[实用新型]一种稳定非线性的输电线路雷电流测量电路

说明书

技术领域

本实用新型属于高压电力设备状态监测与故障诊断的研究、应用技术领域， 特别涉及一种稳定非线性的输电线路雷电流测量电路。

背景技术

输电线路跳闸直接影响关乎国计民生的电力可靠供应。而数据统计表明， 在110kV及以上电压等级输电线路跳闸总数中因遭受雷击原因跳闸的次数占 比可达65％。此外,输电线路的雷击故障主要由雷电流绕击或反击造成的；而 因两者发生的机理不同，防护措施也不尽相同。其中绕击收雷电流幅值、避雷 线保护角影响较大，反击受雷电流幅值、雷电流最大陡度及杆塔的接地网电阻 影响较大。如无法判定雷击故障的具体原因类型(绕击、反击)，则难以制定 针对性的防雷措施，进而也影响电力系统的安全稳定运行。因此，研究输电线 路走廊的雷电流监测对国家发展、社会稳定将大有裨益。

雷电流传感器须能够实时遥测雷云对地闪击时间、雷电流峰值，并能可靠 用于雷电活动规律研究和输电线路防雷设计。然而雷电流巨大，传统的分流器 并不适用于测量雷电流。故有必要设计一种具有低功率输出、结构简单、线性 良好等特性，并可安装在输电线路杆塔或绝缘子串上的雷电流监测装置。

鉴于此，亟需在已有的应用经验上研究开发能够具备稳定非线性的输电线 路雷电流测量电路,并用以提升雷电流监测装置的应用效果。

实用新型内容

本实用新型的目的为解决现有技术的上述问题，提供了一种非线性且能够 通过大雷电流测量线圈及积分放大器实现实时测量、高速响应、不会饱和、低 功率输出的输电线路雷电流测量电路，并适用于输电线路运行环境中的高频大 交流电流的落雷监测，从而提升雷电监测装置的应用效果，为了实现上述目的， 本实用新型采用的技术方案如下：

一种稳定非线性的输电线路雷电流测量电路，其特征在于：包括雷电流测 量线圈、感应电压放大器、电压电流转换器和无线信号发射器，所述雷电流测 量线圈将检测的雷电流变化成变化的磁场并输出感应电压至感应电压放大器， 所述感应电压放大器将电压信号放大后，将其输出至电压电流转换器，所述电 压电流转换器将电压信号转换成电流信号，将其输出至无线信号发射器，所述 无线信号发射器在收到测量信号后将其电流信号发送送至远端。

优选地，所述感应电压放大器为比例信号放大电路，所述比例信号放大电 路包括第一比例运算放大器、电阻R1和电阻R2，所述电压电流转换器为反相 积分信号转换电路，所述反相积分信号转换电路包括第二比例运算放大器、电 阻R3和电容Cx，所述电阻R1的一端和电阻R2的一端连接后再与雷电流测量 线圈的输出端连接，所述电阻R1另一端与比例放大器的输出端连接，电阻R2 的另一端与第一比例运算放大器的负极输入端连接，所述第一比例运算放大器 的正极输入端与地连接，所述电阻R3的一端与第一比例运算放大器的正极输 入端连接，所述电阻R3的另一端分别与电容Cx的一端、第二比例运算放大器 的负极输入端连接，所述电容Cx的另一端分别与无线信号发射器的第一输入 端连接，所述第二比例运算放大器的输出端还与无线信号发射器的第二输入端 连接，所述第二比例运算放大器的正极输入端与地连接。

优选地，所述电压电流转换器的输出范围是4～20mA/DC。

优选地，所述无线信号发射器为天线或GPRS无线通信模块。

优选地，所述雷电流测量线圈由柔性骨架和缠绕在柔性骨架上的铜线而形 成的空心环形线圈。

优选地，所述雷电流测量线圈测量范围不超过500000A/AC。

优选地，所述铜线的直径为1.8mm。

综上所述，本实用新型由于采用了以上技术方案，本实用新型具有如下有 益效果：

第一，本实用新型准确监测流经设备雷电流非线性变化的监测装置，彻底 规避了接地电阻嬗变对测量精度的影响，大幅提升了雷电流监测和雷击故障类 型诊断效果。

第二，基于反相积分电路中的电容过滤干扰信号，一举攻克了输出信号和 被测电流幅值之间的偏差，显著改进了线路跳闸故障点的巡查效果。

第三，本实用新型开创了雷电流测量数据持续实时反馈技术，打破了跟踪 分析输电线路走廊雷电活动规律及雷击类型的技术瓶颈，有效防治了输电线路 雷击跳闸。

第四，本实用新型结构简单、能方便地测量雷电流，降低了雷电流监测装 置的生产成本，促进了监测装置的推广应用。