周中山，朱若虚，李鹏飞，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32