高压线路避雷器在线监测中的实时时钟校时装置及其方法

摘要

本发明提供了一种高压线路避雷器在线监测中的实时时钟校时装置及其方法，主要解决高压线路避雷在线监测中的校时问题。具体方法为：短波接收单元接收短波授时信号，并解调出整点校时脉冲，其为连续几个脉冲信号；校时脉冲变换模块将解调的整点校时信号转变成整点秒同步脉冲信号，RTC时钟芯片利用整点秒脉冲信号实现整点校时。本发明利用国家5MHz或10MHz短波授时系统对实时时钟芯片（RTC）每天进行一到二次的整点校时，日时间精确在百毫秒以内，短波授时系统，利用电离层传播，授时精度1-3毫秒，接收系统造价低廉，不受自然条件限制，非常适合野外计时或校时应用。

说明书

技术领域

本发明涉及高压线路避雷器在线监测，主要解决实时时钟（RTC）累计偏差的校时问题。为准确记录雷击时刻提供保障。

背景技术

由于线路避雷器均安装在高压线铁塔上，处于高空中，高压线路走廊多数处于交通不便、人迹稀罕的地方，还要翻山、跨河跨江等，巡检维护困难较大，在线监测的迫切性日益剧增，记录雷电时刻尤为突出；在雷电多发地区，高压线最易遭遇雷击，造成线路跳闸，线路维护人员迫切要知道雷击发生的准确时间，以分析故障，避免一切原因归于雷击而隐瞒了设备自身故障，进一步造成更大损失；同时，为线路维护人员进行线路维护和线路防雷提供参考依据。

目前，多数采用实时时钟芯片（RTC：Real-Time Clock）计时方式，但是，因时钟芯片存在计时精度问题，随时间推移计时发生偏差，时间越长累计误差越大，若不及时校准，所记录的雷击时刻会给分析线路跳闸造成误判或错判。

国家短波授时系统，包含有时间（UTC）信息、台呼（BPM）信息等，每半小时重复一次，利用电离层传播，授时误差1-3毫秒；线路避雷器在线监测的时标多采用实时时钟芯片（RTC），其精度一般在±3PPM左右，以±3PPM为例，日累积最大误差±260毫秒，每天对实时时钟芯片（RTC）同步一到二次，即可满足线路避雷器在线监测的实时性要求。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供了一种高压线路避雷器在线监测中的实时时钟校时装置及其方法，利用国家5MHz或10MHz短波授时系统对实时时钟芯片（RTC）每天进行一到二次的整点校时，日时间精确在百毫秒以内。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高压线路避雷器在线监测中的实时时钟校时装置，包括接收短波授时信号并调解出整时校时脉冲的短波接收单元，将整时校时脉冲转变成整点秒同步脉冲信号的校时脉冲变换单元，所述校时脉冲变换单元的输出端与实时时钟芯片的输入端相连。

作为本发明的优选实施例，所述短波授时信号的波长为5MHz或10MHz。

作为本发明的优选实施例，所述整时校时脉冲为连续多个脉冲信号。

一种高压线路避雷器在线监测中的实时时钟校时方法，短波接收单元接收短波授时信号，并解调出整点校时脉冲，为连续几个脉冲信号；校时脉冲变换模块将解调的整点校时信号转变成整点秒同步脉冲信号，RTC时钟芯片利用整点秒脉冲信号实现整点校时。

作为本发明的优选实施例，所述整点秒脉冲的实现方法为：首先利用短波解调技术解析出整点BPM莫尔斯呼叫码，以莫尔斯码结束时刻为参考，产生一个脉宽为2000毫秒的单脉冲，以此单脉冲为门限，再次出现10个脉冲中的第一个过零脉冲即为整点秒脉冲。

作为本发明的优选实施例，所述整点秒脉冲的实现方法为：短波接收单元接收到短波授时信号后，应用短波解调技术解调出时间信息码，应用同步相干解调技术在时间信息码中解析出BPM莫尔斯台呼码，以此码结束时刻为参考，产生一个（2000+150）ms单脉冲信号，以此脉冲作为门限，与解调的时间信息码即多脉冲相与，即可获得秒同步脉冲。

作为本发明的优选实施例，所述RTC时钟芯片产生同步使能，只有在同步使能有效时菜允许整点秒同步。

与现有技术相比，本发明校时装置及其方法至少具有以下优点：短波授时系统，利用电离层传播，授时精度1-3毫秒，本发明利用国家5MHz或10MHz短波授时系统对实时时钟芯片（RTC）每天进行一到二次的整点校时，日时间精确在百毫秒以内，接收系统造价低廉，不受自然条件限制，非常适合野外计时或校时应用。

附图说明

图1为本发明高压线路避雷器在线监测中的实时时钟校时装置的结构框图。

图2是本发明BPM国家短波授时台发播程序和时号格式图。

图3为本发明BPM短波授时解调及整点秒同步产生原理图。

图4为本发明整点秒脉冲SP与校时使能EN时序图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述：

本发明高压线路避雷器在线监测中的实时时钟校时装置包括短波接收单元、校时脉冲变换单元，以及RTC时间芯片，所述短波接收单元用于接收短波授时信号，国家短波授时台发送的5MHz或10MHz的报时信息参考表1，短波接收单元接收到短波授时信号后，应用短波解调技术解调出时间信息码，应用同步相干解调技术在时间信息码中解析出BPM莫尔斯台呼码，以此码结束时刻为参考，产生一个（2000+150）ms单脉冲信号，以此脉冲作为门限，与解调的信息码即多脉冲相与，即可获得秒同步脉冲（多脉冲），该秒同步脉冲被发送到校时脉冲变换单元中经过单稳态电路即可获得整点秒同步脉冲（单脉冲），以此脉冲作为实时时钟芯片RTC的秒同步脉冲进行时间同步，参看图2（BPM短波授时解调及整点秒同步产生原理图）。

根据精度要求和制造成本要求，每天同步一次或两次即可满足计时精度要求，所以由RTC产生同步使能（EN），只有在同步使能（EN）有效时才进行整点秒同步，使同步时刻可控。由于短波信号通过电离层传播，夜间信号相对稳定，结合TRC对时特点，多选在午夜整点进行校时，所以，利用RTC的定时功能产生校时脉冲使能SP信号，以达到整点校时或多个整点校时的控制，即“让几点校时就几点校时”的目的,时序关系参考图3（整点秒脉冲SP与校时使能EN时序图）。