CN104374996A - 一种低压输电线路雷电流监测系统 - Google Patents

一种低压输电线路雷电流监测系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104374996A
CN104374996A CN201410675243.5A CN201410675243A CN104374996A CN 104374996 A CN104374996 A CN 104374996A CN 201410675243 A CN201410675243 A CN 201410675243A CN 104374996 A CN104374996 A CN 104374996A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lightning current
module
circuit
control module
gprs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410675243.5A
Other languages
English (en)
Inventor
李祥超
周中山
朱若虚
李鹏飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Information Science and Technology
Original Assignee
Nanjing University of Information Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Information Science and Technology filed Critical Nanjing University of Information Science and Technology
Priority to CN201410675243.5A priority Critical patent/CN104374996A/zh
Publication of CN104374996A publication Critical patent/CN104374996A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

本发明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。

Description

一种低压输电线路雷电流监测系统
技术领域
本发明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领域。
背景技术
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。
发明内容
本发明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。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
本发明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。
作为本发明的进一步优化方案，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。
作为本发明的进一步优化方案，所述分压器为电阻分压电路。
作为本发明的进一步优化方案，所述限幅电路为双向TVS管。
作为本发明的进一步优化方案，所述A/D转换电路为10位的高精度高速采样A/D芯片。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1）本发明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）本发明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）本发明具有测量精度高、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是本发明的结构框图。
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
下面详细描述本发明的实施方式，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，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域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，本发明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。
本技术领域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）具有与本发明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。
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明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。
本发明的工作流程为：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示。
本发明中，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1Ω。分压器为电阻R1、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。本发明在实际应用中，磁芯感应线圈L与低压输电导线1垂直，通常来说，磁芯感应线圈L距离低压输电导线1的距离为5-10m。
本发明中，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10MHz的采样频率。FPGA采样控制模块控制A/D转换电路进行连续采样，并将数据存入缓冲存储器中。当没有雷电流信号时，将A/D转换电路输出的数字信号，按先后顺序存入RAM中。DSP中央控制模块的功能是接收、暂存及上传雷电流数据，DSP中央控制模块在无雷电流信号时处于低功耗模式，一旦DSP中央控制模块监测到雷电流信号时，DSP中央控制模块开始工作，将雷电流信号发送至GPRS接收及传输模块。
以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

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。
2.根据权利要求1所述的一种低压输电线路雷电流监测系统，其特征在于，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。
3.根据权利要求1所述的一种低压输电线路雷电流监测系统，其特征在于，所述分压器为电阻分压电路。
4.根据权利要求1所述的一种低压输电线路雷电流监测系统，其特征在于，所述限幅电路为双向TVS管。
5.根据权利要求1所述的一种低压输电线路雷电流监测系统，其特征在于，所述A/D转换电路为10位的高精度高速采样A/D芯片。
CN201410675243.5A 2014-11-24 2014-11-24 一种低压输电线路雷电流监测系统 Pending CN104374996A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410675243.5A CN104374996A (zh) 2014-11-24 2014-11-24 一种低压输电线路雷电流监测系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410675243.5A CN104374996A (zh) 2014-11-24 2014-11-24 一种低压输电线路雷电流监测系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104374996A true CN104374996A (zh) 2015-02-25

Family

ID=52554034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410675243.5A Pending CN104374996A (zh) 2014-11-24 2014-11-24 一种低压输电线路雷电流监测系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104374996A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110618631A (zh) * 2019-09-21 2019-12-27 国网福建省电力有限公司南平供电公司 一种新型的低功耗雷电信号采集设备及其控制方法
CN110829400A (zh) * 2019-10-25 2020-02-21 天津航空机电有限公司 一种模拟量采集雷电防护电路
CN115498509A (zh) * 2022-10-12 2022-12-20 南京尚志电子科技有限公司 一种阻雷避雷装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10197652A (ja) * 1997-01-13 1998-07-31 Tokyo Electric Power Co Inc:The 配電線雷観測システム
JPH11202056A (ja) * 1998-01-13 1999-07-30 Tokyo Electric Power Co Inc:The 雷観測システム
CN101149400A (zh) * 2007-11-05 2008-03-26 湖北省电力试验研究院 输电线路雷击在线监测系统
CN201918996U (zh) * 2011-01-12 2011-08-03 南京信息工程大学 一种雷电冲击设备的信号传输装置
CN202600037U (zh) * 2012-01-13 2012-12-12 广东电网公司韶关供电局 输电线路直击雷记录装置
CN103197134A (zh) * 2013-03-29 2013-07-10 自贡华能电器有限公司 一种避雷器用在线数据采集装置
CN103592506A (zh) * 2013-11-30 2014-02-19 国家电网公司 一种架空输电线路雷电流在线监测装置
CN203688611U (zh) * 2014-01-16 2014-07-02 浙江海洋学院 感应式20kHz电流表

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10197652A (ja) * 1997-01-13 1998-07-31 Tokyo Electric Power Co Inc:The 配電線雷観測システム
JPH11202056A (ja) * 1998-01-13 1999-07-30 Tokyo Electric Power Co Inc:The 雷観測システム
CN101149400A (zh) * 2007-11-05 2008-03-26 湖北省电力试验研究院 输电线路雷击在线监测系统
CN201918996U (zh) * 2011-01-12 2011-08-03 南京信息工程大学 一种雷电冲击设备的信号传输装置
CN202600037U (zh) * 2012-01-13 2012-12-12 广东电网公司韶关供电局 输电线路直击雷记录装置
CN103197134A (zh) * 2013-03-29 2013-07-10 自贡华能电器有限公司 一种避雷器用在线数据采集装置
CN103592506A (zh) * 2013-11-30 2014-02-19 国家电网公司 一种架空输电线路雷电流在线监测装置
CN203688611U (zh) * 2014-01-16 2014-07-02 浙江海洋学院 感应式20kHz电流表

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李志军等: "特高压交流输电线路雷电流监测", 《高电压技术》 *
李昆仑: "雷电流在线监测装置的设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技II辑》 *
田虓: "输电线路雷电流全波在线监测系统的研究", 《煤炭技术》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110618631A (zh) * 2019-09-21 2019-12-27 国网福建省电力有限公司南平供电公司 一种新型的低功耗雷电信号采集设备及其控制方法
CN110829400A (zh) * 2019-10-25 2020-02-21 天津航空机电有限公司 一种模拟量采集雷电防护电路
CN115498509A (zh) * 2022-10-12 2022-12-20 南京尚志电子科技有限公司 一种阻雷避雷装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102323459B (zh) 抗交变磁场锰铜分流器
CN102818927B (zh) 直流配用电系统中逆向小电流的测量装置及测量方法
CN102565862B (zh) 一种瞬变电磁响应信号梯度测量方法及观测装置
WO2011029018A2 (en) Voltage conversion and/or electrical measurements from 400 volts upwards
CN104374996A (zh) 一种低压输电线路雷电流监测系统
CN103886923A (zh) 控制棒位置线性测量系统及方法
CN102175923A (zh) 输电线路动态损耗测量系统及方法
CN103592497A (zh) 一种宽频电压采集器
CN102401855A (zh) 采用罗氏线圈电流互感器的电力数字仪表
CN202177647U (zh) 抗交变磁场锰铜分流器
Li et al. Design of Rogowski coil with external integrator for measurement of lightning current up to 400 kA
CN204203350U (zh) 一种低压输电线路雷电流监测系统
CN203688651U (zh) 用于电子式电流互感器的电流采样与保护电路
CN212667157U (zh) 一种信号滤除电路及充电桩
CN111856345A (zh) 一种用于测量冲击电流的宽频磁场传感器装置及方法
CN103675433A (zh) 用于电子式电流互感器的电流采样与保护电路
CN103743941A (zh) 无电源无线通讯钳形交流电流表
CN104158306A (zh) 宽电流范围ct取电装置
CN201974466U (zh) 一种变电站侵入波电流采样装置
CN201918254U (zh) 一种测量接地装置特性参数的电流互感器装置
CN204794930U (zh) 高压脉冲前沿锐化装置
CN201434883Y (zh) 一种罗氏线圈电量变送器
CN109100577A (zh) 一种远距离雷电探测系统及方法
CN102496443A (zh) 配电变压器套管
CN104730584B (zh) 瞬变电磁接收机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150225