CN212459819U - 一种基于Lora扩频的输电杆塔雷击电流测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用罗氏线圈且基于Lora扩频的输电杆塔雷击电流测量装置，以判断雷击电流对杆塔绝缘的影响程度的装置，包括用于采集雷击电流的罗氏线圈、积分电路和控制与通讯模块。本实用新型可以实时监测雷击电流通过杆塔接地线的电流值以判别雷击种类，记录检测仪的动作次数以记录雷击次数。

Description

一种基于Lora扩频的输电杆塔雷击电流测量装置

技术领域

本实用新型涉及电力设备技术领域，具体来说，涉及一种基于Lora扩频的输电杆塔雷击电流测量装置。

背景技术

随着电网建设规模的扩大，架空输电线路的分布也相应广泛，对电能的输送产生了积极地影响。架空输电线路的检测也显得极为重要。而输电杆塔作为电力传输系统的重要组成部分，它的稳定性和安全性直接决定了电力传输的可靠性。而架空输电线路设置在室外，雷击的发生率相对较高，因此为及时采集杆塔受到的雷击状况，并处理此种状况及时止损，输电杆塔雷击电流的检测就显得十分重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够判断雷击电流对输电杆塔绝缘的影响程度，对输电杆塔进行实时监测，通过罗氏线圈检测雷击电流大小，用以判别雷击的种类；同时开关量检测模块记录下雷击次数。

本实用新型为达成此项功能，将罗氏线圈安装于输电杆塔的接地极，由于输电杆塔的结构特征，雷击会通过接地极引入地下，因此将设备安装于杆塔接地极可以精确的采集到雷击电流，且时间精度极高，可达8-20uS。

为实现上述目的，本实用提供如下技术方案：一种基于Lora扩频的输电杆塔雷击电流测量装置，包括罗氏线圈，积分电路，控制模块，

所述控制模块包括Lora通讯模块、STM32F429单片机、开关量检测模块，

所述罗氏线圈与输电杆塔接地线连接，用于采集输电杆塔接地线上的电流信息，通过积分电路将电流信息还原为电流信号，进而将测得的电流-时间量信息被STM32F429单片机采集，STM32F429单片机对电流值进行数据处理，判断雷击种类，开关量检测模块记录下设备动作次数，Lora通讯模块将数据发送至用户端，用户端根据收到的信息及信号判断该杆塔的稳定性情况。

本实用新型中，罗氏线圈一种电流传感器，是一个空心环形的线圈，可以直接套在被测量的导体上来测量电流，其适合与较宽频率范围内的电流测量，对导体尺寸无特殊要求，广泛的应用在电流测量装置如电流传感器无法使用的场合，本实用新型因为大电流的特性无法使用传统的电流互感器。将罗氏线圈安装于输电杆塔的接地极，由于输电杆塔的结构特征，雷击会通过接地极引入地下，因此将设备安装于杆塔接地极可以精确的采集到雷击电流，且时间精度极高，可达8-20uS。

作为本实用新型的进一步改进，所述罗氏线圈由闭合的铁心和绕组组成，测量量程为100A-100kA。

作为本实用新型的进一步改进，所述积分电路选用数字量输出的积分器，积分器内设置有放大电路，所述积分电路中包括信号调理模块和函数化模块。积分电路是配合罗氏线圈使用的，由于罗氏线圈用于测量高频电流或者大电流，测量环境多有较大的电磁干扰，为了减少干扰的影响，选用数字量输出的积分器，积分电路将罗氏线圈的感应电动势还原为测量的I值，由于罗氏线圈感应出的电压很小，积分器内设置有放大电路。

作为本实用新型的进一步改进，所述电流-时间量信息通过ADC管脚被STM32F429单片机采集，采集后通过STM32F429单片机判断雷击的属性(如感应雷，直击雷，雷电波侵入)。

作为本实用新型的进一步改进，所述Lora通讯模块为基于扩频技术的远距离无线传输，通过扩频把信号扩展到带宽较宽的噪声中，获得扩频增益，使用扩频可以减少误码率，同时可以防止传输的无线信号之间产生干扰，提高码道利用率，Lora通讯还有着低功耗的优点，待机电流仅有2uA。

作为本实用新型的进一步改进，所述开关量检测模块8通过光耦电路实现。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型可以实时监测通过输电杆塔接地线的电流，并实时将信息馈送至运行维护人员处，便于运行维护人员及时发现输电杆塔的问题，做出相应的抢修措施，排除隐患，避免事故，维持电力传输系统的稳定性，同时该装置各模块均为低损耗，可用光伏电池板或高电压(3.7v以上)电池供电，无需人工充电及更换电池，可保证供电的安全性、可靠性和持久性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的装置组成框图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对实用新型做出进一步的描述：

实施例

请参阅图1，一种基于Lora扩频的输电杆塔雷击电流测量装置，包括罗氏线圈1，积分电路2，控制模块3，

所述控制模块3包括Lora通讯模块6、STM32F429单片机7、开关量检测模块8，

所述罗氏线圈1与输电杆塔接地线连接，用于采集输电杆塔接地线上的电流信息，通过积分电路将电流信息还原为电流信号，进而将测得的电流-时间量信息被STM32F429单片机7采集，STM32F429单片机7对电流值进行数据处理，判断雷击种类，开关量检测模块8记录下设备动作次数，Lora通讯模块6将数据发送至用户端，用户端根据收到的信息及信号判断该杆塔的稳定性情况，若输电杆塔的接地线上的电流超出参考范围，并发出报警信号，运行维护人员就要进行维护检修，防止发生事故危害电力传输系统的稳定性。

本实施例中，罗氏线圈1一种电流传感器，是一个空心环形的线圈，可以直接套在被测量的导体上来测量电流，其适合与较宽频率范围内的电流测量，对导体尺寸无特殊要求，广泛的应用在电流测量装置如电流传感器无法使用的场合，本实用新型因为大电流的特性无法使用传统的电流互感器。将罗氏线圈1安装于输电杆塔的接地极，由于输电杆塔的结构特征，雷击会通过接地极引入地下，因此将设备安装于杆塔接地极可以精确的采集到雷击电流，且时间精度极高，可达8-20uS。

罗氏线圈1由闭合的铁心和绕组组成，测量量程为100A-100kA。

积分电路2选用数字量输出的积分器，积分器内设置有放大电路，所述积分电路2中包括信号调理模块4和函数化模块5。积分电路2是配合罗氏线圈使用的，由于罗氏线圈用于测量高频电流或者大电流，测量环境多有较大的电磁干扰，为了减少干扰的影响，选用数字量输出的积分器，积分电路将罗氏线圈的感应电动势还原为测量的I值，由于罗氏线圈感应出的电压很小，积分器内设置有放大电路。

电流-时间量信息通过ADC管脚被STM32F429单片机7采集，采集后通过STM32F429单片机7判断雷击的属性(如感应雷，直击雷，雷电波侵入)。

Lora通讯模块6为基于扩频技术的远距离无线传输，通过扩频把信号扩展到带宽较宽的噪声中，获得扩频增益，使用扩频可以减少误码率，同时可以防止传输的无线信号之间产生干扰，提高码道利用率，Lora通讯还有着低功耗的优点，待机电流仅有2uA。

开关量检测模块8通过光耦电路实现，记录雷击的次数。

综上所述，本装置内部有4个模块，罗氏线圈1经数据线连接积分电路2，积分电路2再与控制模块3中的STM32F429单片机7相连，设备整体通过电池供电。本实施例设备可实现输电杆塔接地线电流峰值的实时监控，采集杆塔的所受雷击状况，及时排查并修理受灾杆塔，保证电力传输的安全性和稳定性，并通过Lora通信技术将数据传给接收端，反馈给用户。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。技术领域。

Claims (6)

1.一种基于Lora扩频的输电杆塔雷击电流测量装置，其特征在于，包括罗氏线圈(1)，积分电路(2)，控制模块(3)，

所述控制模块(3)包括Lora通讯模块(6)、STM32F429单片机(7)、开关量检测模块(8)，

所述罗氏线圈(1)与输电杆塔接地线连接，用于采集输电杆塔接地线上的电流信息，通过积分电路(2)将电流信息还原为电流信号，进而将测得的电流-时间量信息被STM32F429单片机(7)采集，STM32F429单片机(7)对电流值进行数据处理，判断雷击种类，开关量检测模块(8)记录下设备动作次数，Lora通讯模块(6)将数据发送至用户端，用户端根据收到的信息及信号判断该杆塔的稳定性情况。

2.根据权利要求1所述的一种基于Lora扩频的输电杆塔雷击电流测量装置，其特征在于，所述罗氏线圈(1)由闭合的铁心和绕组组成，测量量程为100A-100kA。

3.根据权利要求1所述的一种基于Lora扩频的输电杆塔雷击电流测量装置，其特征在于，所述积分电路(2)选用数字量输出的积分器，积分器内设置有放大电路，所述积分电路(2)中包括信号调理模块(4)和函数化模块(5)。

4.根据权利要求1所述的一种基于Lora扩频的输电杆塔雷击电流测量装置，其特征在于，所述电流-时间量信息通过ADC管脚被STM32F429单片机(7)采集。

5.根据权利要求1所述的一种基于Lora扩频的输电杆塔雷击电流测量装置，其特征在于，所述Lora通讯模块(6)为基于扩频技术的远距离无线传输。

6.根据权利要求1所述的一种基于Lora扩频的输电杆塔雷击电流测量装置，其特征在于，所述开关量检测模块(8)通过光耦电路实现。

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