[发明专利]输电线路雷击监测装置及防雷水平评估的方法

说明书

技术领域

本发明涉及输电线路雷击监测和防雷水平评估技术领域，是一种输电线路雷击监测装置及防雷水平评估的方法。

背景技术

现有的雷击事故在输电线路线路故障中占有很大比例，为降低雷害事故，输电线路防雷设计时常采用安装避雷器、降低接地电阻、架设避雷线等防雷措施。对输电线路防雷水平进行评估是指导输电线路防雷设计、改造输电线路防雷措施的重要技术手段。

目前，在现有输电线路防雷水平的评估方法中，一般以雷电流幅值概率分布和地闪密度为参数进行计算，地闪密度的获取一般根据气象部门人工观测统计出的雷电日推算得出或采用雷电定位系统监测数据统计出的大区域地闪密度，两者对输电线路均缺乏针对性，误差较大，无法准确地评估输电线路的防雷水平。也有学者以输电线路雷击跳闸率作为线路防雷水平评估的重要参数，雷击跳闸率通常根据经验公式或仿真模型计算得出，例如规程法、电磁暂态程序（EMTP）法和蒙特卡罗（MonteCarlo）法。

雷电活动状况多变而复杂，输电线路雷击跳闸存在较大的随机性，同一区域不同时期、同一时期不同区域均差异很大。按照传统的雷击跳闸率计算方法对输电线路防雷水平进行评估存在误差较大，所以针对输电线路的防雷改造仍然采取无差异的统一整改方案，且投资成本较大，缺乏经济性和合理性。

综上所述，目前输电线路防雷水平一般根据线路走廊雷电活动情况、线路地形地貌特征、线路结构、绝缘配置、防雷措施等因素，通过建立仿真模型或依据相关规程经验公式进行评估，涉及相关因素较多，误差较大。截止目前，尚缺乏一种直接通过对输电线路和避雷线进行在线监测的手段，有针对性地根据线路雷电流信息进行防雷水平评估的方法，指导运行管理单位对输电线路进行差异化防雷技术改造。

发明内容

本发明提供了一种输电线路雷击监测装置及防雷水平评估的方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有技术中缺乏直接通过输电线路和避雷线进行监测的设备及进行防雷水平评估方法，且现有实施方案投资成本大，缺乏经济性和合理性的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种输电线路雷击监测装置，包括安装于输电线路三相导线上的数据采集主机、安装于输电线路杆塔上的数据采集分机、服务器和监控中心；数据采集主机与数据采集分机之间通过无线通信模块通信连接，数据采集主机与服务器的通信端口无线通信连接，服务器与控制中心之间通过网络实现数据通信；所述的数据采集主机包括传感器测量单元、数据处理单元和无线通信单元，传感器测量单元的输出端与数据处理单元的输入端通过导线电连接，数据处理单元与无线通信单元双向通信连接；所述的数据采集分机包括安装在避雷线上的数据采集分机传感器测量单元、数据采集分机数据处理单元和数据采集分机无线传输模块，数据采集分机传感器测量单元的输出端与数据采集分机数据处理单元的输入端通过导线电连接，数据采集分机数据处理单元与无线传输模块双向通信连接。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述传感器测量单元包括罗氏线圈；或/和，所述的数据处理单元为单片机或DSP芯片。

上述无线通信单元包括GPRSDTU模块和无线传输模块。

上述数据采集主机还包括感应取能电源模块，感应取能电源模块包括电磁感应装置、过电压保护器、整流滤波器、DC/DC转换器、控制器和储能模块，用于给数据采集主机供电并给储能模块充电，电磁感应装置的输出端与过电压保护器的输入端通过导线电连接，过电压保护器的输出端与整流滤波器的输入端通过导线电连接，整流滤波器的输出端与DC/DC转换器的输入端通过导线电连接，DC/DC转换器的输出端与控制器的输入端通过导线电连接，控制器的输出端分别与储能模块的输入端和数据采集主机通过导线电连接；或/和，数据采集分机还包括太阳能电源模块，太阳能电源模块的输出端分别与数据采集分机传感器测量单元的输入端、数据采集分机数据处理单元的输入端和无线传输模块的输入端通过导线电连接。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的，一种防雷水平评估的方法，包括以下步骤：

步骤一：服务器根据数据采集主机安装点的经纬度信息，实时获取当地的气象信息，发送给所述数据采集主机；数据采集主机根据接收到的气象信息，选择所述数据采集分机的工作模式，根据当地未来天气，若为雷雨天气，则发送唤醒指令，之后进入步骤二；若当地未来天气为非雷雨天气，则发送休眠指令，之后进入步骤三；