專利名稱：電力輸電線路雷擊點(diǎn)的確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力輸電線路雷擊點(diǎn)測(cè)試技術(shù)，確切地說是涉及一種對(duì)電力輸電線路遭受雷擊時(shí)，能即時(shí)準(zhǔn)確地確定出其雷擊點(diǎn)的方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)電力事業(yè)的蓬勃發(fā)展，各類電壓等級(jí)的輸電線路不斷興建與竣工。電力輸電線路工程，尤其是超高壓和特高壓輸電線路工程，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會(huì)發(fā)展的生命線工程，而輸電線路中的桿塔結(jié)構(gòu)擔(dān)負(fù)著架空電力輸電線的重任。我國(guó)是雷電活動(dòng)很強(qiáng)烈的國(guó)家，在廣東及海南部分地區(qū)，年平均雷電日高達(dá)120-130天。由于被桿塔支撐的架空電力輸電線相對(duì)一般建筑物要高出許多，很多還架設(shè)在高山地區(qū)，很容易遭受雷電襲擊使電網(wǎng)輸電中斷。為了即時(shí)修復(fù)，準(zhǔn)確地確定出輸電線路上的雷擊點(diǎn)就尤為重要。然而，直到本發(fā)明前，還沒有找到一個(gè)準(zhǔn)確地確定出輸電線路上雷擊點(diǎn)的技術(shù)方法，現(xiàn)在尋找雷擊點(diǎn)進(jìn)行線路修復(fù)全靠人工巡視，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、搶修速度慢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為電力部門提供一種能即時(shí)、準(zhǔn)確地確定出遭受雷擊的輸電線路上雷擊點(diǎn)的方法，以便即時(shí)、快速的對(duì)被破壞的線路進(jìn)行搶修。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的方法如下電力輸電線路雷擊點(diǎn)的確定方法，按以下步驟進(jìn)行第一步，對(duì)塔桿上的電力輸電線及避雷線建立雷擊采樣點(diǎn)，具體做法是①分別對(duì)通過絕緣子架設(shè)在桿塔上的各根電力輸電線設(shè)置雷擊傳感器，每根電力輸電線上的雷擊傳感器，都是裝在一根支撐棒兩端的一對(duì)傳感器組，該對(duì)傳感器組沿著自身電力輸電線走向的方向、被等距的固定在自身電力輸電線的塔桿絕緣子的頂端；②分別對(duì)架設(shè)在塔桿頂部、順著電力輸電線方向走向的避雷線建立雷擊傳感器，該雷擊傳感器同樣是裝在一根支撐棒兩端的一對(duì)傳感器組，它沿著自身避雷線走向的方向、被等距的固定在自身避雷線附近的桿塔上；當(dāng)塔桿上電力輸電線及避雷線某部位發(fā)生雷擊時(shí)，就由雷擊傳感器采集雷擊電流與雷擊感應(yīng)電壓信息。
第二步，將對(duì)電力輸電線及避雷線設(shè)置的雷擊傳感器，通過引線與具有采集雷電流數(shù)據(jù)包括其正負(fù)方向、幅值大小，以及雷擊感應(yīng)電壓數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)字轉(zhuǎn)化、編碼加密、進(jìn)行無線傳輸?shù)臏y(cè)試盒連接；當(dāng)塔桿上電力輸電線及避雷線某部位發(fā)生雷擊時(shí)，雷擊傳感器將采集到的雷擊電流與雷擊感應(yīng)電壓信息，通過引線傳輸給所述測(cè)試盒，經(jīng)過其數(shù)字轉(zhuǎn)化、編碼加密、觸發(fā)無線連接通道導(dǎo)通，將雷擊電流與雷擊感應(yīng)電壓的數(shù)據(jù)信息通過該通道傳輸給Internet網(wǎng)絡(luò)；第三步，在WEB服務(wù)器中建立存貯電力輸電線及避雷線各部位被雷擊所產(chǎn)生的雷電流及雷擊感應(yīng)電壓與雷擊點(diǎn)關(guān)系的專用數(shù)據(jù)庫；第四步，WEB服務(wù)器的計(jì)算機(jī)與Internet網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，WEB服務(wù)器的SERVER接收程序按照網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，從Internet網(wǎng)絡(luò)接收雷擊電流與雷擊感應(yīng)電壓數(shù)據(jù)，WEB服務(wù)器將接收到的該數(shù)據(jù)與其專用數(shù)據(jù)庫存貯的數(shù)據(jù)作比較，即時(shí)準(zhǔn)確地確定出雷擊點(diǎn)，并將本次雷擊記錄貯存，便于用戶在需要查詢歷史雷擊記錄時(shí)，通過Internet網(wǎng)絡(luò)登陸服務(wù)器來訪問。
在WEB服務(wù)器中建立的存貯電力輸電線及避雷線各部位被雷擊短路所產(chǎn)生的雷電流及雷擊感應(yīng)電壓數(shù)據(jù)關(guān)系的專用數(shù)據(jù)庫，它包括表1所示雷電繞擊輸電線(A相)擊穿絕緣子使其短路時(shí)，在各傳感器上產(chǎn)生的雷電流方向、雷擊感應(yīng)電壓幅值與雷擊點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)表2所示雷電繞擊輸電線(B相)擊穿絕緣子使其短路時(shí)，在各傳感器上產(chǎn)生的雷電流方向、雷擊感應(yīng)電壓幅值與雷擊點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)；表3所示雷電繞擊輸電線(C相)擊穿絕緣子使其短路時(shí)，在各傳感器上產(chǎn)生的雷電流方向、雷擊感應(yīng)電壓幅值與雷擊點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)；表4所示雷電反擊避雷線擊穿絕緣子造成輸電線(A相)短路時(shí)，在各傳感器上產(chǎn)生的雷電流方向、雷擊感應(yīng)電壓幅值與雷擊點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)；表5所示雷電反擊避雷線擊穿絕緣子造成輸電線(B相)短路時(shí)，在各傳感器上產(chǎn)生的雷電流方向、雷擊感應(yīng)電壓幅值與雷擊點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)；表6所示雷電反擊避雷線擊穿絕緣子造成輸電線(C相)短路時(shí)，在各傳感器上產(chǎn)生的雷電流方向、雷擊感應(yīng)電壓幅值與雷擊點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明第二步所述的采集并發(fā)送雷電流與雷擊感應(yīng)電壓數(shù)據(jù)信息的測(cè)試盒，其組成包括有與各傳感器引線連接的能將所采集到的模擬雷電流、雷擊電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器，貯存這些數(shù)字信號(hào)的緩存器，處理這些數(shù)字信號(hào)并控制其它功能單元工作的CPU處理器，加密雷擊數(shù)字信號(hào)的編碼器，以及發(fā)生雷擊時(shí)能被觸發(fā)導(dǎo)通發(fā)送加密雷擊數(shù)字信號(hào)的無線連接通道。
當(dāng)電力輸電線路遭受雷擊時(shí)，通過架設(shè)在塔桿上的電力輸電線和避雷線附近設(shè)置的雷擊傳感器，將采集到的擊穿雷電流與雷擊感應(yīng)電壓信號(hào)傳輸?shù)綔y(cè)試盒，通過其中的A/D轉(zhuǎn)換器、高速CPU處理器、加密雷擊數(shù)字信號(hào)的密碼編碼器將其轉(zhuǎn)化成加密數(shù)字信號(hào)，并由被雷擊信號(hào)觸發(fā)導(dǎo)通的無線連接通道發(fā)送至Internet網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)WEB服務(wù)器的SERVER接收程序按照GPRS與internet網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議接收數(shù)據(jù)，并將接收到的該數(shù)據(jù)信息與服務(wù)器的專用數(shù)據(jù)庫所存貯的數(shù)據(jù)資料作比較，立刻將本次雷擊位置通過畫面顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明所開發(fā)提供的電力輸電線路雷擊點(diǎn)遙測(cè)系統(tǒng)，從對(duì)輸電線路雷擊觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，到采樣數(shù)據(jù)自動(dòng)存貯到服務(wù)器上供用戶隨時(shí)查詢，整個(gè)系統(tǒng)流程都是自動(dòng)進(jìn)行的，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力線路雷擊點(diǎn)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，沒有了人為操作造成的誤差，保證了采樣數(shù)據(jù)的完整性、及時(shí)性和研究查詢的方便性，能夠?yàn)椴煌貐^(qū)、不同級(jí)別的電力輸電線路防雷提供精確的“電力輸電線路雷擊模型”的建模依據(jù)，能即時(shí)準(zhǔn)確地確定出遭受雷擊的輸電線路上雷擊點(diǎn)的位置，能省力省時(shí)快速的對(duì)被破壞的線路進(jìn)行搶修，具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。


圖1為塔桿上的電力輸電線路雷擊傳感器立體布設(shè)示意2為塔桿上的電力輸電線路雷擊傳感器布設(shè)的俯視示意3為測(cè)試盒單路結(jié)構(gòu)示意4為精確確定雷擊點(diǎn)的本發(fā)明遙測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖下面表1至表6給出了在WEB服務(wù)器中配置的、用作分析確定雷擊點(diǎn)的專用數(shù)據(jù)庫。
表1為雷電繞擊輸電線(A相)擊穿絕緣子使其短路時(shí)，在各傳感器上產(chǎn)生的雷電流方向、雷擊感應(yīng)電壓幅值與雷擊點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)

表2為雷電繞擊輸電線(B相)擊穿絕緣子使其短路時(shí)，在各傳感器上產(chǎn)生的雷電流方向、雷擊感應(yīng)電壓幅值與雷擊點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)


表3為雷電繞擊輸電線(C相)擊穿絕緣子使其短路時(shí)，在各傳感器上產(chǎn)生的雷電流方向、雷擊感應(yīng)電壓幅值與雷擊點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)

表4為雷電反擊避雷線擊穿絕緣子造成輸電線(A相)短路時(shí)，在各傳感器上產(chǎn)生的雷電流方向、雷擊感應(yīng)電壓幅值與雷擊點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)

表5為雷電反擊避雷線擊穿絕緣子造成輸電線(B相)短路時(shí)，在各傳感器上產(chǎn)生的雷電流方向、雷擊感應(yīng)電壓幅值與雷擊點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)


表6為雷電反擊避雷線擊穿絕緣子造成輸電線(C相)短路時(shí)，在各傳感器上產(chǎn)生的雷電流方向、雷擊感應(yīng)電壓幅值與雷擊點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)


具體實(shí)施方式
本發(fā)明系統(tǒng)由軟、硬件四大部分組成，分別是雷電參數(shù)采集部分、采樣數(shù)據(jù)數(shù)字處理及無線數(shù)傳部分、Internet網(wǎng)絡(luò)、WEB服務(wù)器及專用數(shù)據(jù)庫管理部分。
雷電參數(shù)采集部分，包括對(duì)塔桿上的電力輸電線及避雷線建立雷擊采樣點(diǎn)，具體設(shè)置方法是①分別對(duì)通過絕緣子架設(shè)在桿塔上的各根電力輸電線設(shè)置雷擊傳感器，每根電力輸電線上的雷擊傳感器，都是裝在一根支撐棒兩端的一對(duì)傳感器組，該對(duì)傳感器組沿著自身電力輸電線走向的方向、被等距的固定在自身電力輸電線的塔桿絕緣子的頂端；②分別對(duì)架設(shè)在塔桿頂部、順著電力輸電線方向走向的避雷線建立雷擊傳感器，該雷擊傳感器同樣是裝在一根支撐棒兩端的一對(duì)傳感器組，它沿著自身避雷線走向的方向、被等距的固定在自身避雷線附近的桿塔上。雖然本發(fā)明給出了塔桿上有單路三相電力輸電線及設(shè)置避雷線的情況，但是本發(fā)明的方法，同樣適用于多路電力輸電線及設(shè)置避雷線的情況。
采樣數(shù)據(jù)、數(shù)字處理及無線數(shù)傳部分，是將各雷擊傳感器(電感線圈)通過引線接入所述測(cè)試盒，該測(cè)試盒組成包括與各傳感器(電感線圈)引線連接的能將所采集到的模擬雷電流、雷擊感應(yīng)電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)換成雷擊數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器；貯存這些雷擊數(shù)字信號(hào)的緩存器，處理這些雷擊數(shù)字信號(hào)并控制其它功能單元工作的CPU處理器，加密雷擊數(shù)字信號(hào)的編碼器，以及發(fā)生雷擊時(shí)能被觸發(fā)導(dǎo)通、發(fā)送加密雷擊數(shù)字信號(hào)的無線連接通道。該測(cè)試盒的作用是將采集到的雷電流、雷擊感應(yīng)電壓信號(hào)，通過其中的A/D轉(zhuǎn)換器、高速CPU處理器、密碼編碼器，將其轉(zhuǎn)化成加密雷擊數(shù)字信號(hào)，并由被雷擊信號(hào)觸發(fā)導(dǎo)通的無線連接通道發(fā)送至Internet網(wǎng)絡(luò)。
WEB服務(wù)器中配置的專用數(shù)據(jù)庫，即為在本發(fā)明表1至表6中提供的塔桿上電力輸電線、避雷線各區(qū)域遭受雷擊造成線路短路時(shí)，線路的雷擊采樣點(diǎn)上各傳感器(電感線圈)產(chǎn)生的雷電流方向、雷擊感應(yīng)電壓幅值與雷擊點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫，用作與實(shí)際發(fā)生采集到的雷擊電流、雷擊感應(yīng)電壓信號(hào)數(shù)據(jù)作對(duì)比分析，以確定雷擊破壞點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.電力輸電線路雷擊點(diǎn)的確定方法，按以下步驟進(jìn)行第一步，對(duì)塔桿上的電力輸電線及避雷線建立雷擊采樣點(diǎn)，具體做法是①分別對(duì)通過絕緣子架設(shè)在桿塔上的各根電力輸電線設(shè)置雷擊傳感器，每根電力輸電線上的雷擊傳感器，都是裝在一根支撐棒兩端的一對(duì)傳感器組，該對(duì)傳感器組沿著自身電力輸電線走向的方向、被等距的固定在自身電力輸電線的塔桿絕緣子的頂端；②分別對(duì)架設(shè)在塔桿頂部、順著電力輸電線方向走向的避雷線建立雷擊傳感器，該雷擊傳感器同樣是裝在一根支撐棒兩端的一對(duì)傳感器組，它沿著自身避雷線走向的方向、被等距的固定在自身避雷線附近的桿塔上；當(dāng)塔桿上電力輸電線及避雷線某部位發(fā)生雷擊時(shí)，就由雷擊傳感器采集雷擊電流與雷擊感應(yīng)電壓信息。第二步，將對(duì)電力輸電線及避雷線設(shè)置的雷擊傳感器，通過引線與具有采集雷電流數(shù)據(jù)包括其正負(fù)方向、幅值大小，以及雷擊感應(yīng)電壓數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)字轉(zhuǎn)化、編碼加密、進(jìn)行無線傳輸?shù)臏y(cè)試盒連接；當(dāng)塔桿上電力輸電線及避雷線某部位發(fā)生雷擊時(shí)，雷擊傳感器將采集到的雷擊電流與雷擊感應(yīng)電壓信息，通過引線傳輸給所述測(cè)試盒，觸發(fā)了測(cè)試盒的無線連接通道導(dǎo)通，將雷擊電流與雷擊感應(yīng)電壓數(shù)據(jù)信息通過該通道傳輸給Internet網(wǎng)絡(luò)；第三步，在WEB服務(wù)器中建立存貯電力輸電線及避雷線各部位被雷擊所產(chǎn)生的雷電流及雷擊感應(yīng)電壓與雷擊點(diǎn)關(guān)系的專用數(shù)據(jù)庫；第四步，WEB服務(wù)器的計(jì)算機(jī)與Internet網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，WEB服務(wù)器的SERVER接收程序按照網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，從Internet網(wǎng)絡(luò)接收雷擊電流與雷擊感應(yīng)電壓數(shù)據(jù)信息，WEB服務(wù)器將接收到的該數(shù)據(jù)信息與其專用數(shù)據(jù)庫存貯的數(shù)據(jù)作比較，即時(shí)準(zhǔn)確地確定出雷擊點(diǎn)，并將本次雷擊記錄貯存，便于用戶在需要查詢歷史雷擊記錄時(shí)，通過Internet網(wǎng)絡(luò)登陸服務(wù)器來訪問。
2.按照權(quán)利要求1所述的電力輸電線路雷擊點(diǎn)的確定方法，其特征在于在WEB服務(wù)器中建立的存貯電力輸電線及避雷線各部位被雷擊短路所產(chǎn)生的雷電流及雷擊感應(yīng)電壓數(shù)據(jù)關(guān)系的專用數(shù)據(jù)庫，它包括表1所示雷電繞擊輸電線(A相)擊穿絕緣子使其短路時(shí)，在各傳感器上產(chǎn)生的雷電流方向、雷擊感應(yīng)電壓幅值與雷擊點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)表2所示雷電繞擊輸電線(B相)擊穿絕緣子使其短路時(shí)，在各傳感器上產(chǎn)生的雷電流方向、雷擊感應(yīng)電壓幅值與雷擊點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)；表3所示雷電繞擊輸電線(C相)擊穿絕緣子使其短路時(shí)，在各傳感器上產(chǎn)生的雷電流方向、雷擊感應(yīng)電壓幅值與雷擊點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)；表4所示雷電反擊避雷線擊穿絕緣子造成輸電線(A相)短路時(shí)，在各傳感器上產(chǎn)生的雷電流方向、雷擊感應(yīng)電壓幅值與雷擊點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)；表5所示雷電反擊避雷線擊穿絕緣子造成輸電線(B相)短路時(shí)，在各傳感器上產(chǎn)生的雷電流方向、雷擊感應(yīng)電壓幅值與雷擊點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)；表6所示雷電反擊避雷線擊穿絕緣子造成輸電線(C相)短路時(shí)，在各傳感器上產(chǎn)生的雷電流方向、雷擊感應(yīng)電壓幅值與雷擊點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)。
3.按照權(quán)利要求1所述的電力輸電線路雷擊點(diǎn)的確定方法，其特征在于在本發(fā)明第二步所述的采集并發(fā)送雷電流與雷擊感應(yīng)電壓數(shù)據(jù)信息的測(cè)試盒，其組成包括有與各傳感器引線連接的能將所采集到的模擬雷擊電流、雷擊電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器，貯存這些數(shù)字信號(hào)的緩存器，處理這些數(shù)字信號(hào)并控制其它功能單元工作的CPU處理器，加密雷擊數(shù)字信號(hào)的編碼器，以及發(fā)生雷擊時(shí)能被觸發(fā)導(dǎo)通發(fā)送加密雷擊數(shù)字信號(hào)的無線連接通道；當(dāng)電力輸電線路遭受雷擊時(shí)，通過架設(shè)在塔桿上的電力輸電線和避雷線附近設(shè)置的雷擊傳感器，將采集到的擊穿雷電流與雷擊感應(yīng)電壓信號(hào)傳輸?shù)綔y(cè)試盒，通過其中的A/D轉(zhuǎn)換器、高速CPU處理器、加密雷擊數(shù)字信號(hào)的密碼編碼器將其轉(zhuǎn)化成加密數(shù)字信號(hào)，并由被雷擊信號(hào)觸發(fā)導(dǎo)通的無線連接通道發(fā)送至Internet網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)WEB服務(wù)器的SERVER接收程序按照GPRS與internet網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議接收數(shù)據(jù)，并將接收到的該數(shù)據(jù)信息與服務(wù)器的專用數(shù)據(jù)庫所存貯的數(shù)據(jù)資料作比較，立刻將本次雷擊位置通過畫面顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力輸電線路雷擊點(diǎn)的確定方法，做法是對(duì)桿塔上各根電力輸電線和避雷線設(shè)置雷擊傳感器，通過引線與測(cè)試盒連接，在WEB服務(wù)器中建立存貯電力輸電線及避雷線各部位被雷擊所產(chǎn)生的雷電流及雷擊感應(yīng)電壓與雷擊點(diǎn)關(guān)系的專用數(shù)據(jù)庫，WEB服務(wù)器的計(jì)算機(jī)與Internet網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接；當(dāng)輸電線及避雷線某部位發(fā)生雷擊時(shí)，傳感器將采集到雷擊信號(hào)通過測(cè)試盒經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換、編碼加密，由無線連接通道發(fā)送到Internet網(wǎng)絡(luò)，WEB服務(wù)器按照網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議從Internet網(wǎng)絡(luò)接收雷擊數(shù)據(jù)信息，并與專用數(shù)據(jù)庫存貯的數(shù)據(jù)作比較，能即時(shí)準(zhǔn)確地確定出雷擊點(diǎn)，快速地進(jìn)行線路搶修，省力省時(shí)省錢，特別是整個(gè)系統(tǒng)流程都是自動(dòng)進(jìn)行的，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力線路雷擊點(diǎn)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)G01R31/08GK101093240SQ200610021239
公開日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2006年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月23日
發(fā)明者郭玉章 申請(qǐng)人:郭玉章