[实用新型]一种雷电流能量检测系统以及防雷设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及雷电流检测技术领域，尤其涉及一种雷电流能量检测系统以及防雷设备。

背景技术

雷电灾害是国际公布的十种最严重的自然灾害中的一种。每年雷电灾害事故频繁，涉及面广，对广大人民群众的生命财产安全构成严重威胁。

与此同时人们对于雷电的研究也在不断地深化当中，其中对雷电流的定义和测量可以说是所有针对雷电研究的基石，由此可见它的重要性。

但自然界的雷电错综复杂，几乎每一次的雷击都有不同的形态。即使人们通过大量的数据分析也不能找到唯一的波形函数来表征所有的雷击。为了便于定量分析，IEC提出了一类波形用来对雷电进行描述。如图1所示，Ip表示雷电波的峰值，T1表示视在波前时间，T2表示视在半峰值时间。通过指定T1/T2的值就基本定型了一种雷电流波形，再指定Ip的数值后就把雷电流的大小也指定了，这样就基本可以描述一次雷电流的大致特征。

IEC（国际电工委员会）归纳了若干种不同情况下具有代表性的雷电流标准波形函数。比较常用的雷电流标准波形函数有以下几种波形：8/20μs波形表征感应雷击的雷电流标准波形函数、10/350μs波形表征首次雷击的雷电流标准波形函数、0.25/100μs波形表征首次以后的雷电流标准波形函数，其他的雷电流标准波形函数还有1.2/50μs、10/700μs、10/1000μs等等。

针对雷击电流的检测方法也一直在探索当中，其形式也多种多样，但基本上都由三个部分组成：

一、雷电流采集部分；

二、数据处理部分；

三、数据输出部分。

比较常见的采集雷电流方法如：分流器法，铁心互感器法，Rogowski线圈法，霍尔器件法，电光、磁光法等，并得到了一些实际应用。

数据处理一般都使用单片机、微机等设备。

而对于数据输出部分，实际上无论检测方法如何及数据处理方式如何，现有技术大都呈现出了两种表现形式：

1、精确地描绘出雷电流的实时波形。

2、只检测雷电流的峰值，而忽略或默认雷电流的波形函数。

从现有技术数据输出的表现形式可以看出，第一种方式最精确，能够良好的体现雷电流的特征。但是需要精密的仪器、高昂的成本、非常好的屏蔽措施……。这些特性决定了第一种方法一般都要进行专门的建设，包括各个设备间的配合、屏蔽措施、电源净化、接地等等。一般用在实验室居多，很难在用户终端进行实施。

而第二种方式最方便，由于只需要检测一个雷电流的峰值即可，因此它可以用非常简单的设备进行采集和处理运算，成本极低、体积很小便于携带，可以方便的用于对检测要求不高的众多场合，包括用户终端的雷电流检测。

但问题是这种方法过于简化，有时甚至根本无法反映出雷电流的能量大小。

举个实际的例子来讲，同样峰值Ip=10KA的雷电流，一个是8/20μs波形的，一个是10/350μs波形的。下面计算一下他们的能量分别是多少。

为方便计算，这里选择脉冲函数模型来描述雷电流波，其表达式如下：

i(t)=Ipη(1-e-tτ1)n*e-tτ2]]>

其中