[發(fā)明專利]一種沖擊散流多方位監(jiān)測系統(tǒng)與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710394085.X
• 申請日: 2017-05-28
• 公開（公告）號: CN107045079B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡君懿;周利軍;唐浩龍;何健;王朋成;郭蕾;梅誠;徐晗;王路伽
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51245
• 代理人: 張澎

本發(fā)明公開了一種沖擊散流多方位監(jiān)測系統(tǒng)與方法，沖擊電流發(fā)生模塊輸出端接入接地網(wǎng)，回流端與和扁銅地線和銅棒電極連接，扁銅地線與銅棒電極焊接固定；接地網(wǎng)、銅棒電極和扁銅地線埋入地中；三向電流采集模塊埋入地中，通過開合式電流感應(yīng)單元與高速數(shù)據(jù)采集模塊輸入端連接；高速數(shù)據(jù)采集模塊通過信號電纜與上位機連接；本裝置由工頻電源模塊、沖擊電流發(fā)生模塊和測量模塊三大模塊組成，是一個完整的監(jiān)測系統(tǒng)；三向電流采集模塊對放置位置及方向無要求，布置方便，通過對地中三個方向上電流進行同時監(jiān)測，準(zhǔn)確性更高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在輸電桿塔遭受雷擊時地中沖擊散流的多方位監(jiān)測系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種應(yīng)用于該裝置的地中散流計算方法。

背景技術(shù)

雷電流入地時由于大地具有一定電阻率，電流入地點及電流流經(jīng)的地方會出現(xiàn)一定的電勢。雷電流入地點附近的地表將會呈現(xiàn)一定的電位分布，若此時雷擊點附近正好有人或動物，由于站立或行走于地表的不同兩點，這兩點之間的電位差作用在人或動物身上，可能會造成傷亡。如果與被擊物有身體接觸，則接觸點與站立點之間也會有電位差，也可能造成傷亡。

目前對接地裝置沖擊散流特性的研究中，通常只能測得某一方向上的地中散流，測量其他方向的電流需要改變傳感器位置，操作過程復(fù)雜，測量效率低下，在具體實施過程中很不方便。因此，很有必要開發(fā)一套能對地中散流進行多方位監(jiān)測的實驗系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種沖擊散流多方位監(jiān)測系統(tǒng)，該裝置能夠測得雷擊輸電桿塔或避雷器等裝置時的地中電流情況，且對放置方向無要求，布置方便。本發(fā)明的另一目的是提供一種應(yīng)用上述裝置計算地中電流波形的方法。

本發(fā)明的技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：

一種沖擊散流多方位監(jiān)測系統(tǒng)，用于模擬檢測試驗輸電桿塔遭受雷擊時地中沖擊散流的分布情況。工頻電源模塊201與沖擊電流發(fā)生模塊202電氣連接；沖擊電流發(fā)生模塊的輸出端通過銅棒電極和接地網(wǎng)構(gòu)成回路，即沖擊電流發(fā)生模塊202電流輸出端通過絕緣架空線與接地網(wǎng)13連接，沖擊電流發(fā)生模塊202回流端通過絕緣架空線10與扁銅線11和銅棒電極連接，銅棒電極12和扁銅線11埋入地下，扁銅線11圍繞接地網(wǎng)13分布；電流采集裝置通過電流感應(yīng)單元高速采集卡200將所測電流信號傳遞給上位機204；上位機204亦與沖擊電流發(fā)生模塊202構(gòu)成信號連接；以此，所有模塊組成一個完整實驗系統(tǒng)。所述銅棒電極由多個分布在一定地表范圍內(nèi)的銅棒電極12串聯(lián)構(gòu)成；所述電流采集裝置為三向電流采集裝置0；所述三向電流采集裝置由三組方形銅極板構(gòu)成，三組方形銅極板由兩兩正交的環(huán)氧樹脂支架支撐固定，每組方形銅極板由兩片方形銅板由雙通尼龍柱六角內(nèi)螺紋隔離柱支撐相對而立，每片銅板上方焊接有BVR14MM2規(guī)格電纜；三向電流采集裝置放置在地中以扁銅地線圍繞的圓形區(qū)域內(nèi)，放置深度與放置角度任意。

進一步地，所述電流感應(yīng)單元為開合式電流感應(yīng)單元205，其工作頻率為50-1MHz，測量精度為0.01V/A，輸入0-60KA，工作溫度為-25至40℃。

本發(fā)明的目的還在于采用上述系統(tǒng)提供一種沖擊散流多方位監(jiān)測方法，其具體步驟為：

一種沖擊散流多方位監(jiān)測方法，上位機與高速數(shù)據(jù)處理模塊通過信號電纜進行通信，根據(jù)采集三個方形銅極板的電流數(shù)據(jù)i_1(t)、i_2(t)和i_3(t)，獲得所測地沖擊散流：

以求得三向電流采集模塊放置位置處地中沖擊電流值與時間關(guān)系。

所述工頻電源模塊具有便攜性容量大的優(yōu)點，適用條件不受地形和天氣的限制，并且為所述實驗系統(tǒng)中的沖擊電流發(fā)生模塊、上位機、高速數(shù)據(jù)采集模塊提供穩(wěn)定持續(xù)的50Hz、220V的工頻電壓。