[发明专利]一种基于无磁芯传感阵列的地网电流监测方法

说明书

本发明涉及一种基于无磁芯传感阵列的地网电流监测方法。将无磁芯传感阵列安装于一次地线与开关室内接地扁铁之间的连接处，以检测雷电波中的电流值大小；所述无磁芯传感阵列包括印刷电路板、设于印刷电路板上的地网铜排、设于印刷电路板上且环设于地网铜排周围的磁场传感器。本发明能够有效监测雷击发生的区域以及雷电波是否侵入开关室和研究常规故障对地网的影响。

技术领域

本发明属于电力测量领域，具体涉及一种基于无磁芯传感阵列的地网电流监测方法。

背景技术

随着社会的不断发展，电力系统在我国工业生产和日常生活中得到了广泛应用，电能已成为现代工业生产的主要能源和动力，确保高质量、稳定的电能供应是电力公司的工作重点之一。

接地是确保电力系统可靠运行和人身安全的基础。随着我国电网向大容量发展，变电站自动化程度提高带来电磁问题日益突出同时变电站和出线走廊的征地越来越困难，土壤条件愈发恶劣等带来的接地工作条件越来越严格。在这个大背景下，二次设备和微电子设备对接地网电位升高和场区压差等安全性指标的要求逐步提高，电网的稳定运行对接地网的安全性和可靠性提出了越来越严格的要求。

在雷电多发的南方地区，变电站遭受雷电袭击时，雷电经一次/防雷设备流入地网后造成雷电反击的事故时有发生，极大程度上影响了设备运行安全。雷电袭击带来的停电事故不仅给用户造成不便，还常造成站内设备的损坏，经济损失严重。因此，对雷电波的监测是必要的。

在变电站过程中不仅存在高频直流脉冲电流，还存在因故障跳闸导致的交流电流。因此，在地网电流的监测中急需一种可对交直流测量的设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于无磁芯传感阵列的地网电流监测方法，能够有效监测雷击发生的区域以及雷电波是否侵入开关室和研究常规故障对地网的影响。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于无磁芯传感阵列的地网电流监测方法，将无磁芯传感阵列安装于一次地线与开关室内接地扁铁之间的连接处，以检测雷电波中的电流值大小；所述无磁芯传感阵列包括印刷电路板、设于印刷电路板上的地网铜排、设于印刷电路板上且环设于地网铜排周围的磁场传感器。

在本发明一实施例中，所述地网铜排为方形地网铜排，所述磁场传感器为4个，并分别以等距离L设于方形地网铜排的上下左右。

在本发明一实施例中，所述方法实现如下：

当地网铜排上流过电流时，可认为N个电流元被均匀分布在地网铜排上；假设地网铜排上流过总的电流为NI，每个电流元的值是I，位于方形地网铜排左边的磁场传感器A感测的磁场强度可表述为：

位于方形地网铜排下边的磁场传感器B感测的磁场强度可表述为：

同理可得，位于方形地网铜排右边的磁场传感器C感测的磁场强度、位于方形地网铜排上边的磁场传感器D感测的磁场强度分别表述为：

考虑到载流导体的实际中心与理论中心存在施工或工艺误差的情况，均值法被用于降低位置误差，其可描述为：

最终输出的结果可被描述为：

其中，k为距离除权系数；

由于地网中电流情况复杂，无磁芯传感阵列的无磁芯的设计易被外界电流所干扰，因此采用三角法降低测量误差，其条件为任意一磁传感器除权值超过其余三个传感器平均除权值的1.5倍时，该磁传感器的值被其余三个传感器的平均除权值所代替；