CN103618287A - 一种防雷方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种防雷方法，包括：过电压在线监测装置通过预设雷电过电压模型，判别出电网中的过电压信号为雷电过电压信号时，发送控制信号至防雷装置；所述防雷装置在接收到所述控制信号时，进行防雷操作。因此，本申请达到了防止因雷电过电压信号引起的雷击事件发生的目的。

Description

一种防雷方法及系统

技术领域

本申请涉及防护雷击领域，特别涉及一种防雷方法及系统。

背景技术

在电网实际运行中，过电压对电网中设备威胁较大，尤其是目前线路通过提高爬电比距等方式使得防雷技术不断提高的情况下，雷电过电压对变电站变电设备威胁越来越大。如何防止因雷电过电压引起的雷击事件的发生，已成为刻不容缓的问题。

但是，目前却不存在因雷电过电压引起的雷击的防雷方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种防雷方法及系统，以达到防止因雷电过电压信号引起的雷击事件发生的目的，技术方案如下：

一种防雷方法，包括：

过电压在线监测装置通过预设雷电过电压模型，判别出电网中的过电压信号为雷电过电压信号时，发送控制信号至防雷装置；

所述防雷装置在接收到所述控制信号时，进行防雷操作。

优选的，所述过电压在线监测装置通过预设雷电过电压模型，判别出电网中的过电压信号为雷电过电压信号时，发送控制信号至防雷装置的过程，包括：

电压互感器采集电网中的过电压信号；

网络频谱分析仪测量所述电压互感器的过电压信号，通过预设雷电过电压模型，判别出所述过电压信号的类别为雷电过电压信号；

网络频谱分析仪发送控制信号至防雷装置；

所述电压互感器和所述网络频谱分析仪为所述过电压在线监测装置的一部分。

优选的，所述预设雷电过电压模型的预设过程，包括：

采用冲击电压器在电压互感器上施加模拟雷电冲击波；

采用高频数字示波器同时测量所述电压互感器的时域电压波形，所述时域电压波形组成预设雷电过电压模型。

优选的，所述网络频谱分析仪测量所述电压互感器的过电压信号，通过预设雷电过电压模型，判别所述过电压信号的类别为雷电过电压信号的过程，包括：

测量所述电压互感器、二次电缆和分压器的散射系数；

使用所述散射系数计算出所述电压互感器的传输参数，并使用矢量匹配法对所述传输参数进行有理函数逼近，得到传递函数；

通过所述传递函数和所述电压互感器的饱和特性，进行反演还原运算，得到电压传感器的一次侧电压波形；

在判断所述一次侧电压波形符合预设雷电过电压模型时，判别出所述过电压信号的类别为雷电过电压信号。

优选的，所述电压互感器的饱和特性通过工频试验变压器测量得到。

一种防雷系统，包括：

过电压在线监测装置，用于通过预设雷电过电压模型，判别出电网中的过电压信号为雷电过电压信号时，发送控制信号至防雷装置；

防雷装置，用于在接收到所述控制信号时，进行防雷操作。

优选的，所述过电压在线监测装置包括：

电压互感器，用于采集电网中的过电压信号；

网络频谱分析仪，用于测量所述电压互感器的过电压信号，通过预设雷电过电压模型，判别出所述过电压信号的类别为雷电过电压信号，发送控制信号至防雷装置。

优选的，包括：

冲击电压器，用于在电压互感器上施加模拟雷电冲击波；

高频数字示波器，用于同时测量所述电压互感器的时域电压波形，所述时域电压波形组成预设雷电过电压模型。

优选的，所述网络频谱分析仪包括：

测量单元，用于测量所述电压互感器、二次电缆和分压器的散射系数；

第一计算单元，用于使用所述散射系数计算出所述电压互感器的传输参数，并使用矢量匹配法对所述传输参数进行有理函数逼近，得到传递函数；

第二计算单元，用于通过所述传递函数和所述电压互感器的饱和特性，进行反演还原运算，得到电压传感器的一次侧电压波形；

判别单元，用于在判断所述一次侧电压波形符合预设雷电过电压模型时，判别出所述过电压信号的类别为雷电过电压信号。

优选的，包括：

工频试验变压器，用于测量所述电压互感器的饱和特性。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

在本申请中，由过电压在线监测装置对电网中的过电压信号进行监测，通过预设雷电过电压模块性，判别出电网中的过电压信号为雷电过电压信号，在判别出电网中的过电压信号为雷电过电压信号时，发送控制信号至防雷装置，由防雷装置进行防雷操作。达到了防止因雷电过电压信号引起的雷击事件发生的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的一种防雷方法的一种流程图；

图2是本申请提供的一种防雷方法的一种子流程图；

图3是本申请提供的一种防雷方法的另一种子流程图；

图4是本申请提供的一种防雷方法的再一种子流程图；

图5是本申请提供的一种防雷系统的一种结构示意图；

图6是本申请提供的一种过电压在线监测装置的一种结构示意图；

图7是本申请提供的一种网络频谱分析仪的一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

一个实施例

请参见图1，其示出了本申请提供的一种防雷方法的一种流程图，可以包括以下步骤：

步骤S11：过电压在线监测装置通过预设雷电过电压模型，判别出电网中的过电压信号为雷电过电压信号时，发送控制信号至防雷装置。

在本实施例中，由过电压在线监测装置通过预设雷电过电压模型，判别电网中的过电压信号是否为雷电过电压信号。

过电压在线监测装置通过预设雷电过电压模型，判别电网中的过电压信号是否为雷电过电压信号的过程为：过电压在线监测装置采集电网中的过电压信号，在预设雷电过电压模型中查找与电网中的过电压信号对应的电压波形符合的波形，如果查找到，判别出电网中的过电压信号为雷电过电压信号。

预设雷电过电压模型存储在过电压在线监测装置中。

过电压在线监测装置在判别出电网中的过电压信号为雷电过电压信号时，说明需要进行防雷操作，因此发送控制信号至防雷装置。

步骤S12：所述防雷装置在接收到所述控制信号时，进行防雷操作。

在本申请中，由过电压在线监测装置对电网中的过电压信号进行监测，通过预设雷电过电压模块性，判别出电网中的过电压信号为雷电过电压信号，在判别出电网中的过电压信号为雷电过电压信号时，发送控制信号至防雷装置，由防雷装置进行防雷操作。达到了防止因雷电过电压信号引起的雷击事件发生的目的。

另一个实施例

在本实施例中，示出的是过电压在线监测装置通过预设雷电过电压模型，判别出电网中的过电压信号为雷电过电压信号时，发送控制信号至防雷装置的具体过程，请参见图2，图2示出的是本申请提供的一种防雷方法的一种子流程图，可以包括以下步骤：

步骤S21：电压互感器采集电网中的过电压信号。

步骤S22：网络频谱分析仪测量所述电压互感器的过电压信号，通过预设雷电过电压模型，判别出所述过电压信号的类别为雷电过电压信号。

步骤S23：网络频谱分析仪发送控制信号至防雷装置。

其中，所述电压互感器和所述网络频谱分析仪属于过电压在线监测装置，为所述过电压在线监测装置的一部分。

再一个实施例

基于图1和图2，对预设雷电过电压模型的预设过程进行详细描述，请参见图3，图3示出的是本申请提供的一种防雷方法的另一种子流程图，可以包括以下步骤：

步骤S31：采用冲击电压器在电压互感器上施加模拟雷电冲击波。

步骤S32：采用高频数字示波器同时测量所述电压互感器的时域电压波形，所述时域电压波形组成预设雷电过电压模型。

再一个实施例

在本实施例中，示出的是网络频谱分析仪测量所述电压互感器的过电压信号，通过预设雷电过电压模型，判别所述过电压信号的类别为雷电过电压信号的具体过程，请参见图4，图4示出的是本申请提供的一种防雷方法的再一种子流程图，可以包括以下步骤：

步骤S41：测量所述电压互感器、二次电缆和分压器的散射系数。

步骤S42：使用所述散射系数计算出所述电压互感器的传输参数，并使用矢量匹配法对所述传输参数进行有理函数逼近，得到传递函数。

步骤S43：通过所述传递函数和所述电压互感器的饱和特性，进行反演还原运算，得到电压传感器的一次侧电压波形。

在本实施例中，电压互感器的饱和特性可以通过工频试验变压器测量得到。

步骤S44：在判断所述一次侧电压波形符合预设雷电过电压模型时，判别出所述过电压信号的类别为雷电过电压信号。

在预设雷电过电压模型中查找与一次侧电压波形相符合的波形，如果查找到，说明过电压信号为雷电过电压信号，判别出过电压信号为雷电过电压信号。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

与上述方法实施例相对应，本申请提供了一种防雷系统，请参见图5，图5示出的是本申请提供的一种防雷系统的一种结构示意图，防雷系统包括：过电压在线监测装置51和防雷装置52。

过电压在线监测装置51，用于通过预设雷电过电压模型，判别出电网中的过电压信号为雷电过电压信号时，发送控制信号至防雷装置52。

防雷装置52，用于在接收到所述控制信号时，进行防雷操作。

图5示出的过电压在线监测装置51的具体结构可以参见图6，图6示出的是本申请提供的一种过电压在线监测装置的一种结构示意图，过电压在线监测装置包括：电压互感器61和网络频谱分析仪62。

电压互感器61，用于采集电网中的过电压信号。

网络频谱分析仪62，用于测量所述电压互感器的过电压信号，通过预设雷电过电压模型，判别出所述过电压信号的类别为雷电过电压信号，发送控制信号至防雷装置。

在本实施例中，网络频谱分析仪62的具体结构可以参见图7，图7示出的是本申请提供的一种网络频谱分析仪的一种结构示意图，网络频谱分析仪包括：测量单元71、第一计算单元72、第二计算单元73和判别单元74。

测量单元71，用于测量所述电压互感器、二次电缆和分压器的散射系数。

第一计算单72元，用于使用所述散射系数计算出所述电压互感器的传输参数，并使用矢量匹配法对所述传输参数进行有理函数逼近，得到传递函数。

第二计算单元73，用于通过所述传递函数和所述电压互感器的饱和特性，进行反演还原运算，得到电压传感器的一次侧电压波形。

电压互感器的饱和特性由工频试验变压器测量得到。

判别单元74，用于在判断所述一次侧电压波形符合预设雷电过电压模型时，判别出所述过电压信号的类别为雷电过电压信号。

预设雷电过电压模型可以由冲击电压器和高频数字示波器预设得到。其中，冲击电压器，用于在电压互感器上施加模拟雷电冲击波。

高频数字示波器，用于同时测量所述电压互感器的时域电压波形，所述时域电压波形组成预设雷电过电压模型。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

以上对本申请所提供的一种防雷方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种防雷方法，其特征在于，包括：

过电压在线监测装置通过预设雷电过电压模型，判别出电网中的过电压信号为雷电过电压信号时，发送控制信号至防雷装置；

所述防雷装置在接收到所述控制信号时，进行防雷操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过电压在线监测装置通过预设雷电过电压模型，判别出电网中的过电压信号为雷电过电压信号时，发送控制信号至防雷装置的过程，包括：

电压互感器采集电网中的过电压信号；

网络频谱分析仪测量所述电压互感器的过电压信号，通过预设雷电过电压模型，判别出所述过电压信号的类别为雷电过电压信号；

网络频谱分析仪发送控制信号至防雷装置；

所述电压互感器和所述网络频谱分析仪为所述过电压在线监测装置的一部分。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设雷电过电压模型的预设过程，包括：

采用冲击电压器在电压互感器上施加模拟雷电冲击波；

采用高频数字示波器同时测量所述电压互感器的时域电压波形，所述时域电压波形组成预设雷电过电压模型。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述网络频谱分析仪测量所述电压互感器的过电压信号，通过预设雷电过电压模型，判别所述过电压信号的类别为雷电过电压信号的过程，包括：

测量所述电压互感器、二次电缆和分压器的散射系数；

使用所述散射系数计算出所述电压互感器的传输参数，并使用矢量匹配法对所述传输参数进行有理函数逼近，得到传递函数；

通过所述传递函数和所述电压互感器的饱和特性，进行反演还原运算，得到电压传感器的一次侧电压波形；

在判断所述一次侧电压波形符合预设雷电过电压模型时，判别出所述过电压信号的类别为雷电过电压信号。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电压互感器的饱和特性通过工频试验变压器测量得到。

6.一种防雷系统，其特征在于，包括：

过电压在线监测装置，用于通过预设雷电过电压模型，判别出电网中的过电压信号为雷电过电压信号时，发送控制信号至防雷装置；

防雷装置，用于在接收到所述控制信号时，进行防雷操作。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述过电压在线监测装置包括：

电压互感器，用于采集电网中的过电压信号；

网络频谱分析仪，用于测量所述电压互感器的过电压信号，通过预设雷电过电压模型，判别出所述过电压信号的类别为雷电过电压信号，发送控制信号至防雷装置。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，包括：

冲击电压器，用于在电压互感器上施加模拟雷电冲击波；

高频数字示波器，用于同时测量所述电压互感器的时域电压波形，所述时域电压波形组成预设雷电过电压模型。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述网络频谱分析仪包括：

测量单元，用于测量所述电压互感器、二次电缆和分压器的散射系数；

第一计算单元，用于使用所述散射系数计算出所述电压互感器的传输参数，并使用矢量匹配法对所述传输参数进行有理函数逼近，得到传递函数；

第二计算单元，用于通过所述传递函数和所述电压互感器的饱和特性，进行反演还原运算，得到电压传感器的一次侧电压波形；

判别单元，用于在判断所述一次侧电压波形符合预设雷电过电压模型时，判别出所述过电压信号的类别为雷电过电压信号。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，包括：

工频试验变压器，用于测量所述电压互感器的饱和特性。

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