[发明专利]自供能雷电流检测系统

说明书

技术领域

本发明属于雷电流监测技术领域，特别涉及一种自供能雷电流检测系统， 具体可适用于电力系统架空输电线路、变电站和建筑物的避雷针、避雷器的雷 电流幅值、极性、发生时间的实时监测。

背景技术

随着国民经济的发展，电力系统电压等级及规模随之迅速发展和扩大，电 力系统架空输电线路分布广阔，很容易遭受雷电的侵袭，对于变电站和建筑物 也常常遭受雷电的侵袭，由于雷电的发生的随机性和短暂性，因此准确定位雷 电流发生的时间及特性显得尤为重要。雷电流的参数特性对探讨防雷对策，提 高防雷设施性能，评价防雷设施对各种设备及变电站和建筑物的保护范围以及 分析雷害事故，区分事故责任，都具有十分重要的意义。同时，雷电流参数的 测量也是进行雷电特性研究的基础工作，得到雷电流的基本参数以后，可以有 的放矢，有针对性的解决防雷问题。

雷电流参数的测量有遥测和直接测量两种方式。遥测是利用雷电探测天线 探测从远处传播过来的雷电电磁波并以此反推雷电流幅值和波形的雷电流参数 测量方式。由于雷电探测天线远离雷电发生点，雷电电磁波传播过程中，容易 受地形、建筑物等影响，存在不同程度的衰减和色散，因此，通过遥测测量得 到的雷电流参数准确度不高。雷电流参数直接测量是在雷击发生点对雷电流进 行直接测量的方式。由于雷击某一物体发生的概率和时间是不确定的，因此雷 电流直接测量随即性非常大，这就需要一种不但测量准确度高而且成本也较低 的装置。过去，一般采用在输电线路杆塔上安装磁钢棒的方法，利用雷电流产 生的磁场使磁钢棒磁化，由于磁钢棒具有较强的磁矫特性，所以雷电流通过磁 钢棒后仍能保留较大的剩磁，通过检测其剩磁的大小即可确定被测雷电流幅值 的大小。这种方法的优点是成本低便于大量安装，但缺点是磁钢棒的配方和生 产工艺的分散性，以及测量结果本身误差大，不能记录雷电发生的时间、而且 只能单次记录，获取数据不方便，工作量大。

实用新型200720173616.4“一种雷电流检测装置”，解决了避雷器是否被 雷击的检测问题，虽然装置结构简单、成本低，但只能说明避雷装置是否遭受 雷击，不能准确定位雷击发生时间、极性和幅值大小，而且放置位置会干扰设 备本身磁场，影响测量准确性。

中国发明专利200710169010.8“一种雷电流测量方法及装置”虽然采用双 向无线通讯方式，多通道的前端测量记录仪可以用来测量和记录雷击发生时的 雷电流幅值、陡度、极性以及雷击时间，但是其供能部分需要附加电池或太阳 能电源，遇到阴雨天气或者电池电力不足情况，其测量方法会受到很大的限制， 不能进行长期性实时检测。同样，中国新型实用200820191482.3“架空输电线 路和避雷针雷电流全参数在线监测装置”，其供能部分也利用太阳能电池板、蓄 电池和变压器，需要定期对备用电池进行检查，增加工作量，同样遇到阴雨天 气或者电池电力不足时，其方法也会受到很大限制。

因此，有必要提出一种雷电流检测系统，能持续实现对架空输电线路和 避雷针是否遭受雷击进行监测，并可以准确记录雷击发生的时刻、幅值和极 性，同时不需要外接电源。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自供能雷电流检测系统，能持续实 现对输电线路或建筑物的避雷针是否遭受雷击进行监测，并可以准确记录雷击 发生的时刻和幅值、极性，无需专门的触发电路，具有精度高，结构简单，体 积小，成本低，安全性高等特点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：该自供能雷电流检测系统包括 信号取样保持单元、取能装置、单片机控制单元、硬件时钟单元和数据存储单 元；

所述信号取样保持装置包括依次联接的电流传感单元、限压保护单元I、正 /负峰值保持单元，所述电流传感单元采用罗戈夫斯基线圈，所述正/负峰值保持 单元的输出端与单片机控制单元的输入端相联接；

所述取能装置包括依次联接的取能线圈、前端保护装置、整流滤波单元、 限压保护单元II、稳压单元和DC/DC单元，所述DC/DC单元的输出端与单片 机控制单元的电源输入端相联接；

所述硬件时钟单元和数据存储单元分别与单片机控制单元的对应端口相联 接；

使用时，所述电流传感器和取能线圈耦合设置在避雷装置上。