CN107390054A - 一种电涌保护器智能在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电涌保护器智能在线监测系统。包括空气开关通过第一限流单元、第一信号转换传输模块与单片微型计算机连接；单片微型计算机采集到的第一信号转换传输模块信息通过智能控制模块控制空气开关的通断；雷击信息单元连接有计数器和传感器；单片微型计算机通过第三信息处理单元c连接有声光报警模块和通信模块。本发明通过采用空气开关状态与SPD遥信监测单元、雷击信息采集单元、通信模块单元及中央处理器等综合模块组成构成，实现提前预警、提前预案、及时响应、及时处理、消除隐患、智能管理、远程管理、无人值守、智能存储传输等先进的综合雷电防护功能。

Description

一种电涌保护器智能在线监测系统

技术领域

本发明属于电力检测技术领域，特别是涉及一种电涌保护器智能在线监测系统。

背景技术

随着微电子科学技术的高速发展，工业自动化、智能制造、互联网+等新科技的日益普及以大规模集成电路为核心的通讯、测量、计算机网络等微电子系统已经广泛运用于现代工业、农业、国防、科教以及人们生活的各个领域。近年来，雷电导致的系统瘫痪以及设备损坏比比皆是，造成不计其数的人力、物力的损失、核心数据的损毁等重大安全事故。因此雷电灾害及防雷技术已得到社会各界的广泛关注。

电涌保护器(SPD,Surge Protective Device)是以最短的时间内把因雷击产生的大量脉冲能量泻放入地的装置，使电子设备免受雷电电磁脉冲的危害，已经得到广泛应用。然而为确保电涌保护器能担负雷电防护的功能，需要对电涌保护器的工作状态、性能、老化程度、劣化程度等信息进行检测记录。目前电涌保护器主要依靠人工检测，其不仅费用高、频率低、偏差大、实效性差、安全隐患无法根除等缺陷，而且还存在测量结果及时性、可靠性及潜在危害无法实时掌握等情况发生，因雷电无法及时泄放入地而导致设备损毁、人员伤亡、爆炸起火、通信中断、核心数据丢失等事故常有发生。

因此，及时地检测出损坏或性能降低的电涌保护器，对避免事故的发生、减少损失具有非常重要的意义。然而，一般单位不具有防雷专职人员，在线多年的空气开关及电涌保护器安全性能现状存在安全隐患；而电力、通讯、国防、能源、测量等重要而无人值守的重要场所的电涌保护器也有同样的安全隐患。对电涌保护器进行智能实时在线监测、综合判定电涌保护器的工作状态、性能、老化劣化程度等综合性能是必然的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电涌保护器智能在线监测系统，通过采用空气开关状态与SPD遥信监测单元、雷击信息采集单元、通信模块单元及中央处理器等综合模块组成构成，实现监测过程，解决了现有的电涌保护器监测存在安全隐患的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种电涌保护器智能在线监测系统，包括空气开关、电源模块、单片微型计算机、雷击信息单元、电网检测单元和电涌保护器，所述空气开关的电流状态通过第一限流单元h限制输入端的电流大小，再经过第一信号转换传输模块进行电—光—电的信号转换与传输；所述第一信号转换传输模块与单片微型计算机连接；所述单片微型计算机采集到的第一信号转换传输模块信息通过智能控制模块控制空气开关的通断；所述电涌保护器的电流状态通过第二限流单元i限制输入端的电流大小，再经过第二信号转换传输模块进行电—光—电的信号转换与传输；所述第二信号转换传输模块与单片微型计算机连接；所述电涌保护器还连接有电流传感器和温度传感器，所述电流传感器和温度传感器分别通过第一信息处理单元a、第一A/D转换模块d连接到单片微型计算机；所述雷击信息单元连接有计数器和传感器；所述计数器和传感器分别通过第二信息处理单元b、第三信号转换传输模块与单片微型计算机连接；所述电网检测单元的电流依次通过电流传感器、第一整流模块f、第二A/D转换模块e连接到单片微型计算机；所述电网检测单元的电压依次通过第一整流模块f、第二A/D转换模块e连接到单片微型计算机；所述单片微型计算机通过第三信息处理单元c连接有声光报警模块和通信模块；所述电源模块为单片微型计算机系统供电。

进一步地，所述电源模块包括市电；所述市电依次通过电源保护模块、电压变换膜块、第二整流模块g、滤波模块和稳压模块输出电能。

进一步地，所述电流传感器用于监测电涌保护器的漏流信息；所述温度传感器用于监测电涌保护器的温度信息。

进一步地，所述计数器用于检测雷击次数；所述传感器用于检测雷击能量信息。

进一步地，所述通信模块包括有线网络系统和无线网络系统；所述有线网络系统通过RS485通讯协议传输数据；所述无线网络系统通过RS485或ZigBee通讯协议传输数据。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过采用空气开关状态与SPD遥信监测单元、雷击信息采集单元、通信模块单元及中央处理器等综合模块组成构成。最终实现提前预警、提前预案、及时响应、及时处理、消除隐患、智能管理、远程管理、无人值守、智能存储传输等先进的综合雷电防护功能。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种电涌保护器智能在线监测系统图；

图2为雷电流计数的电路图；

图3为单片微型计算机的电路图；

图4为第三信息处理单元c的电路图；

图5为第二信息处理单元b的电路图；

图6为图2的电容、滤波电路；

图7为电源模块的电路图；

图8为DC5V的去耦、滤波电路；

图9为DC3V3的去耦、滤波电路；

图10为第一信息处理单元a的电路图；

图11为第一限流单元h的电路图；

图12为第二限流单元i的电路图；

图13为图11、图12中DC3V3的去耦、滤波电路图；

图14为通信LED显示电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种电涌保护器智能在线监测系统，包括空气开关、电源模块、单片微型计算机、雷击信息单元、电网检测单元和电涌保护器。如图3所示，为单片微型计算机电路图。

空气开关的电流状态通过第一限流单元h限制输入端的电流大小，再经过第一信号转换传输模块1进行电—光—电的信号转换与传输；第一信号转换传输模块1与单片微型计算机连接；通过第一限流单元h、第一信号转换传输模块1形成信息采集模块，如图10-12所示，YL、YN、KL、KN通过R8、R9分压限流，保证OP2、OP3的发光二极管发光，通过光电三极管的基极接收，使导通光电三极管处于放大区，U3_19、U3_20电平拉低，单片机根据管脚电平高低即可判断采集端的状态，如图13和图6所示，电容将此处的电源进行滤波、去纹波，保证单片机管脚接收的电平正确，如图14所示，通信LED用于显示供电与否、管脚的高低电平。

单片微型计算机采集到的第一信号转换传输模块1信息通过智能控制模块控制空气开关的通断；

电涌保护器的电流状态通过第二限流单元i限制输入端的电流大小，再经过第二信号转换传输模块2进行电—光—电的信号转换与传输；第二信号转换传输模块2与单片微型计算机连接；

电涌保护器还连接有电流传感器和温度传感器，电流传感器和温度传感器分别通过第一信息处理单元a、第一A/D转换模块d连接到单片微型计算机；

如图2和图4所示，雷击信息单元连接有计数器和传感器；计数器和传感器分别通过第二信息处理单元b、第三信号转换传输模块3与单片微型计算机连接；

电网检测单元的电流依次通过电流传感器、第一整流模块f、第二A/D转换模块e连接到单片微型计算机；电网检测单元的电压依次通过第一整流模块f、第二A/D转换模块e连接到单片微型计算机；

如图5所示，单片微型计算机通过第三信息处理单元c连接有声光报警模块和通信模块；电源模块为单片微型计算机系统供电。

其中7-9所示，电源模块包括市电；市电依次通过电源保护模块、电压变换膜块、第二整流模块g、滤波模块和稳压模块输出电能。电源模块主要通过市电为整个系统供电，先经过变压器将市电转变为电压较小的交流，然后经过整流、滤波、去纹波、分压、限流，然后通过LDO芯片U1、U2转变为DC5V、DC3V3，至此单片机、ZigBee通信模块、RS-485通信模块供电的电压得到供应保障。图7中，U1、U2为电压电平转换电路，R2用于分压限流；图8为DC5V的去耦、滤波电路；图9为DC3V3的去耦、滤波电路。

其中，电流传感器用于监测电涌保护器的漏流信息；温度传感器用于监测电涌保护器的温度信息。

其中，计数器用于检测雷击次数；传感器用于检测雷击能量信息。

其中，通信模块包括有线网络系统和无线网络系统；有线网络系统通过RS485通讯协议传输数据；无线网络系统通过RS485或ZigBee通讯协议传输数据。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种电涌保护器智能在线监测系统，其特征在于：包括空气开关、电源模块、单片微型计算机、雷击信息单元、电网检测单元和电涌保护器，

所述空气开关的电流状态通过第一限流单元h限制输入端的电流大小，再经过第一信号转换传输模块(1)进行电—光—电的信号转换与传输；所述第一信号转换传输模块(1)与单片微型计算机连接；

所述单片微型计算机采集到的第一信号转换传输模块(1)信息通过智能控制模块控制空气开关的通断；

所述电涌保护器的电流状态通过第二限流单元i限制输入端的电流大小，再经过第二信号转换传输模块(2)进行电—光—电的信号转换与传输；所述第二信号转换传输模块(2)与单片微型计算机连接；

所述电涌保护器还连接有电流传感器和温度传感器，所述电流传感器和温度传感器分别通过第一信息处理单元a、第一A/D转换模块d连接到单片微型计算机；

所述雷击信息单元连接有计数器和传感器；所述计数器和传感器分别通过第二信息处理单元b、第三信号转换传输模块(3)与单片微型计算机连接；

所述电网检测单元的电流依次通过电流传感器、第一整流模块f、第二A/D转换模块e连接到单片微型计算机；所述电网检测单元的电压依次通过第一整流模块f、第二A/D转换模块e连接到单片微型计算机；

所述单片微型计算机通过第三信息处理单元c连接有声光报警模块和通信模块；

所述电源模块为单片微型计算机系统供电。

2.根据权利要求1所述的一种电涌保护器智能在线监测系统，其特征在于，所述电源模块包括市电；所述市电依次通过电源保护模块、电压变换膜块、第二整流模块g、滤波模块和稳压模块输出电能。

3.根据权利要求1所述的一种电涌保护器智能在线监测系统，其特征在于，所述电流传感器用于监测电涌保护器的漏流信息；所述温度传感器用于监测电涌保护器的温度信息。

4.根据权利要求1所述的一种电涌保护器智能在线监测系统，其特征在于，所述计数器用于检测雷击次数；所述传感器用于检测雷击能量信息。

5.根据权利要求1所述的一种电涌保护器智能在线监测系统，其特征在于，所述通信模块包括有线网络系统和无线网络系统；所述有线网络系统通过RS485通讯协议传输数据；所述无线网络系统通过RS485或ZigBee通讯协议传输数据。