CN107420272A - 一种雷电防护监测预警系统及使用方法 - Google Patents
一种雷电防护监测预警系统及使用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107420272A CN107420272A CN201710831194.3A CN201710831194A CN107420272A CN 107420272 A CN107420272 A CN 107420272A CN 201710831194 A CN201710831194 A CN 201710831194A CN 107420272 A CN107420272 A CN 107420272A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mrow
- data
- protective device
- lightning protection
- msub
- 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.)
- Granted
Links
- 230000004224 protection Effects 0.000 title claims abstract description 83
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 80
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 68
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 68
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000013480 data collection Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 21
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 18
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 3
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 3
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- 208000025274 Lightning injury Diseases 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 2
- APTZNLHMIGJTEW-UHFFFAOYSA-N pyraflufen-ethyl Chemical compound C1=C(Cl)C(OCC(=O)OCC)=CC(C=2C(=C(OC(F)F)N(C)N=2)Cl)=C1F APTZNLHMIGJTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001739 rebound effect Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
- F03D80/30—Lightning protection
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/02—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D7/0264—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for stopping; controlling in emergency situations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Elimination Of Static Electricity (AREA)
Abstract
本发明提供一种雷电防护监测预警系统及使用方法,所述雷电防护监测预警系统包括收集模块、数据处理模块、系统控制模块、雷电防护装置,所述数据收集模块包括数据检测组件和数据集成单元,所述数据集成单元收集整理所述数据检测组件检测的数据,并将所述数据上传至所述数据处理模块;所述数据处理模块通过对所述数据的处理构建出处理方案;所述系统控制模块根据所述处理方案对所述雷电防护装置进行控制;本发明通过所述雷电防护监测预警系统对所述雷电防护装置进行安全检测,保证所述雷电防护装置有效接地,使所述雷电防护装置处于正常工作状态。
Description
技术领域
本发明涉及雷电防护领域,具体涉及一种雷电防护监测预警系统及使用方法。
背景技术
虽然已经步入了高科技时代,但是仍然在受到能源、环境和安全这三个因素的困扰,随着通信设备的高度集成化、通信网络的系统化、通信设备管理的集成中央化,广泛使用在各类通信系统中的大量精密电子设备,其耐过电压过电流水平的下降,雷电灾害事故常常发生,已经成为我们“网络化时代、电子化时代”的一大公害。智能系统在工作时可能受到过电压的侵袭,过电压可能以电压或电流波形侵入电源系统和信号系统,并通过其电气连接线传播。施加在电子设备上浪涌过电压分为纵向过电压和横向过电压,纵向冲击主要损坏跨接在接地线与地间的元器件或绝缘介质,击穿线路和设备间起阻抗匹配作用的变压器匝间、层间或线对地绝缘等;横向冲击则同信息一样,可在线路中传输,损坏内部电路的电容、电感及耐冲击能力较差的固体元件。
风能是当前技术最成熟、最具开发条件的可再生洁净能源。风能发电为人与自然和谐发展提供了基础。由于风力发电机组时自然环境下工作,不可避免的会受到自然灾害的影响。
风力发电通常位于开阔地带,而且位置较高,所述整个风力发电机是暴露在直击雷的威胁下,被雷击直接击中的概率是与该物体的高度的平方值成正比。兆瓦级风力发电机的叶片高度达到150m以上,因此风机的叶片位置特别容易被雷电击中。风机内部集成了大量的电气、电子设备,发电系统的外部电流传输装置与风机直接相连,雷电电涌会给发电系统各装置带来相当严重的损害。
鉴于上述缺陷,本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
为解决上述问题,本发明采用的技术方案在于,提供一种雷电防护监测预警系统,所述雷电防护监测预警系统包括收集模块、数据处理模块、系统控制模块、雷电防护装置,所述数据收集模块包括数据检测组件和数据集成单元,所述数据集成单元收集整理所述数据检测组件检测的数据,并将所述数据上传至所述数据处理模块;所述数据处理模块通过对所述数据的处理构建出处理方案;所述系统控制模块根据所述处理方案对所述雷电防护装置进行控制。
较佳的,所述数据检测组件包括传感器和设备检测装置,所述传感器用于采集环境参数,所述设备检测装置用于检测所述雷电防护装置的工作状况。
较佳的,所述雷电防护装置包括防护部、传导部、接地部,所述防护部和所述接地部通过所述传导部连接,所述接地部设置在地表内,所述防护部设置在保护物上。
较佳的,所述设备检测装置包括发电组件、检测组件,所述检测组件设置连接部,所述发电组件一端通过导线与所述防护部相连,另一端通过接地导线与地面相连;所述检测组件一端通过所述连接部与所述传导部相连,另一端与所述发电组件的所述接地导线相连。
较佳的,所述设备检测装置还包括移动组件,所述移动组件控制所述连接部与所述传导部的连接位置。
较佳的,一种使用所述雷电防护监测预警系统的使用方法,包括步骤:
S1,所述雷电防护监测预警系统收集天气数据并周期性对雷电防护装置进行检测;
S2,通过所述雷电防护监测预警系统对所述雷电防护装置的检测结果及所述天气数据的分析;
S3,所述雷电防护监测预警系统控制所述雷电防护装置进行雷电防护工作。
较佳的,步骤S2具体是,通过所述数据处理模块对所述天气数据处理判断天气情况,当天气情况判断为晴朗天气时,所述雷电防护装置进入非工作状态,当天气情况判断为雷雨天气时,所述雷电防护装置进入工作状态;当所述数据处理模块分析所述设备检测装置的检测数据出现异常,立即发出预警,并通过对标准电流数值变化曲线与实际检测的电流数值变化曲线进行比对,判断出现问题的具体位置并进行后续处理。
较佳的,所述标准电流数值变化曲线函数公式为,
其中,I为标准状况下所述检测组件检测的电流数值,V为所述连接部在所述传导部移动的距离,W为所述传导部的长度,T为外界温度,R1为所述检测组件的电阻,R2为所述接地导线接地位置到所述接地部之间的地表电阻,ρ为所述传导部的在零度时的电阻率,γ为所述传导部的电阻温度系数,B为所述传导部的横截面积;U为所述发电组件提供的电压值。
较佳的,步骤S1具体是,所述雷电防护监测预警系统通过所述数据收集模块收集环境参数,所述环境参数包括大气压强、环境温度、空气湿度、空气密度、云层聚焦情况、云层移动变化、云层中电量大小、风暴单体的变化情况,并通过所述设备检测装置检测所述雷电防护装置的运行情况。
与现有技术比较本发明的有益效果在于:1,通过所述雷电防护监测预警系统对所述发电设备雷电防护装置、所述电流传输设备雷电防护装置进行安全检测,保证所述发电设备雷电防护装置、所述电流传输设备雷电防护装置有效接地,使所述发电设备雷电防护装置、所述电流传输设备雷电防护装置处于正常工作状态;2,通过所述发电设备雷电防护装置的所述控制组件,使所述发电设备雷电防护装置内形成有效的防雷导电线路,保证所述发电设备雷电防护装置的防雷效果;3,通过所述电流传输设备雷电防护装置的所述调控组件,调节所述电流传输设备雷电防护装置的雷电保护范围。
附图说明
图1为本发明所述雷电防护系统的功能示意图;
图2为本发明所述雷电防护系统的所述发电设备雷电防护装置结构示意图(侧视);
图3为本发明所述雷电防护系统的所述发电设备雷电防护装置结构示意图(正视);
图4为本发明所述雷电防护系统的所述发电设备雷电防护装置局部结构示意图;
图5为本发明所述雷电防护系统的所述电流传输设备雷电防护装置结构示意图;
图6为本发明所述雷电防护系统的所述电流传输设备雷电防护装置局部结构示意图;
图7为本发明所述雷电防护系统的所述雷电防护监测预警系统功能示意图;
图8为本发明所述雷电防护系统的所述数据检测组件连接示意图。
图中数字表示:
1-雷电防护监测预警系统;2-发电设备雷电防护装置;3-电流传输设备雷电防护装置;11-数据收集模块;12-数据处理模块;13-系统控制模块;21-接闪器;22-控制装置;23-连接装置;24-接地装置;31-避雷组件;32-调节组件;111-数据检测组件;112-数据集成单元;113-发电组件;114-检测组件;115-接地导线;116-连接部;117-移动组件;221-控制环;222-控制器;231-连杆组件;232-连接线;233-定位轮;234-导电环;311-避雷器;312-引下线;313-接地单元;321-压线器;322-避雷调节器;3221-罩板;3222-支撑底座;3223-固定套管;3224-电机;3225-连接机构。
具体实施方式
以下结合附图,对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
实施例一
请参阅图1所示,其为本发明雷电防护系统的功能示意图。
如图1所示,所述雷电防护系统包括雷电防护监测预警系统1、发电设备雷电防护装置2、电流传输设备雷电防护装置3。所述雷电防护监测预警系统1与所述发电设备雷电防护装置2、所述电流传输设备雷电防护装置3数据连接,所述雷电防护监测预警系统1收集环境参数,并通过对所述环境参数的处理控制述发电设备雷电防护装置2和所述电流传输设备雷电防护装置3。
实施例二
如图2和图3所示,图2和图3为所述雷电防护系统的所述发电设备雷电防护装置的结构示意图,所述发电设备雷电防护装置2包括接闪器21、控制装置22、连接装置23、接地装置24,所述接闪器21设置在风力发电设备的叶片内,所述控制装置22设置在所述风力发电设备的轮毂内,所述连接装置23与所述接闪器21连接,所述控制装置22与所述接地装24置连接。
所述接闪器21优选设置为避雷针,所述连接装置23包括连杆组件231、连接线232、定位轮233、导电环234,所述连杆组件231用于连接所述接闪器231和所述连接线232,所述连杆组件231包括连接轴、转轴、连接杆,所述接闪器21底部通过所述连接轴与所述连接杆活动连接,所述连接杆与所述连接线232连接,所述转轴设置在所述连接杆中间位置,所述转轴固定在所述叶片内,所述连接杆可绕所述转轴转动,通过控制所述连接杆的转动实现所述接闪器21从所述叶片内探出或缩入的操作。优选的所述转轴到所述连接杆与所述连接线232连接位置的距离小于所述转轴到所述连接轴位置的距离,保证所述连接杆转动时,所述接闪器21可以进行较大的位移,增强所述连接杆对所述接闪器21位置的控制。所述转轴设置弹性元件,所述弹性元件优选设置为弹簧,所述弹性元件一端固定在所述连接杆上,另一端固定在所述叶片内,通过所述弹性元件的回弹作用,保证所述连接杆在未受到外力作用下保持一定的位置状态,实现所述接闪器21在所述叶片内的位置固定,避免在所述叶片转动过程中,所述接闪器21由于离心力的作用从所述叶片内伸出。
所述定位轮233设置在所述叶片的叶根位置处,所述定位轮233用于稳定所述连接线232的运动位置,避免在所述连接杆控制所述接闪器21的过程中,所述连接线232发生来回摆动,并增强所述导电环234对所述连接杆的控制作用,保证所述连接线232的张紧状态。
所述风力发电设备的叶片和轮毂的连接位置设置槽口,所述连接线穿过所述槽口与所述导电环234固定连接,所述导电环234设置在所述轮毂内,并与所述轮毂接触,所述导电环234和所述轮毂同轴设置。在所述连接线的拉力作用,以及所述导电环234和所述轮毂之间的摩擦力作用下,当所述叶片和所述轮毂发生转动时,所述导电环234也随之发生转动。
如图4所示,图4为所述雷电防护系统的所述发电设备雷电防护装置的局部结构示意图.所述控制装置22包括控制环221、控制器222,所述控制环221与所述导电环234同轴设置,所述控制器222控制所述控制环221在轴向上的位置状态,实现所述控制环221和所述导电环234的接触和分离,所述控制环221与所述导电环234的对应接触面优选设置为斜面,便于所述控制环221与所述导电环234的连接接触;优选的在所述控制环221的接触面上设置连接部,通过所述控制器222控制,使所述控制环221和所述导电环234通过所述连接部连接。所述连接部包括外圈、内圈、滚子,所述滚子设置在所述内圈和所述外圈之间,所述内圈固定在所述控制环221上,所述外圈与所述控制环221活动连接,所述外圈和所述内圈优选设置为空心圆锥台型,所述外圈外表面形状与所述导电环234内表面形状相配。通过所述控制器222控制,使所述控制环221和所述导电环234通过所述连接部连接,使所述连接部和所述导电环234产生摩擦力,通过所述控制器22对所述控制环221作用力的控制改变所述连接部和所述导电环234之间的摩擦力大小,实现所述导电环234和所述轮毂之间的相对转动,由于所述导电环234和所述轮毂之间的相对转动,导致所述连接线232运动状态发生变化,实现所述转动轴的转动,从而实现所述接闪器从所述叶片内伸出。随所述转动杆转动角度的增大,所述弹性原件的回弹力逐渐增加,当所述回弹力到达某一数值时,致使所述导电环234发生转动,所述导电环234和所述轮毂再次处于相对静止状态,所述导电环234和所述控制环221通过所述连接部发生相对转动。由于各连接位置都具有相互作用力,致使所述连接位置连接紧密,所述接闪器21、所述连接杆、所述连接线232、所述导电环234、所述控制环221、所述接地装置24形成完整的导电线路,实现所述接闪器21与地面的有效连接。
所述控制环221与所述导电环234的对应接触面设置为斜面,所述导电环234内表面为接触面;所述导电环234内表面与水平面形成的锐角,即所述导电环234内表面倾斜角度θ公式为,
其中,D1为所述内圈外表面最大直径,D2为所述内圈外表面最小直径,D3为所述外圈外表面最大直径,D4为所述外圈外表面最小直径,a为所述外圈厚度,D为所述导电环外径,μ为所述外圈和所述导电环的摩擦系数,μ1为所述内圈和所述滚子的摩擦系数,μ2为所述外圈和所述滚子的摩擦系数,F为所述控制器施加的轴向压力,a1为所述转轴到所述连接杆与所述连接线的连接位置的距离,a2为所述转轴到所述连接轴的距离,m为所述接闪器的重量,g为重力比例系数,e为常数。
由于所述导电环234与所述连接部配合设置,所述导电环234内表面倾斜角度与所述连接部外表面倾斜角度相同,所述导电环234内表面倾斜角度的设置影响所述导电环234和所述连接部之间摩擦力的大小,所述导电环234和所述连接部之间摩擦力需保证所述导电环234和所述连接部在所述控制器施加一定压力后的连接状态下,所述导电环234和所述连接部之间的摩擦力小于所述连接部内部组件之间的摩擦力,并且所述导电环234和所述连接部之间的摩擦力可带动所述连接杆发生转动致使所述接闪器从叶片内伸出;故当所述控制器施加的轴向压力越大时,所述导电环234和所述连接部之间摩擦力随之增大,需将所述导电环234内表面设置的倾斜角度减小,调节所述导电环234和所述连接部之间的摩擦力满足所述发电设备雷电防护装置的工作状态。
现有的风力发电设备的雷电防护装置都是通过设置在叶片尖端部位的引雷装置接引雷电流,所述雷电流通过连接线传递至叶片根部的金属法兰盘再经过与法兰连接的变桨轴承传递到轮毂完成避雷保护,使得作为发电设备的关键部件所述变桨轴承容易发生电腐蚀,造成所述变桨轴承的损坏。本发明中的所述发电设备雷电防护装置,作为单独的雷电防护装置,并不与原有的风力发电设备发生直接导电连接,避免风力发电设备内部件受到雷电流的不良影响,同时也实现了对风力发电设备的雷电防护。
实施例三
图5为所述雷电防护系统的所述电流传输设备雷电防护装置的结构示意图,所述电流传输设备雷电防护装置3包括避雷组件31、调节组件32,所述避雷组件31用于对电流传输设备进行雷电防护,所述调节组件32于调节所述避雷组件31的保护范围。
所述避雷组件31包括避雷器311、引下线312、接地单元313,所述避雷器311设置在所述电流传输设备的顶部,所述引下线312连接所述避雷器311和所述接地单元313,保证所述避雷器311接地正常工作。
所述调节组件32包括压线器321和避雷调节器322,所述避雷调节器322与所述避雷器311连接,所述压线器321与所述引下线312连接,所述避雷调节器322包括传动单元、固定单元,所述固定单元设置为固定支架,所述避雷器311设置在固定支架内,所述固定支架保证所述避雷器311竖直设置;所述固定支架包括罩板3221、支撑底座3222、固定套管3223,所述罩板3221和所述支撑底座3222连接形成内部空间,所述固定套管3223设置在所述内部空间内,所述避雷器311设置在所述固定套管3223内,所述避雷器311可在所述固定套管3223上下移动,所述罩板3221设置伸出孔,保证所述避雷器311自由在所述内部空间内外活动。所述引下线312穿过所述支撑底座3222在所述固定套管3223内与所述避雷器311底部固定连接。
所述传动单元包括电机3224和连接机构3225,所述电机3224和所述避雷器311通过所述连接机构3225活动连接,所述连接机构3225包括设置在所述避雷器上的第一传动部和设置在所述电机输出轴上的第二传动部,所述固定套管3223设置槽口,所述第一传动部和所述第二传动部在所述槽口位置固定连接,所述第二传动部包括活动块和旋转块,所述活动块设置内螺纹,所述旋转块设置外螺纹,所述活动块和所述旋转块螺纹连接,所述旋转块与所述电机3224输出轴固定连接,所述活动块与所述第一传动部固定连接,通过所述电机3224带动所述旋转块转动,由于所述槽口限制了所述活动块的转动,所述活动快沿所述旋转块上移移动,致使所述第一传动部上下移动,实现所述避雷器在所述固定套管3223内的上下移动。所述固定套管3223内设置减震组件,所述减震组件与所述避雷器底部连接,通过所述减震组件的张力以及所述第一传动部和所述第二传动部的连接效果,保证所述避雷器在所述固定套管3223的位置稳定,且所述减震组件对所述避雷器311具有一定的减震效果,保证所述避雷器311在被雷击过程中不会雷击作用力发生偏移,导致所述避雷器311失去避雷效果。所述活动块和所述旋转块通过螺纹进行传动连接,传动是通过所述活动块和所述旋转块之间的相互摩擦进行的,由于有摩擦力的作用,所述连接机构3225具有一定的自锁能力,在所述避雷器311受到雷击过程中,所述电机3224可能会因雷电作用发生失效,由于自锁能力,所述连接机构3225保证所述电机3224失效时所述避雷器311的位置,避免所述避雷器311位置移动对所述电流传输设备雷电防护装置避雷效果的影响。
所述压线器设置在所述避雷器311和所述接地单元313之间,所述压线器包括弹性原件、固定座、压线滑轮、活动杆,所述引下线包括固定段和调节段,所述固定段竖直设置,下端与所述接地单元313连接,所述调节段一端与所述固定段连接,另一端与所述避雷器311连接,所述压线滑轮与所述调节段连接保证所述调节段的张紧状态,所述固定座固定在电流传输设备上,所述活动杆两端分别与所述固定座、所述压线滑轮活动连接,所述活动杆可绕所述固定座竖直方向转动,所述压线滑轮可在与所述活动杆连接位置处转动,所述弹性原件设置在所述固定座上,所述弹性原件保证所述活动杆处于下压状态。
为保证所述压线器321对所述引下线的张紧效果,在所述固定座设置限制槽实现对所述压线器321中所述活动杆可转动角度的设置,即所述压线器的可调角度。所述压线器的可调角度β公式为
其中,L为所述固定套管到所述固定座的水平距离,H为所述固定套管到所述固定座的竖直距离,h为所述固定段和所述调节段连接位置到所述固定座的竖直距离,lΔ为所述活动杆的长度,d为所述压线滑轮的直径,b为所述避雷器的高度调节量,为所述避雷器处于收缩状态时所述活动杆与竖直方向的锐角夹角。
对于所述压线器的可调角度β,所述避雷器的高度调节量越大时,所述引下线进入所述固定套管3223内的部分就越长,致使所述压线器的可调角度β就越大;为保证所述压线器的张紧效果,所述固定段和所述调节段连接位置到所述固定座的竖直距离尺寸设置小于所述活动杆的长度尺寸,保证所述压线器具有较大的可调角度,且所述固定段和所述调节段连接位置到所述固定座的竖直距离尺寸越小,所述压线器的可调角度就越大;当所述避雷器处于收缩状态时所述活动杆与竖直线的夹角越大时,相对的所述压线器可转动的角度就越小,所述压线器的可调角度就越小。
当所述避雷器处于收缩状态时,所述避雷器底端处于所述固定套管3223底部,所述避雷器在向上移动的过程中,所述引下线会随之发生移动,导致所述引下线的位置状态发生改变,极易使所述引下线缠绕形成线圈,所述线圈在受雷击有电流通过时会产生大量的热量造成火灾或其他安全隐患,为避免所述安全隐患的发生通过所述压线器对所述引下线进行限制引导,使所述引下线处于张紧状态,在实现所述避雷器可调节的同时,避免所述引下线发生缠绕,更加优化的所述电流传输设备雷电防护装置避雷效果。
实施例四
图4为所述雷电防护系统的所述雷电防护监测预警系统1的功能示意图,所述雷电防护监测预警系统1包括数据收集模块11、数据处理模块12、系统控制模块13,所述数据收集模块11包括数据检测组件111和数据集成单元112,所述数据集成单元收集整理所述数据检测组件检测的数据,并将所述数据上传至所述数据处理模块;所述数据检测组件111包括雷达、闪电定位仪、大气电场仪、温度传感器、湿度传感器及设备检测装置,所述雷达向云层发射雷达波,进行探测的雷达波反射回所述雷达后,所述雷达和所述大气电场仪通过对收回的所述雷达波进行分析,计算得出云层的移动变化和大气中的电量情况,所述闪电定位仪通过对所发生雷击的闪电强度和所收集到的雷声大小,并记录收集闪电与雷声之间的间距时间判断雷击发生位置与保护区域之间的距离;所述设备检测装置用于检测各雷电防护装置的运行情况。
所述数据处理模块12通过对整合数据的处理,并通过对使用者设定的参数以及历史数据的对比,分析构建出符合条件的处理方案;所述系统控制模块13根据所述处理方案对各雷电防护装置进行控制,以达到较佳的雷电防护效果。
所述设备检测装置包括发电组件113、检测组件114,所述发电组件113优选设置为太阳能发电组件或风力发电组件,所述发电组件113一端通过导线与所述避雷器或所述避雷装置底部相连,另一端通过接地导线115与地面相连;所述检测组件114一端通过连接部116与所述引下线或所述连线相连,另一端与所述发电组件113的所述接地导线115相连,当所述引下线正常接地时,所述检测组件114检测到电流固定值,当所述引下线或所述连线发生接触不良,无法有效接地时,所述检测组件114检测到电流检测值,通过对电流检测值的分析判断,同时可以检测出所述引下线或所述连线出现问题的具体位置处,若所述避雷器或所述避雷装置底部到所述连接部116之间的所述引下线或所述连线部分发生接触不良,所述检测组件114检测不出电流量,若所述连接部116到所述接地组件的之间的所述引下线或所述连线部分接触不良或所述接地组件发生接地不良,所述检测组114件检测到较大电流。
所述设备检测装置还包括移动组件117,所述移动组件117控制所述连接部116位置,通过移动所述连接部116在所述引下线或所述连线的具体位置以及在移动过程中所述检测组件114的检测数据,可迅速判断出所述雷电防护装置的问题位置,并将所述问题迅速解决。
在雷电防护装置有效接地的情况下即标准状况下,在所述连接部116从所述引下线或所述连线的上端向下端移动的过程当中,所述检测组件114检测到的电路中标准电流数值变化曲线函数为
其中,I为标准状况下所述检测组件检测的电流数值,V为所述连接部从所述引下线或所述连线的上端向下端移动的距离,W为所述引下线或所述连线的长度,T为外界温度,R1为所述检测组件的电阻,R2为所述接地导线接地位置到所述雷电防护装置接地位置之间的地表电阻,ρ为所述引下线或所述连线的在零度时的电阻率,γ为所述引下线或所述连线的电阻温度系数,B为所述引下线或所述连线的横截面积;U为所述发电组件提供的电压值。
随着所述连接部116的不断下移,移动的距离V的不断增大,所述检测组件114检测到的电路中电流数值逐渐减小,所述数据检测组件检测外界温度,避免在标准电流数值变化曲线和实际检测电流数值变化曲线对比时外界温度的影响,外界温度越高,所述检测组件检测到的电流数值就越小;通过所述函数公式建立标准电流数值变化曲线,在实际检测过程中检测到的电流数据与所述标准电流数值变化曲线对比,即可清晰的发现所述引下线或所述连线出现问题的具体位置处,使雷电防护装置的问题得到快速解决。
实施例五
本发明涉及一种使用所述雷电防护系统的使用方法,步骤具体是:
S1,所述雷电防护监测预警系统收集天气数据并周期性对雷电防护装置进行检测;
S2,通过所述雷电防护监测预警系统对所述雷电防护装置的检测结果及所述天气数据的分析;
S3,所述雷电防护监测预警系统控制所述雷电防护装置进行雷电防护工作。
步骤S1具体是,所述雷电防护监测预警系统通过所述数据收集模块收集环境参数,所述环境参数包括大气压强、环境温度、空气湿度、空气密度、云层聚焦情况、云层移动变化、云层中电量大小、风暴单体的变化情况,并通过所述设备检测装置检测各雷电防护装置的运行情况。
步骤S2具体是,通过所述数据处理模块对所述环境参数的处理判断天气情况,当天气情况判断为晴朗天气时,所述发电设备雷电防护装置和所述电流传输设备雷电防护装置进入非工作状态,当天气情况判断为雷雨天气时,,所述发电设备雷电防护装置和所述电流传输设备雷电防护装置进入工作状态;当所述数据处理模块分析所述设备检测装置的检测数据出现异常,立即发出预警,并通过对标准电流数值变化曲线与实际检测的电流数值变化曲线进行比对,判断出现问题的具体位置并进行后续处理。
步骤S3具体是,当所述雷电防护装置进入工作状态时,通过所述系统控制模块对所述发电设备雷电防护装置中所述控制器的控制,使所述控制环221和所述导电环234通过所述连接部连接,从而实现所述接闪器从所述叶片内伸出;通过所述数据处理模块对所述环境参数的分析,确定所述电流传输设备雷电防护装置所需的雷电防护范围,所述系统控制模块控制所述电机调节所述连接机构实现所述电流传输设备雷电防护装置的雷电防护效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明方法的前提下,还可以做出若干改进和补充,这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种雷电防护监测预警系统,其特征在于,包括收集模块、数据处理模块、系统控制模块、雷电防护装置,所述数据收集模块包括数据检测组件和数据集成单元,所述数据集成单元收集整理所述数据检测组件检测的数据,并将所述数据上传至所述数据处理模块;所述数据处理模块通过对所述数据的处理构建出处理方案;所述系统控制模块根据所述处理方案对所述雷电防护装置进行控制。
2.根据权利要求1所述的雷电防护监测预警系统,其特征在于,所述数据检测组件包括传感器和设备检测装置,所述传感器用于采集环境参数,所述设备检测装置用于检测所述雷电防护装置的工作状况。
3.根据权利要求2所述的雷电防护监测预警系统,其特征在于,所述雷电防护装置包括防护部、传导部、接地部,所述防护部和所述接地部通过所述传导部连接,所述接地部设置在地表内,所述防护部设置在保护物上。
4.根据权利要求3所述的雷电防护监测预警系统,其特征在于,所述设备检测装置包括发电组件、检测组件,所述检测组件设置连接部,所述发电组件一端通过导线与所述防护部相连,另一端通过接地导线与地面相连;所述检测组件一端通过所述连接部与所述传导部相连,另一端与所述发电组件的所述接地导线相连。
5.根据权利要求4所述的雷电防护监测预警系统,其特征在于,所述设备检测装置还包括移动组件,所述移动组件控制所述连接部与所述传导部的连接位置。
6.一种使用权利要求1至5任一项所述雷电防护监测预警系统的使用方法,其特征在于,包括步骤:
S1,所述雷电防护监测预警系统收集天气数据并周期性对雷电防护装置进行检测;
S2,通过所述雷电防护监测预警系统对所述雷电防护装置的检测结果及所述天气数据的分析;
S3,所述雷电防护监测预警系统控制所述雷电防护装置进行雷电防护工作。
7.根据权利要求6所述的使用方法,其特征在于,步骤S2具体是,通过所述数据处理模块对所述天气数据处理判断天气情况,当天气情况判断为晴朗天气时,所述雷电防护装置进入非工作状态,当天气情况判断为雷雨天气时,所述雷电防护装置进入工作状态;当所述数据处理模块分析所述设备检测装置的检测数据出现异常,立即发出预警,并通过对标准电流数值变化曲线与实际检测的电流数值变化曲线进行比对,判断出现问题的具体位置并进行后续处理。
8.根据权利要求7所述的使用方法,其特征在于,所述标准电流数值变化曲线函数公式为,
<mrow>
<mi>I</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>U</mi>
<mo>&lsqb;</mo>
<msub>
<mi>R</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>R</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>W</mi>
<mo>-</mo>
<mi>V</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mi>B</mi>
<mi>&rho;</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>+</mo>
<mi>&gamma;</mi>
<mi>T</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>&rsqb;</mo>
<msub>
<mi>R</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>W</mi>
<mo>-</mo>
<mi>V</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mi>B</mi>
<mi>&rho;</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>+</mo>
<mi>&gamma;</mi>
<mi>T</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mrow>
<mo>&lsqb;</mo>
<msub>
<mi>R</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>+</mo>
<mi>W</mi>
<mi>B</mi>
<mi>&rho;</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>+</mo>
<mi>&gamma;</mi>
<mi>T</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>&rsqb;</mo>
<mo>&lsqb;</mo>
<msub>
<mi>R</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mo>+</mo>
<mi>V</mi>
<mi>B</mi>
<mi>&rho;</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>+</mo>
<mi>&gamma;</mi>
<mi>T</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>&rsqb;</mo>
<mo>&lsqb;</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>W</mi>
<mo>-</mo>
<mi>V</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mi>B</mi>
<mi>&rho;</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>+</mo>
<mi>&gamma;</mi>
<mi>T</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>R</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>R</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>R</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<msub>
<mi>R</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>&rsqb;</mo>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中,I为标准状况下所述检测组件检测的电流数值,V为所述连接部在所述传导部移动的距离,W为所述传导部的长度,T为外界温度,R1为所述检测组件的电阻,R2为所述接地导线接地位置到所述接地部之间的地表电阻,ρ为所述传导部的在零度时的电阻率,γ为所述传导部的电阻温度系数,B为所述传导部的横截面积;U为所述发电组件提供的电压值。
9.根据权利要求6所述的使用方法,其特征在于,步骤S1具体是,所述雷电防护监测预警系统通过所述数据收集模块收集环境参数,所述环境参数包括大气压强、环境温度、空气湿度、空气密度、云层聚焦情况、云层移动变化、云层中电量大小、风暴单体的变化情况,并通过所述设备检测装置检测所述雷电防护装置的运行情况。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710831194.3A CN107420272B (zh) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | 一种雷电防护监测预警系统及使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710831194.3A CN107420272B (zh) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | 一种雷电防护监测预警系统及使用方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107420272A true CN107420272A (zh) | 2017-12-01 |
CN107420272B CN107420272B (zh) | 2020-05-19 |
Family
ID=60432613
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710831194.3A Active CN107420272B (zh) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | 一种雷电防护监测预警系统及使用方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107420272B (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109560466A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-04-02 | 河南扬博防雷科技有限公司 | 基于智能雷电预警装置的古建筑防雷系统及方法 |
CN111594398A (zh) * | 2019-02-20 | 2020-08-28 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种风力发电机组主动智能防雷方法及系统 |
CN111630268A (zh) * | 2018-01-11 | 2020-09-04 | 乌本产权有限公司 | 用于检测风能设备转子叶片中的雷击的方法和雷击测量系统 |
CN112782509A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-11 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种避雷器检测系统及方法 |
CN113345666A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-03 | 安徽知凸凸科技服务有限公司 | 一种110kv的避雷器及其避雷系统 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0707145A1 (de) * | 1994-10-11 | 1996-04-17 | AUTOFLUG ENERGIETECHNIK GmbH + CO. | Windkraftanlage mit Blitzschutz |
EP1965076A1 (en) * | 2005-12-21 | 2008-09-03 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Lightning protection device of windmill blade |
CN104198827A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-12-10 | 新疆金风科技股份有限公司 | 风力发电机组的雷电监测装置 |
CN104407574A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-03-11 | 上海建安化工设计有限公司 | 用于化工装置的雷电防护及安全监视集成系统 |
CN205753395U (zh) * | 2016-07-08 | 2016-11-30 | 广州市锋钛科技发展有限公司 | 一种防雷保护系统 |
CN205860522U (zh) * | 2016-06-28 | 2017-01-04 | 江苏中和建筑设计有限公司 | 一种防雷太阳能热水器 |
-
2017
- 2017-09-15 CN CN201710831194.3A patent/CN107420272B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0707145A1 (de) * | 1994-10-11 | 1996-04-17 | AUTOFLUG ENERGIETECHNIK GmbH + CO. | Windkraftanlage mit Blitzschutz |
EP1965076A1 (en) * | 2005-12-21 | 2008-09-03 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Lightning protection device of windmill blade |
CN104198827A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-12-10 | 新疆金风科技股份有限公司 | 风力发电机组的雷电监测装置 |
CN104407574A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-03-11 | 上海建安化工设计有限公司 | 用于化工装置的雷电防护及安全监视集成系统 |
CN205860522U (zh) * | 2016-06-28 | 2017-01-04 | 江苏中和建筑设计有限公司 | 一种防雷太阳能热水器 |
CN205753395U (zh) * | 2016-07-08 | 2016-11-30 | 广州市锋钛科技发展有限公司 | 一种防雷保护系统 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
李强,王婷婷,李楠: "基于雷电预警技术的风电设施防雷技术", 《南京信息工程大学学报:自然科学版》 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111630268A (zh) * | 2018-01-11 | 2020-09-04 | 乌本产权有限公司 | 用于检测风能设备转子叶片中的雷击的方法和雷击测量系统 |
CN109560466A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-04-02 | 河南扬博防雷科技有限公司 | 基于智能雷电预警装置的古建筑防雷系统及方法 |
CN111594398A (zh) * | 2019-02-20 | 2020-08-28 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种风力发电机组主动智能防雷方法及系统 |
CN111594398B (zh) * | 2019-02-20 | 2022-03-29 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种风力发电机组主动智能防雷方法及系统 |
CN112782509A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-11 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种避雷器检测系统及方法 |
CN113345666A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-03 | 安徽知凸凸科技服务有限公司 | 一种110kv的避雷器及其避雷系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107420272B (zh) | 2020-05-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107420272A (zh) | 一种雷电防护监测预警系统及使用方法 | |
CN101989767B (zh) | 一种高压杆塔的综合测控装置 | |
US20140093373A1 (en) | System and method for detecting lightning strikes on a wind turbine | |
CN110850185B (zh) | 一种基于输电线路的雷电预报方法 | |
CN107642463A (zh) | 一种发电设备雷电防护装置及使用方法 | |
JP6778366B2 (ja) | ダブルダウンコンダクタシステム、ダブルダウンコンダクタシステムを用いた落雷判定システム、及び風力発電装置 | |
CN104251956A (zh) | 带屏蔽功能的避雷器在线监测装置 | |
CN104280637A (zh) | 带屏蔽功能的避雷器在线监测信号采集装置 | |
CN106762470A (zh) | 一种风力发电机驱雷防护装置 | |
CN104181376A (zh) | 基于输电线路雷电压波形的雷击种类识别方法 | |
CN107605669A (zh) | 一种发电系统的雷电防护系统及使用方法 | |
CN107420271A (zh) | 一种电流传输设备雷电防护装置及使用方法 | |
CN107575348A (zh) | 一种雷电防护系统及使用方法 | |
CN206960546U (zh) | 一种电力系统高压输电线路雷击检测记录装置 | |
CN117554742B (zh) | 一种断线坠地引发森林草原火灾的实验测量装置和方法 | |
CN106768084A (zh) | 一种覆冰在线监测装置 | |
CN105486975B (zh) | 一种对10kV配网单相接地故障检测方法 | |
CN204065294U (zh) | 带屏蔽功能的避雷器在线监测信号采集装置 | |
CN204065293U (zh) | 带屏蔽功能的避雷器在线监测装置 | |
JP4595086B2 (ja) | 風車ブレード用避雷システムを有する風力発電装置 | |
CN211062547U (zh) | 一种带有自动监测功能的避雷器 | |
CN107797016A (zh) | 一种针对输电线路雷击故障的诊断方法 | |
CN110146796A (zh) | 一种零值绝缘子串发热特性的模拟试验装置及其试验方法 | |
CN106483917A (zh) | 电力设施远程监控系统及方法 | |
CN106324329A (zh) | 一种基于D‑dot原理的过电压自适应识别方法及系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |