[實(shí)用新型]一種穩(wěn)定非線性的輸電線路雷電流測(cè)量電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520859827.8
• 申請(qǐng)日: 2015-11-02
• 公開（公告）號(hào): CN205139235U
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄔蓉蓉;俸波;覃煒;張煒;鄧雨榮;呂澤承;田樹軍;吳秋莉;陶松梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01R19/17
• 分類號(hào): G01R19/17;G08C17/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 陳科恒

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于高壓電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的研究、應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域， 特別涉及一種穩(wěn)定非線性的輸電線路雷電流測(cè)量電路。

背景技術(shù)

輸電線路跳閘直接影響關(guān)乎國計(jì)民生的電力可靠供應(yīng)。而數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明， 在110kV及以上電壓等級(jí)輸電線路跳閘總數(shù)中因遭受雷擊原因跳閘的次數(shù)占 比可達(dá)65％。此外,輸電線路的雷擊故障主要由雷電流繞擊或反擊造成的；而 因兩者發(fā)生的機(jī)理不同，防護(hù)措施也不盡相同。其中繞擊收雷電流幅值、避雷 線保護(hù)角影響較大，反擊受雷電流幅值、雷電流最大陡度及桿塔的接地網(wǎng)電阻 影響較大。如無法判定雷擊故障的具體原因類型(繞擊、反擊)，則難以制定 針對(duì)性的防雷措施，進(jìn)而也影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，研究輸電線 路走廊的雷電流監(jiān)測(cè)對(duì)國家發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定將大有裨益。

雷電流傳感器須能夠?qū)崟r(shí)遙測(cè)雷云對(duì)地閃擊時(shí)間、雷電流峰值，并能可靠 用于雷電活動(dòng)規(guī)律研究和輸電線路防雷設(shè)計(jì)。然而雷電流巨大，傳統(tǒng)的分流器 并不適用于測(cè)量雷電流。故有必要設(shè)計(jì)一種具有低功率輸出、結(jié)構(gòu)簡單、線性 良好等特性，并可安裝在輸電線路桿塔或絕緣子串上的雷電流監(jiān)測(cè)裝置。

鑒于此，亟需在已有的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)上研究開發(fā)能夠具備穩(wěn)定非線性的輸電線 路雷電流測(cè)量電路,并用以提升雷電流監(jiān)測(cè)裝置的應(yīng)用效果。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的為解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供了一種非線性且能夠 通過大雷電流測(cè)量線圈及積分放大器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量、高速響應(yīng)、不會(huì)飽和、低 功率輸出的輸電線路雷電流測(cè)量電路，并適用于輸電線路運(yùn)行環(huán)境中的高頻大 交流電流的落雷監(jiān)測(cè)，從而提升雷電監(jiān)測(cè)裝置的應(yīng)用效果，為了實(shí)現(xiàn)上述目的， 本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種穩(wěn)定非線性的輸電線路雷電流測(cè)量電路，其特征在于：包括雷電流測(cè) 量線圈、感應(yīng)電壓放大器、電壓電流轉(zhuǎn)換器和無線信號(hào)發(fā)射器，所述雷電流測(cè) 量線圈將檢測(cè)的雷電流變化成變化的磁場(chǎng)并輸出感應(yīng)電壓至感應(yīng)電壓放大器， 所述感應(yīng)電壓放大器將電壓信號(hào)放大后，將其輸出至電壓電流轉(zhuǎn)換器，所述電 壓電流轉(zhuǎn)換器將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，將其輸出至無線信號(hào)發(fā)射器，所述 無線信號(hào)發(fā)射器在收到測(cè)量信號(hào)后將其電流信號(hào)發(fā)送送至遠(yuǎn)端。

優(yōu)選地，所述感應(yīng)電壓放大器為比例信號(hào)放大電路，所述比例信號(hào)放大電 路包括第一比例運(yùn)算放大器、電阻R1和電阻R2，所述電壓電流轉(zhuǎn)換器為反相 積分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，所述反相積分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包括第二比例運(yùn)算放大器、電 阻R3和電容Cx，所述電阻R1的一端和電阻R2的一端連接后再與雷電流測(cè)量 線圈的輸出端連接，所述電阻R1另一端與比例放大器的輸出端連接，電阻R2 的另一端與第一比例運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端連接，所述第一比例運(yùn)算放大器 的正極輸入端與地連接，所述電阻R3的一端與第一比例運(yùn)算放大器的正極輸 入端連接，所述電阻R3的另一端分別與電容Cx的一端、第二比例運(yùn)算放大器 的負(fù)極輸入端連接，所述電容Cx的另一端分別與無線信號(hào)發(fā)射器的第一輸入 端連接，所述第二比例運(yùn)算放大器的輸出端還與無線信號(hào)發(fā)射器的第二輸入端 連接，所述第二比例運(yùn)算放大器的正極輸入端與地連接。

優(yōu)選地，所述電壓電流轉(zhuǎn)換器的輸出范圍是4～20mA/DC。

優(yōu)選地，所述無線信號(hào)發(fā)射器為天線或GPRS無線通信模塊。

優(yōu)選地，所述雷電流測(cè)量線圈由柔性骨架和纏繞在柔性骨架上的銅線而形 成的空心環(huán)形線圈。

優(yōu)選地，所述雷電流測(cè)量線圈測(cè)量范圍不超過500000A/AC。

優(yōu)選地，所述銅線的直徑為1.8mm。

綜上所述，本實(shí)用新型由于采用了以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下有 益效果：

第一，本實(shí)用新型準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)流經(jīng)設(shè)備雷電流非線性變化的監(jiān)測(cè)裝置，徹底 規(guī)避了接地電阻嬗變對(duì)測(cè)量精度的影響，大幅提升了雷電流監(jiān)測(cè)和雷擊故障類 型診斷效果。

第二，基于反相積分電路中的電容過濾干擾信號(hào)，一舉攻克了輸出信號(hào)和 被測(cè)電流幅值之間的偏差，顯著改進(jìn)了線路跳閘故障點(diǎn)的巡查效果。

第三，本實(shí)用新型開創(chuàng)了雷電流測(cè)量數(shù)據(jù)持續(xù)實(shí)時(shí)反饋技術(shù)，打破了跟蹤 分析輸電線路走廊雷電活動(dòng)規(guī)律及雷擊類型的技術(shù)瓶頸，有效防治了輸電線路 雷擊跳閘。

第四，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、能方便地測(cè)量雷電流，降低了雷電流監(jiān)測(cè)裝 置的生產(chǎn)成本，促進(jìn)了監(jiān)測(cè)裝置的推廣應(yīng)用。