CN101943722A - 浪涌保护器的在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种雷电防护领域的装置。本发明包含测温单元(1)、信号转换传输单元(2)和数据分析单元(3)，所述测温单元(1)贴装于浪涌抑制器件(4)之上或安装于浪涌抑制器件(4)附近，所述测温单元(1)通过传输线路(5)与信号转换传输单元(2)连接，所述信号转换传输单元(2)与数据分析单元(3)连接。本发明检测精度高，反应灵敏，且实现远程处理和检测信息的网络共享。

Description

浪涌保护器的在线检测装置

技术领域

本发明属于电气电子设备领域中的雷电浪涌防护领域。

技术背景

雷电是造成电子设备损坏的重要原因，它威胁建筑、铁路、民航、通信、工控、军事等各个领域电子信息系统的安全。浪涌保护器是主要用于抑制雷电浪涌的保护类器件。在连接于电子设备的电源线、信号线以及控制线等金属线路上安装浪涌保护器是雷电防护重要措施之一。目前各地区各行业每年都投入巨额资金大量采购安装浪涌保护器。但是本质上，浪涌保护器是一种“牺牲自己，保护别人”的器件，当浪涌保护器遭受雷击浪涌电流，或长期使用，必然出现老化和损坏，这时，浪涌保护器就失去了保护电子电气设备的功能，受损到一定程度的浪涌保护器甚至可能引发线路中断或者短路。这对那些对雷电敏感的设备，特别是在雷电高发的季节或地区，是不能容忍的，甚至是“致命”的。这就引发了用户迫切的需求：一是要及时知道每一个浪涌保护器此时是否还在起到应有的保护作用，如果不是，则应立刻维护更换；二是要知道浪涌保护器已经遭到过雷击的情况，也就是说，要预知浪涌保护器是否快要失效了，以便提前进行维护工作。

由此可见，由于用户不知道每个浪涌保护器的当前状态，对雷电防护就成了“盲人”，电子信息系统的防雷安全就成为不可知的事情。事实上，对近10年各行各业的雷电灾害进行的调查统计表明，很多浪涌保护器已损坏但未被发现，由此造成雷电打坏设备的事故的情况占相当大的比例。因此这一问题虽然看似很小，但却是切实关系到各地区各行业电子信息系统安全的大事。

目前，为解决上述问题而采取的方法和技术方案及其存在的缺陷如下：

一、目前普遍采用定期对浪涌保护器进行检测的方法，一般每年在雷雨季节前后进行检测，但这种方法常常不能起到作用，这是因为在定期的检测后，可能浪涌保护器马上就被雷电打坏，后续雷击将击毁设备。另外，对于安装于信号回路中的浪涌保护器，常常由于不能停机中断信号，故而即使在定期检测时也不能得到有效检测。

二、在电源浪涌保护器内部设置热脱扣装置及与其相联的微动开关，当电源浪涌保护器发生过热损坏时输出一个开关量，通过这个开关量对浪涌保护器的故障进行报警。这一方法其存在的问题是：1、浪涌抑制器件劣化或损坏未必产生足以使脱扣装置动作的能量，这时报警单元不能进行报警输出。2、在器件损坏才可能输出报警信号，不能提前预知。对其损坏过程中的状态以及损坏的原因均不能确定；3、不适用于信号类浪涌保护器。

三、以电子器件介入浪涌保护器电路进行检测。其缺陷为，测量电路本身与浪涌保护器电路发生了电连接，导致测量电路被雷击浪涌提前损坏。

四、由本人提出的“浪涌保护器的新型检测装置”(专利号zl200720177057.4)为上述问题提出了一种解决方案。这一方案初步解决了浪涌保护器的在线检测问题。其缺陷为：温度开关尚不能对浪涌抑制器件温度变化准确及时反映，因此可资判断的温度信息不够充分和直接。

发明内容

为了有效解决以上问题，本发明提出了一种基于采集浪涌抑制器件温度来实现在线检测浪涌保护器老化或劣化情况的装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案为：本发明的浪涌保护器的在线检测装置，包含测温单元(1)、信号转换传输单元(2)和数据分析单元(3)，所述测温单元(1)贴装于浪涌抑制器件(4)之上或安装于浪涌抑制器件(4)附近，所述测温单元(1)通过传输线路(5)与信号转换传输单元(2)连接，所述信号转换传输单元(2)与数据分析单元(3)连接。

所述测温单元(1)包含可以连续测量温度的器件。

所述信号转换传输单元(2)包含A/D转换电路和数字信号传输电路，信号转换传输单元(2)与数据分析单元(3)之间以总线制或多线制方式连接，或通过网络连接。

数据分析单元(3)包含计算机和在此计算机上运行的判断显示软件；所述判断显示软件包含显示功能模块、计算功能模块；所述计算功能模块包含基于温度-时间曲线、浪涌电流大小和特性、浪涌保护器损坏程度三者之间的各种关系的算法。

所述浪涌抑制器件(4)是用来构成浪涌保护器且在浪涌电流作用下或自身劣化、损坏的情况下产生温度变化的器件。

所述数据分析单元(3)可以是包含基于温度-时间曲线、浪涌电流大小和特性、浪涌保护器损坏程度三者之间的各种关系的算法，且能够按照上述算法运行计算的集成电路。

一个信号转换传输单元(2)可连接一个或多个测温单元(1)，一个数据分析单元(3)可连接一个或多个信号转换传输单元(2)，数据分析单元(3)可接入专门网或互联网。

信号转换传输单元(2)也可以与测温器件(1)集成于一体。也可以与数据分析单元集成于一体。

本发明的优点是：

一、能够在线实时检测浪涌保护器的状态、以及是否还在起到应有的保护作用，为浪涌保护器的维护提供了及时准确的信息；

二、有效的解决了现有检测方法存在的浪涌抑制器件劣化或损坏时未产生足以使脱扣装置动作的能量，致使报警单元不能进行报警输出的问题。

三、能够及时掌握浪涌保护器已经遭到过雷击的情况，从而预知浪涌保护器是否快要失效，以便提前进行维护工作，解决了现有检测方法只有在器件损坏后才能输出报警信号的难题。

四、可以检测记录浪涌抑制器件损坏过程中的状态以及损坏的原因；为雷电防护提供翔实的数据信息。

五、适用广泛，不但适用电源类浪涌保护器的在线检测，而且适用于信号类浪涌保护器的在线检测。

六、测量电路本身与浪涌保护器电路无电连接，避免了测量电路被雷击浪涌提前损坏的问题，也避免了测量电路的介入使信号类浪涌保护器工作出现新的信号损耗和故障点的问题。

七、一个数据分析单元(3)可同时连接多个信号转换传输单元及多个测温单元(1)，提高了处理效率，同时，数据分析单元(3)接入专门网或互联网实现远程实时监控，也可以在网络上传输和共享所检测到的数据。

附图说明

图1发明的原理示意图

图2发明接入网络的示意图

图3发明又一实施例的原理示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例来论述具体实施方式

如图1-3，1是测温单元，2是信号转换传输单元，3是数据分析单元，4是浪涌抑制器件，5是传输线路，6是浪涌保护器，7是专用网或互联网，9是传输通路。

本发明涉及一种可以实现浪涌保护器在线检测的装置。数据分析单元3通过建立浪涌保护器浪涌抑制器件的温度时间曲线、浪涌电流大小和特性、浪涌保护器损坏程度三者之间的关系模型，通过检测浪涌保护器浪涌抑制器件的温度时间曲线来判断浪涌电流的状态和浪涌抑制器件的损坏程度。

浪涌抑制器件的温度-时间曲线和器件上通过的浪涌电流的大小和波形具有对应关系；依据实验，建立浪涌保护器(6)内部的浪涌抑制器件(4)温度-时间曲线、浪涌电流波形、浪涌保护器(6)损坏程度三者之间的关系模型，以编制算法和数据库程序，输入计算机；之后，数据分析单元(3)将由信号转换传输单元(2)送来的温度时间曲线信号与已经建立好的数据模型进行比对分析，得出浪涌抑制器件(4)承受的浪涌电流的类型、来源、大小和浪涌抑制器件(4)的损坏程度等结论。

综上所述，只要建立了浪涌保护器(6)内部器件的温度-时间曲线、浪涌电流波形、浪涌保护器损坏程度三者之间的关系模型，就可以实现用检测浪涌保护器(6)内部器件的温度-时间曲线的方法来判断浪涌电流的状态和浪涌抑制器件(4)的损坏程度。

为实现上述思路，可采用如下方案实现：

本发明主要由测温单元(1)、信号转换传输单元(2)和数据分析单元(3)组成；测温单元(1)贴装于浪涌抑制器件(4)之上或安装于浪涌抑制器件(4)附近，并通过传输线路(5)与信号转换传输单元(2)及数据分析单元(3)连接；测温单元(1)检测浪涌抑制器件(4)的温度，通过信号转换传输单元(2)将其传输到数据分析单元(3)，数据分析单元(3)将浪涌抑制器件(4)的温度与已经建立的数据模型进行比对分析，以判断和显示浪涌电流的类型、来源、大小和浪涌抑制器件(4)的损坏程度。数据分析单元(3)可通过网络实现远程处理和检测信息的网络共享。

浪涌抑制器件(4)是指压敏电阻、气体放电管、TVS、半导体放电管、电感、电阻、间隙放电极或其组合等器件，也包含其它可被用于制造浪涌保护器的器件或它们的组合。

所述数据分析单元(3)是按照既定数据分析模型运行的集成电路，其是包含基于基于温度-时间曲线、浪涌电流大小和特性、浪涌保护器损坏程度三者之间的各种关系的算法，且能够按照上述算法运行计算的集成电路。

信号转换传输单元(2)也可以与测温器件(1)集成于一体。信号转换传输单元(2)也可以与数据分析单元(3)集成于一体。提高了使用的灵活性和集约化程度。

可以采用热敏电阻作为测温单元(1)贴装于浪涌抑制器件(4)之上，测温单元(1)采集浪涌抑制器件(4)在浪涌发生前后或故障情况下温度的变化信号；当然也可以放置在浪涌抑制器件(4)的附近，这依据浪涌抑制器件(4)的发热能力，同时也依据测温单元的热感应的能力来定，只要能够有效的检测出浪涌抑制器件(4)温度的目标即可；测温单元(1)是可以连续测量温度模拟量的器件，一般采用热电阻、热电偶、半导体温度传感器等等，但不包含温度开关等只在某一个或几个温度下开关动作的器件，温度开关的专利已包含在专利“浪涌保护器的新型检测装置(专利号zl200720177057.4)”之中。

信号转换传输单元(2)包含A/D转换电路和数字信号传输电路；测温单元(1)采集到的电信号通过传输线路(5)送到信号转换传输单元(2)，信号转换传输单元(2)一方面为测温单元(1)提供电源，另一方面将此信号进行A/D转换，变为数字信号，并通过数字信号的总线方式传输，将其传输至计算机中，即传输到数据分析单元(3)，除传输电信号外，还将浪涌保护器(6)的地址码信息、浪涌抑制器件(4)热脱扣的开关量和其它开关量信息传输给数据分析单元(3)；

信号转换传输单元(2)与数据分析单元(3)之间的传输形式不局限于总线形式，根据实际情况，也可以采用多线制方式传输，特别强调的是：他们俩之间也可以通过网络连接，即转化得出的数字信号，通过网络的无缝覆盖，传递到任何一个可以连接联络的计算机中，该数字信号不但可以被及时采集，而且还可以用计算机运行软件进行分析处理，得出结果，从而实现了远程的信息处理和共享。

不但如此，本发明可以实现，一个信号转换传输单元(2)可同时处理多个测温单元(1)发出的信息，这样有助于提高信号转化及传输的效率；而且一个数据分析单元(3)可同时分析处理多个信号转换传输单元(2)传递来的信息，实现集中监控处理，并且可以得出横向的比较数据，为未来雷电防护提供翔实统计数据。

而且，数据分析单元(3)可接入专门网或互联网。专门网内的数据分析单元(3)构成一个相对独立的雷电防护检测系统；互联网内的数据分析单元(3)构成一个更加广泛的雷电防护检测系统，结论性数据或原始数据通过网络实现远程处理和检测信息的网络共享，可以实现雷电防护领域中浪涌保护器工作状态的集中监控及后续处理，有助于提高雷电防护技术领域的整体水平。

利用本发明的技术方案，达到相应的技术效果的，或者在不脱离本发明的设计思想下的技术方案等同变换，均是本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种浪涌保护器的在线检测装置，包含测温单元(1)、信号转换传输单元(2)和数据分析单元(3)，其特征在于：所述测温单元(1)贴装于浪涌抑制器件(4)之上或安装于浪涌抑制器件(4)附近，所述测温单元(1)通过传输线路(5)与信号转换传输单元(2)连接，所述信号转换传输单元(2)与数据分析单元(3)连接。

2.根据权利要求1所述的浪涌保护器的在线检测装置，其特征在于：所述测温单元(1)包含可以连续测量温度的器件。

3.根据权利要求1所述的浪涌保护器的在线检测装置，其特征在于：所述信号转换传输单元(2)包含A/D转换电路和数字信号传输电路，信号转换传输单元(2)与数据分析单元(3)之间的传输通路(9)以总线制或多线制方式连接，或通过网络连接。

4.根据权利要求1所述的浪涌保护器的在线检测装置，其特征在于：数据分析单元(3)包含计算机和此计算机上所运行的判断显示软件；所述判断显示软件包含显示功能模块、计算功能模块；所述计算功能模块包含基于温度-时间曲线、浪涌电流大小和特性、浪涌保护器损坏程度三者之间的各种关系的算法。

5.根据权利要求1所述的浪涌保护器的在线检测装置，其特征在于：所述浪涌抑制器件(4)是用来构成浪涌保护器且在浪涌电流作用下或自身劣化、损坏的情况下产生温度变化的器件。

6.根据权利要求1所述的浪涌保护器的在线检测装置，其特征在于：所述数据分析单元(3)是包含基于温度-时间曲线、浪涌电流大小和特性、浪涌保护器损坏程度三者之间的各种关系的算法，且能够按照上述算法运行计算的集成电路。

7.根据权利要求1所述的浪涌保护器的在线检测装置，其特征在于：一个信号转换传输单元(2)可连接一个或多个测温单元(1)，一个数据分析单元(3)可连接一个或多个信号转换传输单元(2)，数据分析单元(3)可接入专用网或互联网。

8.根据权利要求1所述的浪涌保护器的在线检测装置，其特征在于：所述信号转换传输单元(2)与测温器件(1)集成于一体。

9.根据权利要求1所述的浪涌保护器的在线检测装置，其特征在于：所述信号转换传输单元(2)与数据分析单元(3)集成于一体。

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