[发明专利]雷电过电压记录方法及装置

说明书

一、技术领域：

本发明涉及一种电力系统过电压监测领域，特别涉及一种雷电过电压记录方法及装置。

二、背景技术：

由雷电引起的过电压叫脉冲过电压或叫雷电脉冲，它具有高能量、高压以及脉冲的特征(宽带)。雷电过电压雷云直接对设备、装置放电时，设备装置所承受的是“直击雷过电压”，这种情况，毕竟是很少的，而通常所说的雷击过电压是指“感应雷电压”。当雷击对地面某一点放电时，通常是在它周围方圆1.5km范围内的导线，导体中，都会有一定幅度值的瞬态电压产生，产生这种冲击电压的主要机理如下：①雷云对附近地面的物体放电，或在附近云层中放电，产生的电磁场，会在供电系统的线路导体中产生感应电压；②附近云-地之间放电产生的入地电流，耦合到接地网的公共接地阻抗上，在接地网的长度和宽度方向上产生电压差；③若雷击时，变压器一次侧的间隙性避雷器动作，一次侧电压快速跌落，这种快速跌落通过变压器的电容耦合，传送到二次侧，迭加在通过正常变压器耦合的电压上，形成二次侧冲击电压。④雷电直接击中高压一次侧线路，向一次侧线路注入极大的电源。这种大电流流过接地电阻或一次侧导体的冲击阻抗，都会产生高电压。一次侧的这种高电压又可通过电容耦合，和正常的变压器耦合，在低压交流电源线路中出现；⑤雷电直击中二次侧线路，这意味着极大的电流和这种电流所产生的极高电压，他们远远超过设备本身和接在二次侧线路中的保护器件的承受能力，因此，雷电过电压是造成变电站设备故障的重要原因。

目前市场上没有直接记录雷电过电压的装置，使电力部门对雷电过电压的分析与防护无法深入开展。

三、发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种雷电过电压记录方法及装置，实时记录雷电过电压，并存储记录信息，提供数据接口供外围设备访问。

其技术方案是：包括电源单元、电流传感器单元、数据采集与处理单元以及通信单元，所述的电源单元供电给电流传感器单元、数据采集与处理单元、通信单元，所述的电流传感器单元的输出信号供数据采集与处理单元进行数据采样，数据采集与处理单元的处理结果存在数据存储单元；外围设备可以通过通信单元读取记录的信息，通信单元采用串口或无线通讯设备。

本发明所述的雷电过电压记录装置，主要由记录装置外壳和内部电路组成，内部电路由电源及数据调理电路板、数据采集电路板、数据存储电路板、电流传感器、变压器、通讯转换模块和接线端子组成，所述的变压器将交流220伏的供电电源降压为交流12伏的电压，作为电源及数据调理电路板的电源输入；电流传感器采用了罗柯夫斯基线圈，数据采集电路板主要包括微处理器MSP430F169、高速AD采集器和大容量的SRAM存贮器制成。

本发明的有益效果是：该装置填补了我国直接记录雷电过电压记录方法及装置的产品空白，安装使用后的记录数据，将对电力部门对雷电过电压的分析与防护提供重要的数据支撑。

四、附图说明：

附图1是本发明的原理框图；

附图2是本发明的内部结构示意图；

附图3是本发明的一种实施例的连接图。

五、具体实施方式：

结合附图1-3，对本发明作进一步的描述：

参照附图1，本发明所述的雷电过电压记录方法是包括电源单元、电流传感器单元、数据采集与处理单元以及通信单元，所述的电源单元供电给电流传感器单元、数据采集与处理单元、通信单元，所述的电流传感器单元的输出信号供数据采集与处理单元进行数据采样，数据采集与处理单元的处理结果存在数据存储单元；外围设备可以通过通信单元读取记录的信息，通信单元采用串口或无线通讯设备。

参照附图2，本发明所述的雷电过电压记录装置，主要由记录装置外壳8和内部电路组成，内部电路由电源及数据调理电路板1、数据采集电路板2、数据存储电路板3、电流传感器4、变压器5、通讯转换模块6和接线端子7组成，所述的变压器5将交流220伏的供电电源降压为交流12伏的电压，作为电源及数据调理电路板的电源输入；电流传感器4采用了罗柯夫斯基线圈，数据采集电路板2主要包括微处理器MSP430F169、FPGAEP1C144C8(EP1系列)、高速AD采集器AD9280和大容量的SRAM存贮器制成。通讯转换模块6采用北京永诚广域科技有限公司的YD-7520防雷型双隔离RS232/RS485转换器，供需要用现场总线进行组网的用户采用485总线方式联网。

如图3所示，某变电站的每组变电站母线的电容式电压互感器(CVT)的接地端安装一套雷电过电压记录装置。

该装置主要功能性能指标如下：

雷电过电压采样率：10兆