CN103795052A - 一种数据信号线rs-485智能防雷器及方法 - Google Patents

Abstract

一种数据信号线RS-485智能防雷器及方法，属于智能化信号防雷技术领域。它包括雷电阻断器及雷电监测单元，雷电监测单元包括电流感应器、A/D转换器等，雷电阻断器上设置嵌入式芯片，接地线上设置感应线圈，感应线圈依次与电流感应器、A/D转换器、单片机、RS-458芯片及光电耦合器连接，光电耦合器与无线采集终端连接，由无线采集终端传输给电力公司数据监测中心。本发明通过在信号线上增加本发明的智能防雷器后，电力工作人员只需在电力数据监测中心，根据该系统反馈回来的数据信息，即能有效确定每个雷电阻断器是否出现雷击及出现的防雷次数，并在雷电阻断器损坏之前进行更换，工作效率高，而且安全性好，有利于推广应用。

Description

一种数据信号线RS-485智能防雷器及方法

技术领域

    本发明属于智能化信号防雷技术领域，具体涉及一种可以在信号线上出现雷击浪涌的情况下将雷击信号及时反馈回电力公司数据监测中心的数据信号线RS-485智能防雷器及方法。

背景技术

    随着用电信息采集系统的全覆盖，采集系统及终端遭雷击损害的问题日益突出，而现有的防雷击产品还不能做到绝对保险的、无限次的防雷，也没法在线路上出现雷击浪涌的情况下主动上报雷击信息；并且一旦在信号线上出现雷击浪涌后，虽然信号采集终端或者电能采集器没有损害，但是雷电阻断器很可能不能再承受下一次的雷击浪涌，也就是雷电阻断器已经失去了其防雷的功能，而在出现雷雨天后，电力部门的巡检人员又不能做到每一个采集器点都进行检查，即使检查也是一项耗时耗力的工作，所以，研究智能防雷器的作用就不言而喻。

发明内容

    针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种可以在信号线上出现雷击浪涌的情况下将雷击信号及时反馈回电力公司数据监测中心的数据信号线RS-485智能防雷器及方法。

所述的一种数据信号线RS-485智能防雷器，包括相互连接的雷电阻断器及雷电监测单元，雷电阻断器连接接地线，所述的雷电监测单元包括电流感应器、A/D转换器、单片机、RS-485芯片及光电耦合器，其特征在于所述的雷电阻断器上设置嵌入式芯片，所述的接地线上设置感应线圈，感应线圈与电流感应器连接，电流感应器与A/D转换器、单片机、RS-458芯片及光电耦合器连接，光电耦合器与无线采集终端连接，将雷击信号传输给无线采集终端，由无线采集终端传输给电力公司数据监测中心。其原理是在雷电阻断器在阻断雷电浪涌的同时，电流感应器感应到RS-485信号线上产生了雷电浪涌的信息，并通过A/D转换器将此信息输入单片机进行处理与存储，同时通过485芯片和光电耦合器将此信息传入RS-485信号线，而RS-485信号线的N端与智能电网无线采集终端连接，将雷击信号传输给无线采集终端，由无线采集终端传输给电力公司数据监测中心。

所述的一种数据信号线RS-485智能防雷器，其特征在于所述的电流感应器、A/D转换器、单片机、RS-458芯片、光电耦合器与电源连接，由电源供电。

所述的一种数据信号线RS-485智能防雷器，其特征是雷电阻断器在RS-485信号线的M端涌入雷电浪涌时工作，通过接地线将雷击电流引入地下，电流感应器用于监测感应线圈的电流信号，A/D转换器用于将电流模拟信号转换成数字信号，单片机用于对信号的保存和处理。

所述的一种数据信号线RS-485智能防雷器，其特征在于485芯片通过光电耦合器与RS-485信号线连接，RS-485信号线与电能信息传输信号线连接，当出现雷击浪涌时，利用原有的电力信息数据信号线将信息传出，当无雷击发生时，RS-485信号线不与无线采集终端通讯。

所述的一种数据信号线RS-485智能防雷器，其特征在于电力公司数据监测中心通过无线采集终端向智能防雷器发送命令，实时读取智能防雷器的状态量与监测量等信息。

所述的一种数据信号线RS-485智能防雷器，其特征每一个智能防雷器的IP地址与实际安装地址一一对应，用于对该智能防雷器的电力所在区域内任一信息采集线路进行雷击监控。

所述的一种数据信号线RS-485智能防雷方法，其特征在于包括如下步骤：

1）当电能信息传输信号线M端出现雷击浪涌时，雷电阻断器瞬间动作，将电流通过接地线引入地下；

2）在雷击电流通过接地线的时候，接地线上的感应线圈产生电流信号，同时电流感应器监测到感应线圈上的电流信号，将信号通过A/D转换器转换成兼容的电流，由单片机保存与处理，同时该信号经过RS-458芯片处理，再经过光电耦合器沿RS-485信号线N端传入无线采集终端，无线采集终端再将该信息传给电力公司数据监测中心；

3）电力公司数据监测中心接收到信息后，监测中心工作人员通过接收的数据信息，判断相应的雷电阻断器的雷击次数，再到相应的雷电现场勘察，更换雷击次数达到极限的雷电阻断器等，从而达到对雷击进行监控。

通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明有如下有益效果：

1）本发明安装在电力信息智能采集终端的前端位置，并串联在与采集终端相连的RS-485信号线上。

2）本发明的主要结构是通过在原有的雷电阻断器上增加嵌入式芯片，能及时对电能信息传输信号线线路上产生的雷击等浪涌进行监测，监测到信号后，使雷电阻断器工作，将电流通过接地线引入地下，提高安全性能；

3）本发明将该智能防雷器用于信号线的防雷，通过原有的信号线传输雷电信息，其安装方便，且能对信号线的具体位置进行雷击监测，将信号传给电力数据监测中心，使电力工作人员在电力数据监测中心就能通过对无线采集终端发送过来的浪涌信息分析出产生浪涌的准确地点，避免了现有技术中需要大量的人力去沿线检查，降低了劳动强度，提高了人身安全；

4）本发明通过在与雷电阻断器连接的接地电阻线上安装电流感应器，当线路上出现浪涌时，雷电阻断器动作，将电流通过接地线引入地下，电流感应器就监测到电流信号，并将信号通过模数转换器传入单片机内，单片机将信号进行处理后保存，同时通过RS－485芯片处理后经过光电耦合器沿信号线传入无线采集终端，采集终端再将雷击信息传给电力公司数据监测中心，便于电力工作人员作出准确的判断；

5）本发明的数据监测中心也可以主动通过数据采集终端向智能防雷器发送命令，读取智能防雷器的状态量与监测量等信息，且每一个安装的智能防雷器都进行IP地址与实际安装地址对应，这样就可以做到对电力所在区域内任一信息采集线路进行雷击监控；

6）由于每个雷电阻断器的防雷能力有限，只能防几次雷击就需要更换新的雷电阻断器，目前都是由电力工作人员沿线逐个排查，这样工作量大，而且雷雨天气，对工作人员的人身安全不利，特别是偏远山区等雷击高发区域，经常检查需消耗大量的人力物力；通过在信号线上增加本发明的智能防雷器后，电力工作人员只需在电力数据监测中心，根据该系统反馈回来的数据信息，即能有效确定每个雷电阻断器是否出现雷击及出现的防雷次数，并在雷电阻断器损坏之前进行更换，工作效率高，而且安全性好，有利于推广应用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1-电源，2-单片机，3-A/D转换器，4-电流感应器，5-感应线圈，6-雷电阻断器，7-光电耦合器，8-RS-458芯片，9-电能信息传输信号线，10-RS-485信号线。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明作进一步的描述：

如图1所示，一种数据信号线RS-485智能防雷器，安装在信号线上，用于对信号线进行防雷监测，它包括通过电能信息传输信号线9连接的雷电阻断器6、电流感应器4、A/D转换器3、单片机2、RS-458芯片8等，上述部件均与电源1连接，由电源1供电，所述的雷电阻断器6上设置接地线，当信号线M端监测到雷电浪涌时，雷电阻断器6瞬间动作，将电流通过接地线传下地下，同时接地线上设置的感应线圈5感应到信号，与感应线圈5连接的电流感应器4感应电流，通过与其连接的A/D转换器3对电流数据进行转换，转换成兼容的信号，由与A/D转换器3连接的单片机2进行保存与处理，同时与单片机2连接的RS-458芯片8对信号进行处理，再由与RS-458芯片8连接的光电耦合器7沿RS-485信号线10传入与其连接的无线采集终端，由无线采集终端传输给电力公司数据监测中心，由电力工作人员根据信号数据对相应的雷电阻断器雷击次数等进行判断，即时更换达到雷电阻断器使用寿命的相应的雷电阻断器6，达到智能防雷监测，本发明的电能信息传输信号线9与RS-485信号线10相同，也采用RS-485线。

如图所示，光电耦合器7等与无线采集终端通过RS-485信号线10连接，雷电阻断器6与无线采集终端通过电能信息传输信号线9连接，RS-485信号线10与电能信息传输信号线9连接，无雷击发生时，RS-485信号线10不与无线采集终端通讯，当发生雷击发生时，光电耦合器7等通过RS-485信号线10联入信号线9，并在N端与无线采集终端连接，用于传输信号；电力公司数据监测中心通过无线采集终端向智能防雷器发送命令，读取智能防雷器的状态量与监测量等信息，为了减少电力工作人员的工作量，本发明在每个电能采集终端的前端都安装智能防雷器，且每一个智能防雷器的IP地址与实际安装地址一一对应，用于对该智能防雷器的电力所在区域内任一信息采集线路进行雷击监控。

本发明的数据信号线RS-485智能防雷方法，主要过程如下：

1）当电能信息传输信号线9的M端出现浪涌时，雷电阻断器6瞬间工作，将电流通过接地线引入地下；

2）在电流通过接地线的时候，由于接地线上设有感应线圈5，感应线圈5作出感应，电流感应器4监测到感应线圈5上的电流信号，将信号传给A/D转换器3，由A/D转换器3转换成兼容的电流，由单片机2保存与处理，同时该信号经过RS-458芯片8处理，再经过光电耦合器7沿RS-485信号线10传入电力数据信号线9，并从N端输入无线采集终端，无线采集终端再将该信息传给电力公司数据监测中心；

3）电力公司数据监测中心接收到信息后，监测中心工作人员通过接收的数据信息，确定每个区域的雷电阻断器6遭遇的雷击及雷击次数，在雷电阻断器6达到雷击次数极限前，到相应的雷电现场勘察，更换智能雷电阻断器，从而达到对雷击进行监控。

本发明是对信号线进行智能防雷监测，特别适于装在偏远地区等雷击高发区域，电力工作人员直接在电力公司数据监测中心就能看到信号数据，由电力工作人员根据信号数据对相应的雷电阻断器雷6击次数等进行判断，即时更换达到雷电阻断器6使用寿命的相应的智能雷电阻断器，可以在雷电阻断器6损坏之前就可以换掉，提高工作效率。

Claims (7)

1.一种数据信号线RS-485智能防雷器，包括相互连接的雷电阻断器（6）及雷电监测单元，雷电阻断器（6）连接接地线，所述的雷电监测单元包括电流感应器（4）、A/D转换器（3）、单片机（2）、RS-485芯片（8）及光电耦合器（7），其特征在于所述的雷电阻断器（6）上设置嵌入式芯片，所述的接地线上设置感应线圈（5），感应线圈（5）与电流感应器（4）连接，电流感应器（4）与A/D转换器（3）、单片机（2）、RS-458芯片（8）及光电耦合器（7）连接，光电耦合器（7）与无线采集终端连接，将雷击信号传输给无线采集终端，由无线采集终端传输给电力公司数据监测中心。

2.根据权利要求1所述的一种数据信号线RS-485智能防雷器，其特征在于所述的电流感应器（4）、A/D转换器（3）、单片机（2）、RS-458芯片（8）、光电耦合器（7）与电源（1）连接，由电源（1）供电。

3.根据权利要求1所述的一种数据信号线RS-485智能防雷器，其特征是雷电阻断器（6）在RS-485信号线（10）的M端涌入雷电浪涌时工作，通过接地线将雷击电流引入地下，电流感应器（4）用于监测感应线圈（5）的电流信号，A/D转换器（3）用于将电流模拟信号转换成数字信号，单片机（2）用于对信号的保存和处理。

4.根据权利要求1所述的一种数据信号线RS-485智能防雷器，其特征在于RS-485芯片（8）通过光电耦合器（7）与RS-485信号线（10）连接，RS-485信号线（10）与电能信息传输信号线（9）连接，当出现雷击浪涌时，利用原有的电力信息数据信号线将信息传出，当无雷击发生时，RS-485信号线（10）不与无线采集终端通讯。

5.根据权利要求1所述的一种数据信号线RS-485智能防雷器，其特征在于电力公司数据监测中心通过无线采集终端向智能防雷器发送命令，实时读取智能防雷器的状态量与监测量等信息。

6.根据权利要求1所述的一种数据信号线RS-485智能防雷器，其特征每一个智能防雷器的IP地址与实际安装地址一一对应，用于对该智能防雷器的电力所在区域内任一信息采集线路进行雷击监控。

7.一种数据信号线RS-485智能防雷方法，其特征在于包括如下步骤：

1）当电能信息传输信号线（9）M端出现雷击浪涌时，雷电阻断器（6）瞬间动作，将电流通过接地线引入地下；

2）在雷击电流通过接地线的时候，接地线上的感应线圈（5）产生电流信号，同时电流感应器（4）监测到感应线圈（5）上的电流信号，将信号通过A/D转换器（3）转换成兼容的电流，由单片机（2）保存与处理，同时该信号经过RS-458芯片（8）处理，再经过光电耦合器（7）沿RS-485信号线（10）N端传入无线采集终端，无线采集终端再将该信息传给电力公司数据监测中心；

3）电力公司数据监测中心接收到信息后，监测中心工作人员通过接收的数据信息，判断相应的雷电阻断器（6）的雷击次数，再到相应的雷电现场勘察，更换雷击次数达到极限的雷电阻断器（6）等，从而达到对雷击进行监控。