一种配电雷电监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种配电雷电监测系统。该发明专利技术包括：信号采集单元，用于采集雷电流信号；微处理器单元，与信号采集单元连接，用于接收雷电流信号并对雷电流信号进行分析处理以获得雷电数据；通信模块，与微处理器单元连接，用于通过通信网络发送雷电数据；通信终端，与通信模块连接，用于接收雷电数据。通过本发明专利技术，解决了相关技术中的雷电监测及预警手段效率低下的技术问题。的技术问题。的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种配电雷电监测系统


[0001]本专利技术涉及雷电监测领域，具体而言，涉及一种配电雷电监测系统。

技术介绍

[0002]配网线路由于绝缘水平低，雷击容易对其形成危害，导致各种故障，比如：柱上变压器、柱上断路器等设备雷击损坏，裸导线或绝缘导线雷击断线，电缆头绝缘击穿，瓷瓶和避雷器击穿或炸裂等，极大地影响了配电网的供电可靠性。因此，配网防雷技术一直是国内外研究的热门课题。
[0003]雷电作为配电线路跳闸的首要因素，严重影响电力系统的安全稳定运行。据统计，每年因雷击而引起的跳闸事故占配电线路总跳闸事故的40％
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70％。因此，及时、准确的雷电监测预警在电力行业中显得尤为重要。在雷电活动频发的地区建立方便、实用、快捷、准确的雷电监测预警系统，既可以在雷击事故发生前进行预测，同时也可以为电力行业制定配电线路提供辅助决策以供参考，对有效减少电网雷击事故危害具有重大意义。
[0004]在雷电信息的监测获取方面，目前雷电定位系统的空间分辨率为数百米，难以适应10kV配电网的精细化雷电信息要求，有必要进一步提出适用于10kV配网线路的雷电信息监测方案，可同时提供配电线路所处区域的雷害密度、雷电流幅值以及地理位置信息等关键信息。因此，可利用线路上已装的雷电计数器，研究在运避雷器配置雷电计数器等监测装置用来收集雷害等基础信息的具体方案，进而研发配电雷电监测终端，具备雷击次数、雷电流幅值等信息的记录和上传的功能。基于该监测终端功能建立配电网雷电监测系统，为10kV架空线路差异化防雷提供基础雷电信息。r/>[0005]Berger等1975在瑞士利用高塔雷电直接测量得到的雷电波形参数一直为防雷工程界所用，但由于研究样本量不够，且测量仪器精度远不如现在，一些关键参数如波前上升速率还需修正，目前直击雷模拟普遍采用10/350μs过电压波形，实际对自然雷电的代表性不好，国际大电网组织(CIGRE)正考虑对这一参数进行修正。2007年以来，我国也在云南、山西、广州等地电网开展了一系列直击雷测量研究，主要通过定点安装全波形雷电流测量装置获取雷击杆塔顶部的雷电流时间、波形、幅值、极性。一般雷电流直接测量装置由2个雷电流传感器、测量主机组成，能同时监测两路雷电流信号。当雷击塔顶引流针时，雷电流传感器获取雷电流信号，通过电缆传送到测量主机，由测量主机测量雷电流信号波形、幅值和极性，同时记录下雷击时间，并将测量结果存储发送。对电力设施的雷击电流进行直接测量属于定点观测，需要通过增加测量点，扩大工程应用范围来累积更多测量数据。另外，目前采用的罗氏线圈传感器简单实用，但缺少直流分量的测量。光纤传感器体积小、重量轻可测量全频段波形，精度更高、测量动态范围更广，但对工作环境要求高、光器件容易老化，会影响其稳定性和测量精度。改进传感器将是提高雷电流测量精度和稳定性的发展方向之一。
[0006]目前国内变电站和输电线路的避雷器监测多采用专用电磁式机械计数器进行雷击计数。如图1所示的JS－8型动作计数器应用比较广泛。其中R1为非线性电阻，C为储能电容器，L为计数器线圈，D1～D4为硅二极管。遭受雷击时避雷器动作，高温阀片R1上的压降经
桥式整流对电容器C充电，然后C再对电磁式计数器的线圈L放电，使L流过电感电流，感应出电磁场，磁化内部铁芯，吸合衔铁使计数器指针转动，完成计数。这种普遍安装的机械式雷电计数器与避雷器一起安装在线路杆塔上，需要巡线人员定期查看并记录计数器所标示的雷击次数，耗费了大量的人力物力，十分不便。
[0007]针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0008]本专利技术的主要目的在于提供一种配电雷电监测系统，以解决相关技术中的雷电监测及预警手段效率低下的技术问题。
[0009]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种配电雷电监测系统。该专利技术包括：信号采集单元，用于采集雷电流信号；微处理器单元，与信号采集单元连接，用于接收雷电流信号并对雷电流信号进行分析处理以获得雷电数据；通信模块，与微处理器单元连接，用于通过通信网络发送雷电数据；通信终端，与通信模块连接，用于接收雷电数据。
[0010]进一步地，信号采集单元包括：计数器机械传动器，一端与避雷器连接，另一端与红外光电传感器连接，用于在避雷器动作时动作，并通过遮光片将动作作用于红外光电传感器；红外光电传感器，与计数器机械传动器连接，用于通过计数器机械传动器的动作来采集雷电流信号。
[0011]进一步地，该监测系统还包括：取能电源，与第一稳压电路以及第二稳压电路连接，用于为第一稳压电路以及第二稳压电路提供电源；第一稳压电路，与信号采集单元、微处理器单元连接，用于为信号采集单元、微处理器单元提供直流电源；第二稳压电路，与微处理器单元、通信模块连接，用于为微处理器单元、通信模块提供直流电源。
[0012]进一步地，第二稳压电路通过继电器与微处理器单元、通信模块连接。
[0013]进一步地，该监测系统还包括：取能电源，与信号采集单元、微处理器单元以及通信模块连接，用于为信号采集单元、微处理器单元以及通信模块提供电源。
[0014]进一步地，该监测系统还包括：数据库，与微处理器单元通信连接，用于接收并保存雷电数据。
[0015]进一步地，该监测系统还包括：显示单元，与通信终端连接，用于接收并显示雷电数据。
[0016]进一步地，第一稳压电路为信号采集单元提供的直流电源为3.3V，第一稳压电路为微处理器单元提供的直流电源为5V，第二稳压电路为通信模块提供的直流电源为5V。
[0017]通过本专利技术，提供了一种配电雷电监测系统，包括如下部分：信号采集单元，用于采集雷电流信号；微处理器单元，与信号采集单元连接，用于接收雷电流信号并对雷电流信号进行分析处理以获得雷电数据；通信模块，与微处理器单元连接，用于通过通信网络发送雷电数据；通信终端，与通信模块连接，用于接收雷电数据，解决了相关技术中的雷电监测及预警手段效率低下的技术问题，进而达到了对雷击事故进行预警的技术效果。
附图说明
[0018]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1为相关技术中的JS－8型动作计数器的原理接线示意图；
[0020]图2是根据本专利技术提供的一种配电雷电监测终端的示意图；
[0021]图3为本申请一个实施例提供的一个配电雷电监测系统的示意图；
[0022]图4为本申请另一个实施例提供的配电雷电监测系统的示意图；
[0023]其中，包括以下附图标记：
[0024]10，信号采集单元；20，微处理器单元；30，通信模块；40，通信终端；
[0025]50，取能电源；60，第一稳压电路；70，第二稳压电路；80，继电器；
[0026]101，计数器机械传动器；102，红外光电传感器。
具体实施方式
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电雷电监测系统，其特征在于，包括：信号采集单元(10)，用于采集雷电流信号；微处理器单元(20)，与所述信号采集单元(10)连接，用于接收所述雷电流信号并对所述雷电流信号进行分析处理以获得雷电数据；通信模块(30)，与所述微处理器单元(20)连接，用于通过通信网络发送所述雷电数据；通信终端(40)，与所述通信模块(30)连接，用于接收所述雷电数据。2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述信号采集单元(10)包括：计数器机械传动器(101)，一端与避雷器连接，另一端与红外光电传感器连接，用于在所述避雷器动作时动作，并通过遮光片将所述动作作用于所述红外光电传感器；红外光电传感器(102)，与计数器机械传动器(101)连接，用于通过所述计数器机械传动器(101)的动作来采集所述雷电流信号。3.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括：取能电源(50)，与第一稳压电路(60)以及第二稳压电路(70)连接，用于为第一稳压电路(60)以及第二稳压电路(70)提供电源；所述第一稳压电路(60)，与所述信号采集单元(10)、所述微处理器单元(20)连接，用于为所述信号采集单元(10)、所述微处理器单元(20)提供直流电源；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪涛，饶强，李子衿，王存平，赵贺，郝良，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：