[發明專利]基于微分環的架空輸電線路雷電流在線監測系統

無效

• 申請號: 201210219232.7
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102707135A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 姚陳果;龍羿;米彥;李成祥;陳銳;王琪;吳昊
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R1/18
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 胡正順

1.一種基于微分環的架空輸電線路雷電流在線監測系統，包括電流傳感器(1)、雷擊信號采集單元(2)、數據接收和GPRS傳輸單元(8)，其特征在于所述的在線監測系統還包括供電單元(7)、用戶單元(12)；

所述的電流傳感器(1)安裝在架空輸電線路桿塔橫擔上并垂直于三相導線1?~?5m處，所述的電流傳感器(1)為微分環電流傳感器(1)，包括引出線(13)、接線箱(14)、屏蔽外殼(15)、屏蔽內殼(17)、微分環線圈(16)、積分電阻(18)、同軸電纜接頭(19)、同軸電纜(20)，所述的屏蔽內殼(17)、屏蔽外殼(15)和接線箱(14)的材料均為鋁，所述的屏蔽內殼(17)的形狀為上端和底端均帶外凸邊的空心圓柱形殼體，所述的屏蔽內殼(17)的空心圓柱形殼體的壁厚為2?~?10mm、高度為40?~?200mm、空心的內徑為40?~?200mm；所述屏蔽內殼(17)的上端外凸邊的寬度為4?~?10mm、厚度為3?~?10mm；所述屏蔽內殼(17)的底端外凸邊的寬度為2?~?10mm、厚度6?~?14mm，在所述的屏蔽內殼(17)的上端外凸邊的上端設置有內凹的卡扣，所述的微分環線圈(16)采用線徑為0.5?~?1.5mm的銅芯漆包線均勻繞制在所述的屏蔽內殼(17)的外表面上，所述微分環線圈(16)的匝數為60?~?400匝，內徑為45?~?205mm，所述的微分環線圈(16)的兩端通過所述引出線(13)引出，所述的屏蔽外殼(15)裝設在所述的微分環線圈(16)的外側，所述的屏蔽外殼(15)的形狀為空心圓柱形殼體，所述的屏蔽外殼(15)的空心圓柱形殼體的壁厚為2?~?10mm，高度為37?~?186mm，內徑與所述的屏蔽內殼(17)下端的外凸邊的外徑相匹配，在所述的屏蔽外殼(15)和所述的屏蔽內殼(17)的一側，分別并對應的軸線方向設置一寬度為1?~?2mm的貫通的縫隙，在所述的屏蔽外殼(15)上端設置有凸出的卡扣，所述的屏蔽外殼(15)通過該凸出的卡扣與所述的屏蔽內殼(17)上端的外凸邊下端的內凹卡扣卡緊連接，所述的屏蔽外殼(15)的下端通過螺釘與所述的屏蔽內殼(17)的底端外凸邊固接，在所述的屏蔽外殼(15)的另一側的下端設有一半徑為5?~?10mm的圓形通孔，即引線孔，所述的接線箱(14)為兩端不封閉的空心圓柱形殼體，所述接線箱(14)的長度為20?~?30mm、壁厚為3?~?5mm、內徑與所述屏蔽外殼(15)下端的引線孔的孔徑相匹配，所述的一閉端固接在所述屏蔽外殼(15)下端的引線孔處，所述的積分電阻(18)，即阻值為0.1?~?5Ω的無感電阻裝設在所述的接線箱(14)內；所述的同軸電纜接頭(19)固接在所述接線箱(14)的外端，所述的微分環線圈(16)的一端引出線(13)與所述的積分電阻(18)一端并接后，再與所述的同軸電纜接頭(19)的芯線連接，所述的微分環線圈(16)的另一端引出線(13)與所述的積分電阻(18)另一端并接后，再與所述的同軸電纜接頭(19)的地線連接，所述的同軸電纜(20)的另一端與所述的雷擊信號采集單元(2)的BNC通道(21)相連接；

所述的雷擊信號采集單元(2)安裝在架空輸電線路桿塔中部的防雨箱中，所述的雷擊信號采集單元(2)，包括BNC通道(21)、信號調理(22)、數據采樣處理模塊(23)和FPGA微控制器(24)、總線控制單元(29)、調試用串口(25)、RS232通訊串口(26)、存儲器(27)、實時時鐘(28)，所述的BNC通道(21)通過4根同軸電纜(20)與所述的電流傳感器(1)相連接，所述的信號調理(22)的輸入端與BNC通道(21)的輸出端分別通過4根導線相連接，所述的信號調理(22)的輸出端與所述的數據采樣處理模塊(23)的輸入端通過4根導線相連接，所述的數據采樣處理模塊(23)的輸入端還通過導線與所述的總線控制單元(29)輸出端相連接，所述的數據采樣處理模塊(23)的輸出端通過導線與FPGA的輸入端相連接，所述的FPGA微控制器(24)的輸入端分別通過導線分別與所述的數據采樣處理模塊(23)和所述實時時鐘(28)的輸出端相連接，所述的FPGA微控制器(24)的輸出端通過導線與所述的總線控制單元(29)輸入端相連接，所述的總線控制單元(29)的輸出端通過導線與所述的數據采樣處理模塊(23)的輸入端相連接，所述的FPGA微控制器(24)的輸出端分別通過導線分別與所述的調試用串口(25)和所述的RS232通訊串口(26)及所述的存儲器(27)相連接；

所述的數據接收和GPRS傳輸單元(8)安裝在架空輸電線路桿塔中部的防雨箱中，所述的數據接收和GPRS傳輸單元(8)，包括嵌入式處理器(31)、系統總線(38)、系統存儲器(36)、GPS接收單元(35)、邏輯控制單元(33)、GRPS天線接口(37)，在所述的嵌入式處理器(31)上裝設有所述的RS232串口(30)和所述的擴展串口RS232?(32)；所述的嵌入式處理器(31)通過RS232串口(30)和導線與所述的雷擊信息采集單元的RS232通訊串口(26)相連接，所述的嵌入式處理器(31)、所述的系統存儲器(36)、所述的GPS接收單元(35)、所述的邏輯控制單元(33)、所述的GPRS天線接口(37)之間通過所述的系統總線(38)相連接，在所述的邏輯控制單元(33)中裝設有預留的多功能I/O口和通用LED顯示接口(34)，所述的GPRS天線接口(37)通過導線與所述的系統總線(38)相連接；??

所述的供電單元(7)，包括電源控制器(5)、太陽能電池板(6)、蓄電池(4)、電源模塊(3)，所述的電源控制器(5)、所述的蓄電池(4)、所述的電源模塊(3)均安裝在架空輸電線路桿塔中部的防雨箱中；所述太陽能電池板(6)安裝在所述防雨箱的同一桿塔上，所述的電源控制器(5)分別通過電源線分別與所述的太陽能電池板(6)、所述的蓄電池(4)、所述的電源模塊(3)相連接，所述的太陽能電池板(6)的輸出端通過電源線與所述的電源控制器(5)輸入端相連接，所述的蓄電池(4)通過導線與所述電源控制器(5)相連接，所述電源模塊(3)輸入端通過電源線與所述的電源控制器(5)的輸出端相連接，實現對所述電源模塊供電，所述電源模塊(3)的輸出端分別通過導線分別與所述的雷擊信號采集單元(2)及所述的數據接收和GPRS傳輸單元(8)輸入端相連接，將12V直流電壓轉化為5V、3.3V、2.5V、1.8V的4種直流電壓，為所述的數據接收和GPRS傳輸單元(8)及所述的雷擊信號采集單元(2)提供電源；

所述的用戶單元(12)，包括因特網(9)、用戶終端(10)、FTP服務器(11)，所述的FTP服務器(11)安放在控制室內；所述的用戶終端(10)安放在用戶使用室內，所述的因特網(9)為遠端公共互聯網，通過網線與所述的用戶終端(10)和所述的FTP服務器(11)相連接，進行無線信息傳輸，所述的FTP服務器(11)為裝有NetAssist軟件的PC機，能及時從所述的因特網(9)上獲得雷電流參數并保證從公共互聯網上能訪問到該PC機，所述用戶終端(10)為監測系統軟件，所述用戶終端通過網線與所述的因特網(9)相連接，隨時通過所述的因特網(9)從所述的FTP服務器(11)中提取雷電流參數并進行長期存儲與處理分析。

2.按照權利要求1所述的基于微分環的架空輸電線路雷電流在線監測系統，其特征在于所述的太陽能電池板(6)功率為40?~?60W；所述的蓄電池(4)容量為34AH?~?55AH。