一种基于多通道山区配电线路雷电流测量方法与流程

1.本发明提供了一种基于多通道山区配电线路雷电流测量方法，属于电力系统配电线路管理与维护领域。


背景技术：

2.雷电灾害是威胁人类生命财产安全的自然灾害之一，在云地闪击发生之前准确进行预警具有十分重要的意义。输电线路防雷设计的研究主要是通过模拟试验、理论分析和事故研究等手段来开展的，在研究中缺少实际的雷电参数。因此，加强电网的雷电流监测，为雷电防护研究提供真实有效的测量数据，对减少雷害事故，保证电网安全供电具有极其重要的意义。
3.对于传统的山区配电线路监测雷电流，一般采取磁钢棒法、磁带法、rogowski 线圈测量法等。这些易于受到雷电磁场的干扰，其中电流互感器的自谐振、滞后和饱和问题这对于一些雷电流的参数以及准确的定位都有极大的影响。例如对于电压的幅值影响很大，幅值小可能会引起输电线路绕击事故，幅值大可能会引起雷击感应过电压、变电站雷电波入侵事故等。


技术实现要素：

4.本发明公开一种的基于多通道山区配电线路雷电流测量方法，采用光学电流传感技术它具有绝缘强度高、动态范围大、测量频带宽、抗干扰能力强、不会产生磁饱和不易受到高电压和高电流的电弧火花影响及可以在任意位置进行测量，有效的解决了雷电流测量过程中受到雷磁干扰导致雷电流的参数以及准确的定位都有极大的影响。保障了雷电流测量的精准度。
5.本发明公开的一种基于多通道山区配电线路雷电流测量装置，其特征在于：包括雷电流传感装置、数据采集装置、通信模块、监控上位机部分组成。四个雷电流传感装置、数据采集装置、通信模块（gprs）、四个雷电监测装置在一区域内呈蜂窝状布局，每个传感器装置距离10公里并且同时每个装置附有一个采集装置和通讯模块。
6.本发明公开的一种基于多通道山区配电线路雷电流测量方法，包括以下步骤：s1、通过蜂窝式的布局四个雷电监测装置，实时获取监测数据
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数据收集；s2、数据采集装置通过光学电流传感技术进行数据终端的分析计算
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数据分析；光学电流传感技术中光纤复合架空地线(opgw)是把光纤放置在架空高压输电线的地线中，以构成输电线路上的光纤通信网；雷击时，流过 opgw 的雷电流可分为两部分:一是沿轴向流过 opgw;二是沿螺旋方向流过 opgw：当雷电流沿螺旋方向流过 opgw 时，利用检偏器检测偏振光的旋转角，可知雷电流变化情况；未发生雷击 opgw 事故时，即光纤中的偏振态不发生变化或变化很小；当发生雷击 opgw 时，有瞬时大电流通过 opgw，导致光纤中的偏振光发生明显变化；通过检测光纤
中光偏振态的变化即可实现雷电流的测量；光学主机a、b分别接在光纤两端，雷击实验中截取了一段5m长的opgw地线，另一端熔接接入了10km的光纤盘；光纤盘另一端接入带有检偏器的光学主机，在a端发射一束持续的单偏振态激光，当激光通过 opgw套管时，由于雷电流引起的磁场变化，传输光偏振态也将随之变化；s3、根据设置的时间段从而达到该时间段的数据以及具体的采集位置；为了实现雷击故障点的判断，将对每个边缘设备设定标识码，以便于云中心对信号来源进行功能识别和跟踪；s4、根据所述的雷击发生的地理位置从而生成预警信息
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数据内部通讯。
7.所述步骤 s3 和 s4 之间还包括对分析处理后的雷电发生的地理位置进行校准，根据校准之后的雷电发生的地理位置推测雷电预警信息；所述步骤s1和步骤s2中的雷电监测装置，收集到数据进行大量的信号预处理处理，最终输出简洁的计算结果再与后台服务器或云服务器之间通过无线方式进行简洁的数据交互，所述客户终端与后台服务器或云服务器之间通过无线方式进行数据交互。
8.光纤复合架空地线(opgw)是把此外，针对全光纤电流传感器(focs)中传感光纤几何中点处耦合90
°
法拉第旋光器的直通式光路设计传感器结构，与传统基本结构的focs相比，该结构的focs的温度灵敏度与光纤的双折射条件几乎无关，且具有宽频特性。有效的解决了雷电流测量过程中雷磁干扰，以及电流互感器的自谐振、滞后和饱和等问题。保障了雷电流测量的精准度。
9.本发明的积极效果在于采用光学电流传感技术，将光纤放置在架空高压输电线的地线中，以构成输电线路上的光纤通信网，具有地线与通信双重功能，具有绝缘强度高、动态范围大、测量频带宽、抗干扰能力强、不会产生磁饱和不易受到高电压和高电流的电弧火花影响及可以在任意位置进行测量等优点；有效的解决了雷电流测量过程中受到雷磁干扰导致雷电流的参数以及准确的定位都有极大的影响；并且采集后的雷电流信息能够正确还原雷击时刻流经杆塔枝干的雷电流波形，得到信号准确的幅值、时域、频域等几种参量的关系图谱，保障了雷电流测量的精准度。
附图说明
10.图1是本发明光学电流传感原理图。
具体实施方式
11.通过以下实施例进一步举例描述本发明，并不以任何方式限制本发明，在不背离本发明的技术解决方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。
12.实施例1本发明一种基于多通道山区配电线路雷电流测量装置，包括雷电流传感装置、数据采集装置、通信模块、监控上位机部分组成；四个雷电流传感装置、数据采集装置、通信模块（gprs）、四个雷电监测装置在一区域内呈蜂窝状布局，每个传感器装置距离10公里并且
同时每个装置附有一个采集装置和通讯模块。
13.实施例2本发明所述的一种基于多通道山区配电线路雷电流测量方法，利用实施例1所述测量装置，包括以下步骤：s1、通过蜂窝式的布局四个雷电监测装置，实时获取监测数据
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数据收集；s2、数据采集装置通过光学电流传感技术进行数据终端的分析计算
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数据分析；参照图1所示，1、光学电流传感技术中光纤复合架空地线(opgw)是把光纤放置在架空高压输电线的地线中，以构成输电线路上的光纤通信网；雷击时，流过 opgw 的雷电流可分为两部分:一是沿轴向流过 opgw;二是沿螺旋方向流过 opgw；当雷电流沿螺旋方向流过 opgw 时，利用检偏器检测偏振光的旋转角，可知雷电流变化情况；未发生雷击 opgw 事故时，即光纤中的偏振态不发生变化或变化很小；当发生雷击 opgw 时，有瞬时大电流通过 opgw，导致光纤中的偏振光发生明显变化；通过检测光纤中光偏振态的变化即可实现雷电流的测量；2、光学主机a、b分别接在光纤两端，雷击实验中截取了一段5m长的opgw地线，另一端熔接接入了10km的光纤盘。光纤盘另一端接入带有检偏器的光学主机，在a端发射一束持续的单偏振态激光，当激光通过 opgw套管时，由于雷电流引起的磁场变化，传输光偏振态也将随之变化；s3、根据设置的时间段从而达到该时间段的数据以及具体的采集位置；为了实现雷击故障点的判断，将对每个边缘设备设定标识码，以便于云中心对信号来源进行功能识别和跟踪。 s4、根据所述的雷击发生的地理位置从而生成预警信息
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数据内部通讯。
14.在所述步骤 s3 和 s4 之间还包括对分析处理后的雷电发生的地理位置进行校准，根据校准之后的雷电发生的地理位置推测雷电预警信息，所述步骤s1和步骤s2中的雷电监测装置，收集到数据进行大量的信号预处理处理，最终输出简洁的计算结果再与后台服务器或云服务器之间通过无线方式进行简洁的数据交互，所述客户终端与后台服务器或云服务器之间通过无线方式进行数据交互。