一种稳定非线性的输电线路雷电流测量电路的制作方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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llOkV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。
[0003]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。
[0004]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】
[0005]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:
[0006]—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。
[0007]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。
[0008]优选地，所述电压电流转换器的输出范围是4?20mA/DC。
[0009]优选地，所述无线信号发射器为天线或GPRS无线通信模块。
[0010]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。
[0011]优选地，所述雷电流测量线圈测量范围不超过500000A/AC。
[0012]优选地，所述铜线的直径为1.8mm。
[0013]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:
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本实用新型实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显然，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本实用新型的一种稳定非线性的输电线路雷电流测量电路。
[0020]图2为本实用新型的雷电流测量线圈原理结构图。
[0021 ] 图中:1-雷电流测量线圈、2-感应电压放大器、3-电压电流转换器、4-无线信号发射器。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合本实用新型实例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0023]如图1所示，一种稳定非线性的输电线路雷电流测量电路，包括雷电流测量线圈
1、感应电压放大器2、电压电流转换器3、无线信号发射器4，当被测雷电流通过所述通过雷电流测量线圈1中心时，在环形绕组所包围的体积内构成对应变化的磁场，并输出感应电压至感应电压放大器2，所述感应电压放大器2在通过比例信号放大电路放大感应电压信号后，将其输出至电压电流转换器3，所述电压电流转换器3通过电容Cx过滤干扰信号，并在通过反相积分电路转换电压为电流信号后，将其输出至无线信号发射器4，无线信号发射器4在收到测量信号后，将闪击时间、雷电流峰值等关键信息发送至远端的监测预警中心或服务器，所述无线信号发射器通过GPRS无线通信的方式是以以TCP或UDP通讯协议将相关监测值及时、稳定地发送至远端的监测预警中心或服务器。
[0024]在本实用新型实施中，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&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，所述电阻札的一端和电阻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，所述电阻私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