[实用新型]基于光纤复合架空地线的输电线路雷击监测系统

说明书

本实用新型公开了一种基于光纤复合架空地线的输电线路雷击监测系统，包括光纤复合架空地线和输电线路，还包括信号输出端和输入端依序连接的光时域反射仪、工控机、变电站内调度数据网交换机、变电站内纵向加密认证网关、主站侧纵向加密认证网关、生产控制大区内非控制区交换机和分布式雷击监测系统服务器。该系统实现了整条光纤复合架空地线落电监测数据的归集、存储、分析、展示，一举克服了以往雷电定位系统杆塔坐标的完整性和准确性、跳闸时间一致性的弊端，大幅改进了雷击故障定位和线路防雷改造的实施效果，并达到了电力安全生产中风险、效能和成本综合最优的目标。

技术领域

本实用新型涉及电力设备状态监测与故障诊断技术，尤其是输电线路的雷击监测系统。

背景技术

输变电设备状态监测与诊断技术是防止电网事故第一道防御系统中的关键环节，也是智能电网实施的关键环节。输电线路线多面广、分布区域极大，极易因雷电导致跳闸故障。统计结果表明，雷击是导致输电线路故障的主要原因。雷击监测可以迅速获知线路上的故障点，从而大大节省巡线的时间和人力耗费，也是针对性采取防雷改造措施的基础数据来源。

我国自上世纪80年代开始建设雷电定位系统，能够遥测闪电发生时辐射特定频段范围的电磁场信号，获取对应的地闪回击的发生时刻、位置、极性和雷电流强度等参数，但随着对探测效率和精度要求的提高，也暴露出现有系统不足。诸如雷电定位系统中线路杆塔坐标的完整性和准确性、监测系统时钟与继电保护装置时钟的一致性等主要问题影响到系统的高效应用。鉴于线路杆塔坐标位置的更新和修正是一项伴随电网建设而长期坚持的基础性工作、而且减小全网雷电探测站与继电保护装置时间误差也存在技术瓶颈，故迫切需要针对位置关键、可靠性要求高的输电线路，应用更为精准的状态监测技术。

分布式光纤传感技术已被证明具有抗电磁干扰性能优、灵敏度高等优点，且当前的输电线路均已采用光纤复合架空地线。光纤复合架空地线兼具普通地线和通信光缆的功能，而光在其内部光纤中传输时会与光纤介质发生相互作用，又会导致部分光偏离散射，故可以考虑将这一特征应用于监测输电线路及其运行走廊内的落雷情况。鉴于此，有必要根据光纤复合架空地线的结构特征，基于瑞利散射原理建立了基于光纤复合架空地线的分布式输电线路雷击监测系统，并通过数据处理实现准确雷击点定位，为全面推进建设设备状态监测评价中心，为实现输电线路及其线路走廊的全息展示、决策过程的全程可视、风险成本的全程可控、指挥决策的高效穿透等关键作用奠定坚实的基础。

发明内容

为了解决上述的现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种能准确定位雷击点的基于光纤复合架空地线的输电线路雷击监测系统。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种基于光纤复合架空地线的输电线路雷击监测系统，包括光纤复合架空地线和输电线路，其特征在于还包括：

信号输出端和输入端依序连接的光时域反射仪、工控机、变电站内调度数据网交换机、变电站内纵向加密认证网关、主站侧纵向加密认证网关、生产控制大区内非控制区交换机和分布式雷击监测系统服务器，其中，

光时域反射仪的信号输入端与光纤复合架空地线的光纤跳线端连接，采用相干探测光时域反射技术，可发射两路探测光脉冲，并附加五十兆赫兹以上的频移；

工控机部署在变电站内的通信机房，用于接入、存储、转发和展示光时域反射仪2采集的落雷监测数据；

变电站内调度数据网交换机部署在变电站内的通信机房，采用24口的三层千兆接入交换机；

变电站内纵向加密认证网关和主站侧纵向加密认证网关的同网支持密码机数量为2048个，加密速率达到330兆比特每秒，用于网络数据通信的身份认证、访问控制和传输数据的加密与解析；

生产控制大区非控制区交换机部署在设备状态监测评价中心的通信机房内，采用24口的三层千兆核心接入交换机；