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。所述感应电压放大器的其信号放大倍数K = R2/R1;所述电压电流转换器的积分时间常数τ =R3Cx;所述电压电流转换器的输出范围是4?20mA/DC ο
[0025]如图2所示，在本实用新型实施中，所述雷电流测量线圈1由柔性骨架和缠绕在非铁磁性柔性骨架上的铜线而形成的空心环形线圈，属于柔性开合式环形结构；而绕在柔性骨架上的铜线采用直径为1.8mm的无磁性聚氨酯漆包铜圆线，柔性骨架的材料外包用以补偿温度误差的绝缘硅橡胶。雷电流测量线圈1可测量交流电流，具体是依据“法拉第电磁感应定律”和“安培环路定律”可知，当雷电流沿既定的环形轴线通过雷电流测量线圈1中心时，将在环形绕组所包围的体积内构成对应变化的磁场，场强为H，由安培环路定律可得:多Η.dl = I⑴，
[0026]由 B = μ H, e (t) = ?Φ/dt, Φ = Ν / Β.dS，e (t) = Μ.di/dt，得:
[0027]雷电流测量线圈1的剖面为矩形，其互感系数M，所述雷电流测量线圈1的互感系数Μ为定值，其输出电压与di/dt亦成正比，因此，
[0028]Μ = μ 0Nhln (b/a) /2 η ,
[0029]上式中，H为雷电流测量线圈1内部的磁场强度，Β为雷电流测量线圈1内部的磁感应强度，μ。为真空磁导率，Ν为线圈匝数，e(t)为线圈两端的感应电压，a，b分别为线圈横截面的内外径，h为截面高度。
[0030]结合图1，本实用新型具体应用过程如下:
[0031]1)梳理输电线路历史跳闸情况，确定落雷频次较高的输电走廊区域，制定差异化的雷电流测量电路安装方案:
[0032]2)在某220kV输电线路的#28杆塔处，分A/B/C三相安装雷电流测量电路。
[0033]3)雷电流测量线圈1监测并感应闪击在#28杆C相绝缘子上的大电流(38kA)，并生成感应电压发送至感应电压放大器2 ;
[0034]4)在感应电压放大器2放大感应电压信号，电压电流转换器3将放大后的信号转变为电流信号后，通过无线信号发射器4将测量信号发送至远端监测预警中心或或服务器；即通过雷电流测量线圈1、感应电压放大器2、电压电流转换器3是实现测量雷击电流大小的测量、对比和分析，而通过无线信号发射器4可将监测数据传送至监测人员。在本实用新型中，所述无线信号发射器4采用G300型工业GPRS无线数传模块；
[0035]5)输电线路运维人员在收到跳闸信号后，综合比对分析雷电流测量电路与线路主一保护、主二保护，故障录波装置的电流、相别、测距及时间等信息。
[0036]6)流经某一输电线路的各相绝缘子串、避雷线与杆塔结合处的电流分布受接地电阻变化的影响有限，可视其为遭受雷击重要特征参数。鉴于此，通过在输电线路上已经安装一种稳定非线性的输电线路雷电流测量电路，即能实现监测落雷的雷电流大小、次数，并判断雷击故障类型。其中，当避雷线至杆塔支路的电流大于绝缘子串支路电流时，可判定为说明发生了反击；绝缘子串支路电流比避雷线至杆塔支路电流大，则发生了绕击闪络；
[0037]7)经综合比对分析，开展故障点巡视及诊断；此外根据跳闸情况制定针对性的改造、消缺工作。
[0038]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本使用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一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。2.根据权利要求1所述的一种稳定非线性的输电线路雷电流测量电路，其特征在于: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。3.根据权利要求2所述的一种稳定非线性的输电线路雷电流测量电路，其特征在于:所述电压电流转换器的输出范围是4?20mA/DC。4.根据权利要求1或2所述的一种稳定非线性的输电线路雷电流测量电路，其特征在于:所述无线信号发射器为天线或GPRS无线通信模块。5.根据权利要求1或2所述的一种稳定非线性的输电线路雷电流测量电路，其特征在于: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。6.根据权利要求5所述的一种稳定非线性的输电线路雷电流测量电路，其特征在于:所述雷电流测量线圈测量范围不超过500000A/AC。7.根据权利要求5所述的一种稳定非线性的输电线路雷电流测量电路，其特征在于:所述铜线的直径为1.8mm。
【专利摘要】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，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至远端，本实用新型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。
【IPC分类】G01R19/17, G08C17/02
【公开号】CN205139235
【申请号】CN201520859827
【发明人】邬蓉蓉, 俸波, 覃炜, 张炜, 邓雨荣, 吕泽承, 田树军, 吴秋莉, 陶松梅
【申请人】广西电网有限责任公司电力科学研究院
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月2日