CN106771716A - 雷电保护智能管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种雷电保护智能管理系统，其包括：监测系统、信息传输系统和管理服务系统，监测系统包括实时监测电源浪涌保护器的电源浪涌保护器数据采集单元和实时监测信号浪涌保护器的信号浪涌保护器数据采集单元，信息传输系统用于将监测系统和管理服务系统相连，监测系统还可以包括接地电阻在线监测终端和直击雷监测终端。本发明通过监测系统、信息传输系统和管理服务系统可以实现对分布式的电源浪涌保护器和信号浪涌保护器的工作状态、雷击情况、使用寿命等参数进行实时监测，以及建筑物接地电阻、接闪器的雷击情况进行实时监测。

Description

雷电保护智能管理系统

技术领域

本发明涉及浪涌保护器的实时监测技术领域，特别是涉及一种雷电保护智能管理系统。

背景技术

目前的防雷器(简称SPD)根据安装使用的线路不同，分为：电源浪涌保护器和信号线路浪涌保护器。

电源浪涌保护器又称电源防雷器(简称电源SPD)，适用于交流50/60HZ，额定电压220V/380V的供电系统中，对间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过压的浪涌进行保护，适用于家庭住宅、第三产业以及工业领域浪涌保护的要求，具有相对相、相对地、相对中线、中线对地及其组合等保护模式。电源浪涌保护器就是在最短时间(纳秒级)内将被保护线路接入等电压系统中，使设备各端口等电位，同时释放在电路上因雷击而产生的大量脉冲能量，将其短路释放到大地，降低设备各端口的电位差。

信号线路浪涌保护器就是信号SPD，其实就是信号防雷器，安装在信号传输线路中，一般在设备前端，用来保护后续设备，防止雷电波从信号线路涌入损伤设备。信号SPD是一种电气安全保护产品，但在为设备提供浪涌保护时，其本身的防浪涌能力会随着冲击次数的增加而降低，最终会由于冲击能量过载导致失效，信号SPD失效后可能产生系统失控、对地短路等现象。由于传统信号SPD的失效过程无法知晓，所以会导致次生灾害的产生。

防雷器是一种电气安全保护产品，但在为设备提供浪涌保护时，其本身的防浪涌能力会随着冲击次数的增加而降低，最终会由于冲击能量过载导致失效，防雷器失效后可能产生起火、对地短路等现象。由于传统防雷器的失效过程无法知晓，所以会导致次生灾害的产生。

因此，需要一种雷电保护智能管理系统，该雷电保护智能管理系统可对现场安装的电源SPD和信号SPD的运行状态实时监测，只需在收到劣化预警信号后，才安排人员进行维护，通过提高SPD运行过程的智能化，网络化，减少运行维护人员的费用，既提升了安全性，及时性，又降低了SPD防雷保护的维护成本。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种雷电保护智能管理系统，用于解决现有技术中防雷器需要人工到现场去检测无法实时精准监测的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种雷电保护智能管理系统，其包括：

监测系统，包括实时监测电源浪涌保护器的电源浪涌保护器数据采集单元和实时监测信号浪涌保护器的信号浪涌保护器数据采集单元，电源浪涌保护器数据采集单元包括监测雷击电流大小的雷击电流监测器、监测电源浪涌保护器所在电路的漏电流大小的漏电流监测器和第一监测控制器，雷击电流监测器和漏电流监测器均与第一监测控制器相连，第一监测控制器用于分析判断电源浪涌保护器的当前工作状态、雷击情况以及判断其使用寿命；信号浪涌保护器数据采集单元包括监测雷击强度的雷击强度监测器和第二监测控制器，雷击强度监测器与第二监测控制器相连，第二监测控制器用于判断信号浪涌保护器的使用寿命以及雷击情况；

信息传输系统，包括网关服务器和与网关服务器通讯相连的网络交换机，所有第一监测装置和所有信号浪涌保护器数据采集单元均与网关服务器相连；

管理服务系统，包括智能监控平台，所述网络交换机与智能监控平台相互通讯，所述第一监测控制器和第二监测控制器将各自的监测信息通过信息传输系统传输给管理服务系统，智能监控平台统一监测所有电源浪涌保护器和所有信号浪涌保护器。

优选的，所述监测系统还包括用于采集建筑物体上接闪器所收到雷击强度的直击雷监测终端，直击雷监测终端与所述网关服务器通过无线通讯方式或有线通讯方式通讯相连。

优选的，所述监测系统还包括用于监测建筑物体上的接地电阻大小的接地电阻在线监测终端，所述接地电阻在线监测终端与所述网关服务器通过无线通讯方式或有线通讯方式通讯相连。

优选的，所述电源浪涌保护器数据采集单元和所述信号浪涌保护器数据采集单元均通过无线通讯方式或有线通讯方式与所述网关服务器相连。

优选的，所述管理服务系统还包括与所述网络交换机通讯相连的无线应用单元以及打印机。

优选的，所述第一监测控制器包括总控制单元、用于获取雷击信号的第一输入单元、用于获取寿命指示信号的第二输入单元以及用于获取电源浪涌保护器失效信号的第三输入单元，所述第一输入单元、第二输入单元以及第三输入单元均与总控制单元相连，总控制单元通过通讯单元与所述网关服务器相连，所述第一输入单元与所述雷击电流监测器相连，所述第二输入单元与所述漏电流监测器相连。

优选的，所述第二监测控制器包括总控制单元、用于获取雷击电流大小的寿命监测输入单元、通讯单元，寿命监测输入单元与总控制单元相连，总控制单元通过通讯单元与所述网关服务器相连，所述寿命监测输入单元与所述雷击强度监测器相连。

如上所述，本发明的雷电保护智能管理系统，具有以下有益效果：通过监测系统、信息传输系统和管理服务系统可以实现对分布式的电源浪涌保护器和信号浪涌保护器的工作状态、雷击情况、使用寿命等参数进行实时监测，且能在智能监控平台上查看每个电源浪涌保护器和信号浪涌保护器的实时状态，并且对劣化的电源浪涌保护器或信号浪涌保护器可实现主动预警输出，既避免了SPD完全劣化后产生的各种此生灾害，又能将SPD的防雷功效用到极限；另外还可以对建筑物体的接地电阻阻值以及建筑物体上接闪器受到雷击强度进行监测。

附图说明

图1显示为本发明的雷电保护智能管理系统示意图。

图2显示为本发明的电源浪涌保护器的实时监测示意图。

图3显示为本发明的建筑物体的接闪器实时监测示意图。

图4显示为本发明的监测系统内的无线通讯示意图。

元件标号说明

1 电源浪涌保护器

2 信号浪涌保护器

3 建筑物体

4 接闪器

5 直击雷监测终端

6 接地电阻在线监测终端

7 信号浪涌保护器数据采集单元

8 电源浪涌保护器数据采集单元

81 漏电流监测器

82 雷击电流监测器

83 第一监测控制器

84 无线发射器

85 无线接收器

9 网关服务器

10 网络交换机

11 智能监控平台

12 无线应用单元

13 打印机

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，本发明提供一种雷电保护智能管理系统，其包括：

监测系统(也称感知层)，包括实时监测电源浪涌保护器1的电源浪涌保护器数据采集单元8和实时监测信号浪涌保护器2的信号浪涌保护器数据采集单元7，电源浪涌保护器数据采集单元8包括监测雷击电流大小的雷击电流监测器82、监测电源浪涌保护器1所在电路的漏电流大小的漏电流监测器81和第一监测控制器83，见图2所示，雷击电流监测器82和漏电流监测器81均与第一监测控制器83相连，第一监测控制器83用于分析判断电源浪涌保护器的当前工作状态、雷击情况以及判断其使用寿命；信号浪涌保护器数据采集单元包括监测雷击强度的雷击强度监测器和第二监测控制器，雷击强度监测器与第二监测控制器相连，第二监测控制器用于判断信号浪涌保护器的使用寿命以及雷击情况；

信息传输系统(也称中间层)，包括网关服务器9和与网关服务器9通讯相连的网络交换机10，所有电源浪涌保护器数据采集单元8和所有信号浪涌保护器数据采集单元7均与网关服务器9相连，

管理服务系统(也称应用层)，包括智能监控平台11，所述网络交换机10与智能监控平台11相互通讯，所述第一监测控制器83和第二监测控制器将各自的监测信息通过信息传输系统传输给管理服务系统，智能监控平台11统一监测所有电源浪涌保护器1和所有信号浪涌保护器2。

本发明通过监测系统、信息传输系统和管理服务系统可以实现对分布式的电源浪涌保护器和信号浪涌保护器的工作状态、雷击情况、使用寿命等参数进行实时监测，且能在智能监控平台上查看每个电源浪涌保护器和信号浪涌保护器的实时状态，并且对劣化的电源浪涌保护器或信号浪涌保护器可实现主动预警输出，既避免了SPD完全劣化后产生的各种此生灾害，又能将SPD的防雷功效用到极限。

上述分布式的电源浪涌保护器和信号浪涌保护器指的是：某个区域内所有的电源浪涌保护器和所有的信号浪涌保护器成分散式的布置，本发明对应每个电源浪涌保护器设置一个电源浪涌保护器数据采集单元、每个信号浪涌保护器设置一个信号浪涌保护器数据采集单元，然后所有的电源浪涌保护器数据采集单元和信号浪涌保护器数据采集单元均通过信息传输系统与管理服务系统相连。

本发明中的网关服务器9主要是在网络层以上实现网络互连，用于将多个高层协议不同的网络互连。网关服务器9内部带有数据处理功能，输出为标准数据，可接入其他区域的智能监控平台11(例如大楼监控系统如BA)；从而减轻了整个雷电保护智能管理系统的软件压力，可根据现场情况，通过增加网关服务器9的数量，来增加监控终端(如智能监控平台11)，雷电保护智能管理系统不会由于数量的增加而运行效率降低。

作为本发明的一优选实施例，上述监测系统还包括用于采集建筑物体上接闪器4所收到雷击强度的直击雷监测终端5，直击雷监测终端5与网关服务器9通过无线通讯方式或有线通讯方式通讯相连。监测系统还包括用于检测建筑物体3上的接地电阻大小的接地电阻在线监测终端6，所述接地电阻在线监测终端6与所述网关服务器9通过无线通讯方式或有线通讯方式通讯相连。如图3所示，接地电阻在线监测终端6主要实现实时监测建筑物体3与大地之间的接地电阻阻值，通过RS485通讯协议将数据传到网关服务器9；直击雷监测终端5主要采集建筑物体上接闪器4收到雷击的强度，直击雷监测终端5通过RS485通讯协议将数据传到网关服务器9。

本实施例，建筑物体3上的接闪器4受到雷电冲击时，直击雷监测终端5将会感应到装在接闪器4上雷击强度传感器发送的信号，通过RS485通讯协议与网关服务器9通讯，实现与网络交换机10数据快速传输，并在智能监控平台11上实时显示接闪器4所受的雷击强度；同时接地电阻在线监测终端6可以监测建筑物体与大地之间的阻值，通过RS485通讯协议与网关服务器9通讯，实现与网络交换机10数据快速传输，并在智能监控平台11上实时显示接地电阻阻值。

本实施例中的电源浪涌保护器数据采集单元8与中国专利申请号为2016105498690的《电源浪涌保护器的监测装置及监测方法》涉及的电源浪涌保护器的监测装置技术相近。本实施例中的信号浪涌保护器数据采集单元7与中国专利申请号为2016106472217的《信号浪涌保护器的监测装置及监测方法》涉及的信号浪涌保护器的监测装置技术相近。本发明中电源浪涌保护器数据采集单元8、信号浪涌保护器数据采集单元7的具体结构如下：

为实现上述电源浪涌保护器的实时监测，上述第一监测控制器83可具体包括总控制单元、用于获取雷击信号的第一输入单元、用于获取寿命指示信号的第二输入单元以及用于获取电源浪涌保护器失效信号的第三输入单元，所述第一输入单元、第二输入单元以及第三输入单元均与总控制单元相连，总控制单元通过通讯单元与所述网关服务器相连，即可以通过RS485通讯协议与网关服务器9通讯，所述第一输入单元与所述雷击电流监测器相连，所述第二输入单元与所述漏电流监测器相连。

如图2所示，本实施例的电源浪涌保护器数据采集单元主要通过漏电流监测器81采集浪涌浪涌保护器的漏电流数值，以实现浪涌浪涌保护器寿命监测和后备保护状态监测；通过雷击电流监测器82实时获取雷击电流大小以及雷击次数，以实现对浪涌浪涌保护器的雷电监测；第一监测控制器83获取雷击信号和漏电流大小，并且将该些信息发给网关服务器9，最终传输给智能监控平台11，智能监控平台11用于分析判断电源浪涌保护器1的目前工作状态以及判断其寿命程度，并且还可实时获取电源浪涌保护器1失效信号，即时得知电源浪涌保护器1已失效，便于即时更换，避免次生灾害的发生。

为实现上述信号浪源保护器的实时监测，第二监测控制器包括总控制单元、用于获取雷击电流大小的寿命监测输入单元、通讯单元，寿命监测输入单元与总控制单元相连，总控制单元通过通讯单元与网关服务器相连，即可以通过RS485通讯协议与网关服务器9通讯，再通过网络交换机10与智能控制平台11通讯相连，寿命监测输入单元与雷击强度监测器相连。本实施例通过雷击强度监测器获取雷击强度并且记录雷击次数，并且将雷击强度和雷击次数输出到智能控制平台11，智能控制平台11显示雷击强度和雷击次数，并且通过雷击次数可判断信号浪涌保护器的使用寿命，即时得知信号浪涌保护器使用情况，避免信号浪涌保护器失效引起次生灾害。

上述电源浪涌保护器数据采集单元8和所述信号浪涌保护器数据采集单元7均通过无线通讯方式或有线通讯方式与网关服务器9相连。本实施例中无线通讯方式具体指：见图4所示，电源浪涌保护器数据采集单元8中的第一监测控制器83或信号浪涌保护器数据采集单元与无线发射器11相连，无线发射器84与无线接收器85相连，无线接收器85与网关服务器9相连。第一监测控制器83将采集到的电源浪涌保护器的劣化信号、工作状态、雷击情况、使用寿命等参数打包到无线发射器84，无线发射器84随电磁波通过空气传输到达无线接收器85，然后无线接收器85将接收的数据包解码，通过网关服务器9将数据传到智能监控平台11，可以节省电源浪涌保护器数据采集单元8与网关服务器9之间通讯使用大量电缆情况，更具有经济性与灵活性。本实施例中的无线通讯方式也可以用于直击雷监测终端、接地电阻在线监测终端与网关服务器的相连。无线通讯方式的实现方式不仅限于本实施例所说的结构模式，也可以为其他形式，只要实现无线通讯即可。

上述信息传输系统主要是网络交换机10和网关服务器9间的通讯，网关服务器采集到的数据将会通过网络与网络交换机10相连，把数据通过网络传给应用层的智能控制平台11，可以实现本发明数据传输的快捷性、经济性与实用性。

上述管理服务系统应用层主要包括智能控制平台11、无线应用单元12、打印机13以及工作站等功能。智能控制平台11可以记录与存储网络交换机10传过来的数据，并可以实时显示，还具有无线应用和打印机等拓展服务功能。

综上所述，本发明的雷电保护智能管理系统，其通过监测系统、信息传输系统和管理服务系统可以实现对分布式的电源浪涌保护器和信号浪涌保护器的工作状态、雷击情况、使用寿命等参数进行实时监测，且能在智能监控平台上查看每个电源浪涌保护器和信号浪涌保护器的实时状态，并且对劣化的电源浪涌保护器或信号浪涌保护器可实现主动预警输出，既避免了SPD完全劣化后产生的各种此生灾害，又能将SPD的防雷功效用到极限。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种雷电保护智能管理系统，其特征在于，包括：

监测系统，包括实时监测电源浪涌保护器的电源浪涌保护器数据采集单元和实时监测信号浪涌保护器的信号浪涌保护器数据采集单元，电源浪涌保护器数据采集单元包括监测雷击电流大小的雷击电流监测器、监测电源浪涌保护器所在电路的漏电流大小的漏电流监测器和第一监测控制器，雷击电流监测器和漏电流监测器均与第一监测控制器相连，第一监测控制器用于分析判断电源浪涌保护器的当前工作状态、雷击情况以及判断其使用寿命；信号浪涌保护器数据采集单元包括监测雷击强度的雷击强度监测器和第二监测控制器，雷击强度监测器与第二监测控制器相连，第二监测控制器用于判断信号浪涌保护器的使用寿命以及雷击情况；

信息传输系统，包括网关服务器和与网关服务器通讯相连的网络交换机，所有电源浪涌保护器数据采集单元和所有信号浪涌保护器数据采集单元均与网关服务器相连，

管理服务系统，包括智能监控平台，所述网络交换机与智能监控平台相互通讯，所述第一监测控制器和第二监测控制器将各自的监测信息通过信息传输系统传输给管理服务系统，智能监控平台统一监测所有电源浪涌保护器和所有信号浪涌保护器。

2.根据权利要求1所述的雷电保护智能管理系统，其特征在于：所述监测系统还包括用于采集建筑物体上接闪器所收到雷击强度的直击雷监测终端，直击雷监测终端与所述网关服务器通过无线通讯方式或有线通讯方式通讯相连。

3.根据权利要求1或2所述的雷电保护智能管理系统，其特征在于：所述监测系统还包括用于检测建筑物体上的接地电阻大小的接地电阻在线监测终端，所述接地电阻在线监测终端与所述网关服务器通过无线通讯方式或有线通讯方式通讯相连。

4.根据权利要求1所述的雷电保护智能管理系统，其特征在于：所述电源浪涌保护器数据采集单元和所述信号浪涌保护器数据采集单元均通过无线通讯方式或有线通讯方式与所述网关服务器相连。

5.根据权利要求1所述的雷电保护智能管理系统，其特征在于：所述管理服务系统还包括与所述网络交换机通讯相连的无线应用单元以及打印机。

6.根据权利要求1所述的雷电保护智能管理系统，其特征在于：所述第一监测控制器包括总控制单元、用于获取雷击信号的第一输入单元、用于获取寿命指示信号的第二输入单元以及用于获取电源浪涌保护器失效信号的第三输入单元，所述第一输入单元、第二输入单元以及第三输入单元均与总控制单元相连，总控制单元通过通讯单元与所述网关服务器相连，所述第一输入单元与所述雷击电流监测器相连，所述第二输入单元与所述漏电流监测器相连。

7.根据权利要求1所述的雷电保护智能管理系统，其特征在于：所述第二监测控制器包括总控制单元、用于获取雷击电流大小的寿命监测输入单元、通讯单元，寿命监测输入单元与总控制单元相连，总控制单元通过通讯单元与所述网关服务器相连，所述寿命监测输入单元4与所述雷击强度监测器相连。