基于雷电流特征值的单片机检测系统设计

发布时间：2020-08-01 09:05

【摘要】： 雷电流参数的测量是进行雷电研究的基础工作,对于研究雷电特性、分析雷害事故、鉴定雷击跳闸事故责任、探讨防雷对策及为绝缘配合设计提供精确的大气过电压原始数据均具有十分重要的意义。相对于现有的测量方法而言磁棒法测量雷电流参数具有成本低廉、安全可靠、便于大范围雷电流普查的特点。本论文对磁棒法测量雷电流参数的机理进行了较为深入的探讨,着重于研究以磁棒为核心的雷电流传感器,开拓了磁棒法测量雷电流参数应用领域的研究。
【学位授予单位】：华北电力大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP368.1;TM86
【图文】：

原理图,磁棒,载流导线,位置关系

磁棒只是放置在距离载流导线很近的位置，部分利用了电流在导线周围产生的磁场[16－17]。以矩形磁棒为例，磁棒法测量脉冲电流的原理图如下图2－3所示。正视图俯视图图2－3 载流导线与磁棒位置关系图2－3中，I为单根载流导线，a为导线中心到磁棒靠近导线侧磁棒边缘的距离，b为矩形磁棒宽，h为矩形磁棒横截面高度。磁棒上均匀绕制线圈，图中只表示了载流导线和磁棒的位置关系，没有表示磁棒上的线圈。假定磁棒长度为L，磁棒与载流导线正交。当I中流过i(t)的电流时

电路图,雷电流波形,电路

一介绍了需要软件仿真的电路。（1）雷电流波形模拟电路雷电流波形的产生电路采用电容和电阻的串连电路实现，接线如图3－2所示。图3－2雷电流波形的产生电路图中，输入的单次方波信号等价于两个阶跃信号单独作用的结果，根据一阶电路的阶跃响应方程可知，在该RC电路中，电阻两端电压经历一个上升与下降的过程。其下降时间由时间常数τ（τ＝RC）决定。下图3－3为电容取10uF、电阻取1.2k 时方波信号作用的结果，其分别用来模拟正极性雷电和负极性雷电。图3－2中，正极

雷电流波形,电路模拟,峰值保持电路

华北电力大学硕士学位论文23性方波信号作用可得到图3－3中左图，模拟正极性雷电流信号；图3－2中的负极性方波信号作用可得到图3－3中右图，模拟负极性雷电流信号。模拟正极性雷电模拟负极性雷电图3－3 电路模拟雷电流波形（2）峰值采集电路雷电流的幅值是雷电很重要的一项参数，因此，提取雷电流的幅值是一项很重要的工作。下图3－4所示是本课题设计中采用的正极性雷电流峰值保持电路。负极性峰值保持电路与此类似。该电路工作原理是：二极管在流过正向电流时相当于短路，信号通过电压跟随电路后对电容充电，因此充满电后电容电压与信号电压相等；适当调节电容与电阻值，可以降低电容与电阻回路放电的时间，由于放电缓慢，因此可近似认为该回路保持峰值电压不变。图3－4 峰值保持电路图3－5 峰值保持电路输出信号图3－5所示是峰值保持电路得到的信号。由图可知，雷电流信号在经过峰值保持电路后

【参考文献】