一种配电线路雷电感应电压监测装置的制作方法

本实用新型属于电力系统防灾减灾技术领域，尤其涉及一种雷电感应电压监测装置。

背景技术：

我国地域辽阔，地理环境复杂多变，气候条件相差甚远，对电网运行是一个极大的考验。配电线路密度大、直接向最终用户供电，一旦发生故障，直接造成用户停电，带来巨大的经济与社会效益损失。

目前，城区配网主要采用电缆输电，但是在城郊，仍然以架空配电线路为主。由于输电走廊紧张及局部地形影响，部分配电线路架设于山地，遭受到雷击风险较大。而配电线路自身绝缘水平较低，相对于主网线路，更容易受到感应雷的影响，但目前缺少对配网的便捷广泛的雷电感应电压监测。对电网进行全面实时的雷电预警监测并对易发生故障的结点或线路点进行安全排查是保障电网稳定良好运行的前提，也是当前电力系统发展的技术难点。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种轻巧便捷、能够广泛应用于配电线路雷电预警监测的雷电感应电压监测装置。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种雷电感应电压监测装置,其特征在于，包括电源装置、传感器、数据采集装置、数据存储装置、数据通信装置；

所述电源装置与所述传感器、数据采集装置、数据存储装置、数据通信装置相连接；

所述数据采集装置与所述传感器连接；

所述数据存储装置与所述数据采集装置连接；

所述数据通信装置与所述数据存储装置连接。

进一步的，所述的雷电感应电压监测装置中，所述电源装置采用线圈或/ 和磁环作为取能器件,利用电磁感应原理,从配电线路上获取能量。

进一步的，所述的雷电感应电压监测装置中，所述电源装置还可以包括蓄电池作为备用电源；从而保障在线路故障无法取能或者监测装置主电源故障时，监测装置还能够继续使用，为长期稳定的雷电监测提供了基础保障。

进一步的，所述传感器至少包括电场传感器、电流传感器中的一个。

进一步的，所述电场传感器为MEMS电场传感器。

进一步的，所述电流传感器为罗氏线圈。

进一步的，所述的雷电感应电压监测装置中，所述数据采集装置用于将传感器监测到的电压、电流信息存储在数据存储装置；所述存储是指存储一定信息量的最近几次的监测结果，存储内容随着新的监测结果的传入不断更新；监测装置中存储装置的设置可以降低对通信次数和通信安全度的要求，在恶劣环境、网络故障等环境下，不能实时将监测结果反馈或者一次执行传送信息失败时，可以后续继续传送暂存的信息，并可以一次发送多个监测记录数据。因此，存储装置的设置能够很好的提高监测结果的采集率。

进一步的，所述的雷电感应电压监测装置中，所述存储装置采用闪存存储技术。

进一步的，所述的雷电感应电压监测装置中，所述数据通信装置采用无线数据传输方式，将监测的电场或电流信息传送到远程终端。

进一步的，所述的雷电感应电压监测装置中，所述数据通信装置还可以接收来自于其他雷电感应电压监测装置的数据。若干雷电感应电压监测装置可以组成局域网，这些雷电感应电压监测装置可以将监测数据发送至一台雷电感应电压监测装置，再由这台装置上传至云端数据库，从而节约了无线通信的成本，提高了通信的稳定性。

进一步的，所述的雷电感应电压监测装置中，该装置安装于配电线路杆塔或者导线上。本实用新型所公开的雷电感应电压监测装置，采用MEMS传感器或者罗氏线圈探测电场，具有体积小、便捷的特点。所述雷电感应电压监测装置能够固定在配电线路杆塔或者导线上。不仅能够监测电网结点处电场电压，也能够根据需求监测线路点上的电场电压，从而方便实现有针对性对配电电网进行全面监测。

进一步的，所述的雷电感应电压监测装置中，所述感应电压为配电线路每一相导线上的感应电压。

进一步的，所述的雷电感应电压监测装置中，还包括一个数据处理分析装置，用来对接收到各个位置的历史和实时电压、电流信息进行分析和预警。对电网的电压或者电流超过阈值的监测结果，进行实时预警，以便及时排除雷电危险。对各个监测点多次监测结果分析，可以找出容易发生雷电危险的电网点，以便及时排除安全隐患。

附图说明

通过结合附图对本实用新型实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。除非明确指出，否则附图不应视为按比例绘制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同组件或步骤。在附图中：

图1是示出了本实用新型一种雷电感应电压监测装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使得本实用新型的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本实用新型的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是本实用新型的全部实施例，应理解，本实用新型不受这里描述的示例实施例的限制。基于本文所描述的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本实用新型的保护范围之内。

图1是本实用新型一种雷电感应电压监测装置的结构图。本实用新型公开了一种雷电感应电压监测装置,所述装置包括电源装置、传感器、数据采集装置、数据存储装置、数据通信装置；

所述电源装置与所述传感器、数据采集装置、数据存储装置、数据通信装置相连接；

所述数据采集装置与所述传感器连接；

所述数据存储装置与所述数据采集装置连接；

所述数据通信装置与所述数据存储装置连接。

本实施例中，电源装置采用线圈或/和磁环作为取能器件。当配电线路中有一定工作电流时，会在导线周围产生磁场。利用电磁感应原理，通过布置线圈或磁环，可以实现互感取能，为雷电感应电压监测装置的电路部分提供电压，实现长期稳定供电。〃

本实施例中，所述电源装置还包括蓄电池作为备用电源。所述蓄电电池和所述取能器件通过主控制电路连接。正常情况下，由取能器件实现长期稳定供电；当配电线路故障跳闸或空载等状态而不具备稳定工作电流时，可由备用蓄电池供电；蓄电池配置太阳能板，通过太阳能对蓄电池进行充电。备用蓄电池是否投入，通过罗氏线圈是否探测到工作电流来决定。当罗氏线圈探测到稳定工作电流时，由主电源供电；当罗氏线圈未探测到稳定工作电流时，由备用电源供电，二者的切换由主控制电路实现。

本实施例中，所述传感器至少包括电场传感器、电流传感器中的一个。

本实施例中，电场传感器为MEMS电场传感器，具有体积小，灵敏度高，造价低的特点，是用于大范围电网配的网的良好选择。

本实施例中，所述电流传感器为罗氏线圈。罗氏线圈主要用来测量输配电线路上的电路，罗氏线圈具有动态响应快的特点，适用于测量暂态电流。当配电线路遭受雷电感应电压而导致故障时，通常会产生暂态电压和电流，利用罗氏线圈监测暂态电流，可以配合、辅助雷电感应电压的分析。

本实施例中，所述数据采集装置用于将传感器监测到的电压、电流信息存储在数据存储装置，所述电压、电流信息为每相配电线路周围MEMS传感器的输出模拟电压信号，以及罗氏线圈的输出的模拟电压信号，这些电压信号通过一定采样率的采样之后以数字信号的形式存储，在传输到云端或终端后，将其反演为配电线路上的导线电压、电流信息；所述存储是指存储一定信息量的最近几次的监测结果，存储内容随着新的监测结果的传入不断更新；所述一定信息量可以是按照存储设备容量设置，如存储量上限为1M，也可以按照记录数量设置，如最多存储最近测量的100条记录。当有新的测量记录存入时，删除最早的部分记录，以此不断更新。存储的记录可以存储装置的设置能够很好的提高监测结果的采集率。

本实施例中，所述存储装置采用闪存存储技术，如flash。闪存技术能够实现快速多次的擦除旧数据，写入新数据，并且是非易失存储介质。对上述先入先出的栈式数据管理是一种优选方案。

本实施例中，所述数据通信装置采用无线数据传输方式，将监测的电压、电流信息传送到远程终端。本实施例中，监测信息的传输可选的有两种方式。其一是将最近监测到的记录直接发送到远程终端。其二是，通信装置还可以接收来自于其他雷电感应电压监测装置的数据；若干雷电感应电压监测装置可以组成局域网，这些雷电感应电压监测装置可以将监测数据发送至一台雷电感应电压监测装置，再由这台装置上传至远程终端数据库。同时，由于存储装置存储了最近测量的多条记录，所述传输操作也支持将存储在存储设备，但因某些环境、异常等原因无法及时发送到终端的记录再次发送到终端。所述发送操作还可以根据远程终端的接收能力，设置在一定周期批量发送多条测量信息。

本实施例中，对于监测到的信息的处理、发送过程采用带有嵌入式的程序的装置进行控制。

本实施例中，所述的雷电感应电压监测装置安装于配电线路杆塔或者导线上。本公开所述的雷电感应电压监测装置采用MEMS传感器或者罗氏线圈探测电场，具有体积小、便捷的特点。本实施例中，所述雷电感应电压监测装置最侧两端具有用于将装置捆绑与杆塔或者导线上的柔性线型固定装置。本公开所述的雷电感应电压监测装置的固定方式，不仅仅限于捆绑方式。具体实施中，可以根据需要采用环扣固定，夹持固定等方式。

本实施例中，所述的雷电感应电压监测装置中，所述感应电压为配电线路每一相导线上的感应电压。输电线路的某一位置的电场强度由该位置每相导线上电压均有贡献的综合，贡献程度由该点位置与导线的空间位置决定。当传感器紧贴每相导线时，该点的空间电压由该相电压决定。因此，监测某位置上每一相导线的电压可以更准确综合地获得监测位置上的电压。

本实施例中，所述的雷电感应电压监测装置中，还包括一个数据处理分析装置，用来对接收到各个位置的历史和实时电压、电流信息进行分析和预警。对电网的电压或电流超过阈值的监测结果，进行实时预警，以便及时排除雷电危险。本实施例中，所述预警方式包括数据处理分析装置发出特定的声音，并发出短信通知到有关负责人。所述预警方式可以是任何满足应用需求的声光信息和电子通信信息。对各个监测点多次监测结果分析，可以找出容易发生雷电危险的电网点，以便及时排除安全隐患；例如，当一个监测点的电压多次或者连续几次达到逼近阈值，则可以认为此监测点线路具有遭受雷电的危险性，可以据此监测点线路做检修维护，提前排除隐患。

具体而言，本领域技术人员可以根据本实用新型的原理对所述具体部件进行选择性设置，只要能够实现本实用新型的控制方法的原理即可。

需要说明的是，本说明书中所使用的术语仅出于描述特定实施方式的目的，而非意在对本实用新型进行限制。

本领域技术人员应该理解的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，但本领域的技术人员可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型权利要求书的范围。