專利名稱：輸電線路直擊雷記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力系統(tǒng)雷電監(jiān)測技術(shù)，特別是涉及輸電線路直擊雷記錄裝置。
背景技術(shù)：
目前電網(wǎng)運行過程中，每次落雷真正威脅輸電線路導(dǎo)致跳閘的是直接擊中輸電線路的雷擊，即直擊雷。然而，雖然可以了解到每條輸電線路年度的雷擊跳閘次數(shù)，但由于雷電活動在時間和空間上的分散性，輸電線路每年遭受雷電直接擊中輸電線路(直擊雷)的次數(shù)卻是每年各不相同的。了解直擊輸電線路的雷擊頻度和位置對于評判輸電線路防雷設(shè)計以及防雷措施的有效性是非常重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。某條線路經(jīng)過防雷改造后跳閘次數(shù)少了，到底是直擊雷次數(shù)少了還是防雷措施確實發(fā)揮了作用，就需要依據(jù)輸電線路直擊雷數(shù)據(jù)來評判。然而現(xiàn)有的雷電定位系統(tǒng)雖然能夠給出線路走廊上每年的落雷次數(shù)和強度，但到底有多少次雷擊擊中了輸電線路，對于目前的技術(shù)來說相當(dāng)困難。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是提供一種輸電線路直擊雷記錄裝置，可以實現(xiàn)輸電線路直擊雷的準(zhǔn)確統(tǒng)計。本實用新型的目的可通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種輸電線路直擊雷記錄裝置，包括電源單元、電流傳感器單元、數(shù)據(jù)采集單元、通訊單元，所述電源單元分別與電流傳感器單元、數(shù)據(jù)采集單元、通訊單元相連并提供電源，所述電流傳感器的輸出端與數(shù)據(jù)采集單元的輸入端相連，所述數(shù)據(jù)采集單元的輸出端與通訊單元的輸入單元相連；通過數(shù)據(jù)采集單元將輸電線路的導(dǎo)線的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，由數(shù)據(jù)采集單元采集該電壓信號并處理，再由通訊單元將數(shù)據(jù)采集單元處理后的數(shù)據(jù)信號上傳至外部上位機。本實用新型所述電源單元包括依次相連的取能單元、變壓單元、整流濾波單元和穩(wěn)壓單元。本實用新型所述取能單元包括安裝于輸電線路的導(dǎo)線上的鐵芯線圈，所述變壓單元包括變壓器，所述鐵芯線圈的輸出端與變壓器的初級繞組兩端相連。本實用新型所述變壓單元還包括分壓電阻、限流電阻、第一穩(wěn)壓二極管、第二穩(wěn)壓二極管、繼電器，所述第一、第二穩(wěn)壓二極管反向串聯(lián)后經(jīng)過分壓電阻并聯(lián)在變壓器的初級繞組的兩端，所述限流電阻與繼電器的線圈串聯(lián)后連接在第一穩(wěn)壓二極管的陰極和第二穩(wěn)壓二極管的陰極之間，所述繼電器的常開觸點連接在變壓器次級繞組的一輸出端和中心抽頭之間。本實用新型所述電流傳感器單元包括羅氏線圈和積分電阻，所述羅氏線圈安裝在輸電線路的導(dǎo)線上，所述積分電阻連接在羅氏線圈的兩輸出端之間。本實用新型所述數(shù)據(jù)采集單元包括依次相連的信號取樣電路、多通道數(shù)據(jù)選擇開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲緩沖模塊，還包括控制模塊，所述多通道數(shù)據(jù)選擇開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲緩沖模塊與控制模塊的相應(yīng)端口相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點本裝置能夠準(zhǔn)確判斷雷擊輸電線路走廊和雷擊輸電線路附近大地，并對輸電線路受到的直擊雷進(jìn)行統(tǒng)計，其安裝工程量小、維護(hù)簡單，監(jiān)測自動化程度高。

圖I是本實用新型輸電線路直擊雷記錄裝置的模塊連接示意圖；圖2是本實用新型的電源單元的連接示意圖；圖3是本實用新型電流傳感器單元的連接示意圖；圖4是本實用新型數(shù)據(jù)采集模塊的連接示意圖；圖5是本實用新型通訊單元的連接示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖I所示的輸電線路直擊雷記錄裝置，它包括電源單元、電流傳感器單元、數(shù)據(jù)采集單元、通訊單元，電源單元分別與電流傳感器單元、數(shù)據(jù)采集單元、通訊單元相連并提供電源，電流傳感器的輸出端與數(shù)據(jù)采集單元的輸入端相連，數(shù)據(jù)采集單元的輸出端與通訊單元的輸入單元相連；通過數(shù)據(jù)采集單元將輸電線路的導(dǎo)線的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，由數(shù)據(jù)采集單元采集該電壓信號并處理，再由通訊單元將數(shù)據(jù)采集單元處理后的數(shù)據(jù)信號上傳至外部上位機，從而與上位機建立通信連接。如圖2所示，電源單元包括依次相連的取能單元、變壓單元、整流濾波單元和穩(wěn)壓單元。取能單元包括安裝于輸電線路的導(dǎo)線2上的鐵芯線圈1，通過環(huán)形的鐵芯線圈I實現(xiàn)輸電線路在線取能，變壓單元包括變壓器N，鐵芯線圈I的輸出端與變壓器的初級繞組Ns兩端相連。變壓單元還包括分壓電阻R1、限流電阻R2、第一穩(wěn)壓二極管D1、第二穩(wěn)壓二極管D2、繼電器J1，第一、第二穩(wěn)壓二極管D1、D2反向串聯(lián)后經(jīng)過分壓電阻Rl并聯(lián)在變壓器的初級繞組Np的兩端，兩穩(wěn)壓二極管Dl、D2和分壓電阻組成電壓取樣電路。限流電阻R2與繼電器Jl的線圈串聯(lián)后連接在第一穩(wěn)壓二極管Dl的陰極和第二穩(wěn)壓二極管D2的陰極之間，繼電器的常開觸點Kl連接在變壓器次級繞組Ns的一輸出端和中心抽頭之間，從而可以在鐵芯線圈I的輸出電壓達(dá)到設(shè)定閥值時觸發(fā)繼電器Jl來改變變壓器N的變比。變壓器N的輸出端接一個由四個二極管D3、D4、D5、D6組成的全波整流電路，構(gòu)成整流濾波單元；整流電路的輸出接一個平波電抗器LI實現(xiàn)濾波的功能；在整流濾波電路的輸出端上接一個由瞬態(tài)抑制二極管D7和一個耗能電阻R3組成的保護(hù)電路，當(dāng)整流濾波電路輸出電壓過高時，瞬態(tài)抑制二極管D7導(dǎo)通，將多余能量通過耗能電阻R3消耗掉；整流濾波電路的輸出端再接入穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓電路主要由DC/DC模塊LM2576來實現(xiàn)，構(gòu)成穩(wěn)壓單
J Li ο如圖3所示，電流傳感器單元包括羅氏線圈3和積分電阻R4，羅氏線圈3安裝在輸電線路的導(dǎo)線上，積分電阻R4連接在羅氏線圈3的兩輸出端之間，羅氏線圈3具有幾十兆的頻率響應(yīng)特性，它將輸電線路導(dǎo)線的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)過積分電阻R4積分后輸出數(shù)據(jù)采集單元能采集的信號。如圖4所示，數(shù)據(jù)采集單元包括依次相連的信號取樣電路、多通道數(shù)據(jù)選擇開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲緩沖模塊，還包括控制模塊，多通道數(shù)據(jù)選擇開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲緩沖模塊與控制模塊的相應(yīng)端口相連；其中，主控制器MSP430和CPLD組成控制模塊，多通道數(shù)據(jù)選擇開關(guān)采用CD4051，A/D轉(zhuǎn)換器采用ADS5422。如圖5所示，通訊單元采用GPRS通信系統(tǒng)，也可采用CDMA通信系統(tǒng)。本通信單元主要包括微處理器MSP430F169、西門子GPRS通信模塊MC35i、SM卡電路和SRAM存儲器。微處理器MSP430F169的串口接口接至通信模塊MC35i的輸入端，MC35i分別與SM卡電路和SRAM存貯器相連。經(jīng)過數(shù)據(jù)采集單元采集到的數(shù)據(jù)信號通過串口接口進(jìn)入MC35i傳送，通信模塊MC35i和微處理器MSP430F169間通過串口操作，使用各種AT指令來互相通信，通過在實施本GPRS通信系統(tǒng)的GPRS通信軟件中嵌入TCP/IP協(xié)議，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。SM卡電路主要由目前運營商所提供的SM卡、6個引腳的抽屜式卡座等組成。SM卡的6個引腳通過抽屜式卡座與通信模塊MC35i相連，完成數(shù)據(jù)交換。SRAM存儲器主要存儲微處·理器MSP430F169處理過程中的臨時變量和大量各種采集波形數(shù)據(jù)，以供傳輸。通信單元將數(shù)字化的波形信號上傳到外部上位機管理系統(tǒng)。本實用新型的實施方式不限于此，按照本實用新型的上述內(nèi)容，利用本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段，在不脫離本實用新型上述基本技術(shù)思想前提下，本實用新型還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更，均落在本實用新型權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種輸電線路直擊雷記錄裝置，其特征在于包括電源單元、電流傳感器單元、數(shù)據(jù)采集單元、通訊單元，所述電源單元分別與電流傳感器單元、數(shù)據(jù)采集單元、通訊單元相連并提供電源，所述電流傳感器的輸出端與數(shù)據(jù)采集單元的輸入端相連，所述數(shù)據(jù)采集單元的輸出端與通訊單元的輸入單元相連；通過數(shù)據(jù)采集單元將輸電線路的導(dǎo)線的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，由數(shù)據(jù)采集單元采集該電壓信號并處理，再由通訊單元將數(shù)據(jù)采集單元處理后的數(shù)據(jù)信號上傳至外部上位機。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸電線路直擊雷記錄裝置，其特征在于所述電源單元包括依次相連的取能單元、變壓單元、整流濾波單元和穩(wěn)壓單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸電線路直擊雷記錄裝置，其特征在于所述取能單元包括安裝于輸電線路的導(dǎo)線上的鐵芯線圈，所述變壓單元包括變壓器，所述鐵芯線圈的輸出端與變壓器的初級繞組兩端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輸電線路直擊雷記錄裝置，其特征在于所述變壓單元還包括分壓電阻、限流電阻、第一穩(wěn)壓二極管、第二穩(wěn)壓二極管、繼電器，所述第一第二穩(wěn)壓二極管反向串聯(lián)后經(jīng)過分壓電阻并聯(lián)在變壓器的初級繞組的兩端，所述限流電阻與繼電器的線圈串聯(lián)后連接在第一穩(wěn)壓二極管的陰極和第二穩(wěn)壓二極管的陰極之間，所述繼電器的常開觸點連接在變壓器次級繞組的一輸出端和中心抽頭之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸電線路直擊雷記錄裝置，其特征在于所述電流傳感器單元包括羅氏線圈和積分電阻，所述羅氏線圈安裝在輸電線路的導(dǎo)線上，所述積分電阻連接在羅氏線圈的兩輸出端之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸電線路直擊雷記錄裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集單元包括依次相連的信號取樣電路、多通道數(shù)據(jù)選擇開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲緩沖模塊，還包括控制模塊，所述多通道數(shù)據(jù)選擇開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲緩沖模塊與控制模塊的相應(yīng)端口相連。
專利摘要本實用新型公開了一種輸電線路直擊雷記錄裝置，包括電源單元、電流傳感器單元、數(shù)據(jù)采集單元、通訊單元，所述電源單元分別與電流傳感器單元、數(shù)據(jù)采集單元、通訊單元相連并提供電源，所述電流傳感器的輸出端與數(shù)據(jù)采集單元的輸入端相連，所述數(shù)據(jù)采集單元的輸出端與通訊單元的輸入單元相連；通過數(shù)據(jù)采集單元將輸電線路的導(dǎo)線的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，由數(shù)據(jù)采集單元采集該電壓信號并處理，再由通訊單元將數(shù)據(jù)采集單元處理后的數(shù)據(jù)信號上傳至外部上位機。本實用新型可以實現(xiàn)輸電線路直擊雷的準(zhǔn)確統(tǒng)計。
文檔編號G01R19/17GK202600037SQ20122001737
公開日2012年12月12日 申請日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者鄭益民, 鄒曉漢, 李揚勝, 劉洋海, 李長庚 申請人:廣東電網(wǎng)公司韶關(guān)供電局