CN109959830A - 防雷器监控装置及监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种防雷器监控装置及监控方法。该方法包括：同步时钟器开始计时，判断是否达到预设同步时间；如果达到预设同步时间，由同步时钟器控制物理开关驱动器接通物理自动开关，并同步控制信号采集器采集防雷器信号；由信号采集器在同步时钟器的控制下采集N次防雷器信号，N为不小于3的奇数；由传输单元将信号采集器采集的N次防雷器信号传输至监控单元，以使监控单元根据N次防雷器信号判断防雷器是否正常工作。本发明能够有效隔离防雷器和信号采集器，最大程度的避免有线或无线连接信号采集器被雷击的危险，从而保障了采集的正常运行。

Description

防雷器监控装置及监控方法

技术领域

本发明涉及信息通信网管技术领域，尤其涉及一种防雷器监控装置及监控方法。

背景技术

目前，所有通信电源防雷器都没有进行远程监控，需要专业人员上站进行逐一核查，以至因为部分已坏的防雷器不能及时更换导致重大故障，造成人力和物力的大量损失。图1示出了当前防雷器在通信网络上的位置。如图1所示，目前通信设备防雷主要分为两级，分别为A级防雷和B级防雷，这两个防雷器目前都只能是现场进行巡检才能发现问题。

防雷器的作用是通过并联放电间隙或非线性电阻的作用，对入侵流动波进行削幅，降低被保护设备所受过电压幅值。防雷器既可用来防护大气过电压，又可用来防护操作过电压。从而防止过电压造成的配电柜内其他电气设备的损坏。

防雷器现场巡检的内容包括：1.瓷套和法兰部分有无裂纹破损或当店烧灼的痕迹。2.监测器电流指示是否正常，计数器数值有无变化。3.引线及接地连接应牢固，是否有烧伤痕迹，接触是否良好，有无锈蚀现行。4.防雷器的基础有无裂纹及下沉等现象，组合式防雷器节间连接是否牢固，有无倾斜，水泥接缝有无开裂，油漆是否良好。5.防雷器低式布置的，遮栏内应无杂草。6.当防雷器的计数器被拆除后，应将防雷器的下部用截面不小于25mm2的导线直接接地。7.大风天气应重点检查防雷器引线摆动情况。8.当发生下列情况应将防雷器与电源断开(但在防雷器故障的情况下不能用隔离开关切断)：1)防雷器绝缘子、套管破裂或爆炸；2)雷击放电后，连接引线有严重烧伤或烧断；3)运行中的防雷器内部有放电或异常声音。9.变压器、断路器及配电柜中其他电气设备的金属底座、外壳及电气装置的操动机构必须接地。正常运行中应检查防雷器及接地网装置接线完好无锈蚀现象，特别是埋入地中的部分应定期检查，连接是否可靠，断面是否符合规定要求及锈蚀脱落情况。

通过了解防雷器的作用，可得知防雷器对高低压配电柜以及其他电气设备的重要性，所以在防雷器投入使用后的巡视和检查也很重要，能及时保证防雷器能正常使用。

综上所述，现有技术主要是需要专业人员定期进行上站巡检，会耗费大量人力和物力，对在巡检间隙出现的故障就不能避免，从而存在出现重大故障的隐患。同时因为通信领域的动环监控都是采用有线监控，因为雷电瞬间电流非常大，对接入该线路的所有设备都可能被雷击坏，因此如果防雷器接入有线或无线监控都存在较大的安全隐患。

发明内容

本发明实施例提供了一种防雷器监控装置及监控方法，通过使用物理自动开关与信号采集器同步的方式对防雷器的通断信息进行采集，有效的隔离了防雷器和信号采集器，最大程度的避免了有线或无线连接信号采集器被雷击的危险，从而保障了采集的正常运行。此外，通过NB-IOT技术进行信息准实时性回传，非常大限度的节约了人力和物力，并在很大程度上降低了重大故障的发生，监控单元对数据的集中分析，可以提升隐患处理。

第一方面，本发明实施例提供了一种防雷器监控装置，所述装置包括：物理自动开关、物理开关驱动器、同步时钟器、信号采集器和传输单元；

所述物理自动开关，连接在所述防雷器和所述物理开关驱动器之间；

所述物理开关驱动器，用于驱动所述物理自动开关以使所述物理自动开关接通和断开；

所述同步时钟器，用于每隔预设同步时间，控制所述物理开关驱动器接通所述物理自动开关，并同步控制所述信号采集器采集防雷器信号；

所述信号采集器，与所述物理开关驱动器连接，用于在所述同步时钟器的控制下，采集N次防雷器信号，N为不小于3的奇数；

所述传输单元，用于将所述信号采集器采集的N次防雷器信号传输至监控单元，以使所述监控单元根据所述N次防雷器信号判断所述防雷器是否正常工作。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于NB-IOT技术的防雷器监控方法，所述方法包括：

所述同步时钟器开始计时，判断是否达到预设同步时间；

如果达到所述预设同步时间，由所述同步时钟器控制所述物理开关驱动器接通所述物理自动开关，并同步控制所述信号采集器采集防雷器信号；

由所述信号采集器在所述同步时钟器的控制下采集N次防雷器信号，N为不小于3的奇数；

由所述传输单元将所述信号采集器采集的N次防雷器信号传输至监控单元，以使所述监控单元根据所述N次防雷器信号判断所述防雷器是否正常工作。

本发明实施例提供的基于NB-IOT技术的防雷器监控装置及监控方法，通过使用物理自动开关与信号采集器同步的方式对防雷器的通断信息进行采集，有效的隔离了防雷器和信号采集器，最大程度的避免了有线或无线连接信号采集器被雷击的危险，从而保障了采集的正常运行，并通过NB-IOT技术进行信息准实时性回传，非常大限度的节约了人力和物力，并在很大程度上降低了重大故障的发生，监控单元对数据的集中分析，可以提升隐患处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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示出了现有技术中A级防雷和B级防雷在通信网络中的位置图；

图2示出了本发明实施例提供的一种防雷器监控装置的结构示意图；

图3示出了本发明实施例提供的一种防雷器监控方法的流程图；

图4示出了本发明实施例提供的一种防雷器监控方法的具体工作流程图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

第一方面，参见图2，本发明实施例提供了一种基于NB-IOT技术的防雷器100监控装置，装置包括：物理自动开关101、物理开关驱动器102、同步时钟器103、信号采集器104和传输单元105。

所述物理自动开关101，连接在所述防雷器100和所述物理开关驱动器102之间；

所述物理开关驱动器102，用于驱动所述物理自动开关101以使所述物理自动开关101接通和断开；

所述同步时钟器103，用于每隔预设同步时间，控制所述物理开关驱动器102接通所述物理自动开关101，并同步控制所述信号采集器104采集防雷器信号；

所述信号采集器104，与所述物理开关驱动器102连接，用于在所述同步时钟器103的控制下，采集N次防雷器信号，N为不小于3的奇数；

所述传输单元105，用于将所述信号采集器104采集的N次防雷器信号传输至监控单元106，以使所述监控单元根据所述N次防雷器信号判断所述防雷器100是否正常工作。

本发明实施例提供的一种基于NB-IOT技术的防雷器100监控装置，通过使用物理自动开关101与信号采集器104同步的方式对防雷器100的通断信息进行采集，有效的隔离了防雷器100和信号采集器104，最大程度的避免了有线或无线连接信号采集器104被雷击的危险，从而保障了采集的正常运行，监控单元106对数据的集中分析，可以提升隐患处理。

优选地，所述监控单元106还用于比较所述N次防雷器信号中断路的次数和合路的次数，当断路的次数大于合路的次数时，则判断所述防雷器100故障，否则，判断所述防雷器100工作正常。其中，断路指的是防雷器100处于断路状态下采集的信号，合路指的是防雷器100处于合路状态下采集的信号。

优选地，所述同步时钟器103还用于在所述预设同步时间结束时，控制所述物理开关驱动器102断开所述物理自动开关101，并同步控制所述信号采集器104停止采集防雷器信号。

优选地，所述监控单元106被设置于所述防雷器监控装置中或者被设置于远程监控单元。

优选地，传输单元105为NB-IOT传输芯片105。

NB-IOT(Narrow Band Internet of Things)，基于蜂窝的窄带物联网成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。NB-IOT聚焦于低功耗广覆盖(LPWA)物联网(IoT)市场，是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点。NB-IOT使用License频段，可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式，与现有网络共存。

NB-IoT具备四大特点：一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，覆盖面积扩大100倍；二是具备支撑海量连接的能力，NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；三是更低功耗，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年；四是更低的模块成本，企业预期的单个接连模块不超过5美元。

基于此，本发明实施例采用NB-IoT技术，主要功能是将信号采集器104采集到信号传送给监控单元106，同时在非常低能耗的情况下可以在即使长时间无外部供电的情况下的信息长时间的有效传输；且通过NB-IOT技术进行信息准实时性回传，非常大限度的节约了人力和物力，并在很大程度上降低了重大故障的发生。

优选地，物理开关驱动器102为8155可编辑芯片。

其中，物理自动开关101分主要是将防雷器100和信号采集在物理上完全隔开，隔开的目的是保护信号采集器104不被雷击坏，该开关的主要工作原理是通过集成有CMOS控制电路和DMOS功率器件的物理开关驱动器102进行驱动步进电机进行控制，目前很多芯片都能实现该功能，如：8155可编程芯片，该芯片通过接受同步时钟器103的时间对物理自动开关101进行控制。

优选地，同步时钟器103为AD9361多芯片同步芯片。

同步时钟器103可保障物理自动开关101与信号采集器104的时钟完全同步，这样才能保障数据采集的完整性，目前时钟同步其较多，如：AD9361多芯片同步芯片，能够通过编程准确的对周围芯片进行时间同步，在该发明中该芯片主要控制8155物理自动开关101芯片和0809模数转换芯片。

优选地，信号采集器104为数字信号采集芯片。

更优选地，数字信号采集芯片为模数转换芯片0809。

信号采集器104主要是采集防雷器100是否工作正常，数据采集主要由数字信号采集芯片进行采集，目前常用芯片为模数转换芯片为0809。

其中，监控单元106主要是对收集的数据进行分析，对运行不正常的防雷器100进行预警，并及时安排更换，对雷击次数较多的防雷器100则要加大巡检力度。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于第一方面提供的防雷器100监控装置的防雷器100监控方法，该方法包括：

所述同步时钟器103开始计时，判断是否达到预设同步时间；

如果达到所述预设同步时间，由所述同步时钟器103控制所述物理开关驱动器102接通所述物理自动开关101，并同步控制所述信号采集器104采集防雷器信号；

由所述信号采集器104在所述同步时钟器103的控制下采集N次防雷器信号，N为不小于3的奇数；

由所述传输单元105将所述信号采集器104采集的N次防雷器信号传输至监控单元106，由所述监控单元106比较所述N次防雷器信号中断路的次数和合路的次数，当所述N次防雷器信号中断路的次数大于合路的次数，则判断所述防雷器100故障，否则，判断所述防雷器100工作正常。

本发明实施例提供的一种基于NB-IOT技术的防雷器100监控方法，通过使用物理自动开关与信号采集器104同步的方式对防雷器100的通断信息进行采集，有效的隔离了防雷器100和信号采集器，最大程度的避免了有线或无线连接信号采集器被雷击的危险，从而保障了采集的正常运行，监控单元106对数据的集中分析，可以提升隐患处理。

优选地，所述方法还包括在所述预设同步时间结束时，由所述同步时钟器103控制所述物理开关驱动器102断开所述物理自动开关101，并同步控制所述信号采集器104停止采集防雷器信号。

下面结合图4，对防雷器100的监控过程进行具体说明：

进行监控时，同步时钟器103开始计时，以同步时钟器103设定的时间为准，达到同步时钟器103设定的时间，则通过物理开关驱动器102触发物理自动开关101和信号采集器104，若没达到设定的时间，物理自动开关101和信号采集器104不工作。触发物理自动开关101和信号采集器104后，物理自动开关101连通，同时，信号采集器104开始采集防雷器100的信号，接着判定同步时钟器103的预设同步时间是否结束，如果结束，同步时钟器103控制物理自动开关101断开，同时停止信号采集器104的信号采集，这时完成一次信号采集，如果没有达到同步时钟器103的预设同步时间，物理自动开关101和信号采集器104维持现有的状态保持不变。

重复上述信号采集的过程，直到采集次数达到不小于3的奇数次时，对采集到的信号进行判断，当信号断路的次数大于合路的次数，判断该防雷器100的工作状态为异常，否则判断该防雷器100的工作状态为正常，将该防雷器100的工作状态反馈到监控单元106，进行进一步的分析判断，主要包括对运行不正常的防雷器100进行预警，并及时安排更换，对雷击次数较多的防雷器100则要加大巡检力度。

本发明实施例中，同步时钟器103的设定的时间为30分钟，表示每隔30分钟，同步时钟器103同步驱动物理自动开关101和信号采集器104进行工作，其中，物理自动开关101的合路时间为5秒。

还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

以上，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种防雷器监控装置，其特征在于，所述装置包括：物理自动开关、物理开关驱动器、同步时钟器、信号采集器、传输单元；

所述物理自动开关，连接在所述防雷器和所述物理开关驱动器之间；

所述物理开关驱动器，用于驱动所述物理自动开关以使所述物理自动开关接通和断开；

所述同步时钟器，用于每隔预设同步时间，控制所述物理开关驱动器接通所述物理自动开关，并同步控制所述信号采集器采集防雷器信号；

所述信号采集器，与所述物理开关驱动器连接，用于在所述同步时钟器的控制下，采集N次防雷器信号，N为不小于3的奇数；

所述传输单元，用于将所述信号采集器采集的N次防雷器信号传输至监控单元，以使所述监控单元根据所述N次防雷器信号判断所述防雷器是否正常工作。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监控单元还用于比较所述N次防雷器信号中断路的次数和合路的次数，当断路的次数大于合路的次数时，则判断所述防雷器故障，否则，判断所述防雷器工作正常。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述同步时钟器还用于在所述预设同步时间结束时，控制所述物理开关驱动器断开所述物理自动开关，并同步控制所述信号采集器停止采集防雷器信号。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监控单元被设置于所述防雷器监控装置中或者被设置于远程监控单元。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传输单元为NB-IOT传输芯片。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述物理开关驱动器为8155可编辑芯片。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述同步时钟器为AD9361多芯片同步芯片。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号采集器为数字信号采集芯片。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述数字信号采集芯片为模数转换芯片0809。

10.一种防雷器监控方法，应用于如权利要求1-9任一项所述的防雷器监控装置，其特征在于，所述方法包括：

所述同步时钟器开始计时，判断是否达到预设同步时间；

如果达到所述预设同步时间，由所述同步时钟器控制所述物理开关驱动器接通所述物理自动开关，并同步控制所述信号采集器采集防雷器信号；

由所述信号采集器在所述同步时钟器的控制下采集N次防雷器信号，N为不小于3的奇数；

由所述传输单元将所述信号采集器采集的N次防雷器信号传输至监控单元，以使所述监控单元根据所述N次防雷器信号判断所述防雷器是否正常工作。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，由所述传输单元将所述信号采集器采集的N次防雷器信号传输至监控单元，以使所述监控单元根据所述N次防雷器信号判断所述防雷器是否正常工作的步骤包括：

由所述传输单元将所述信号采集器采集的N次防雷器信号传输至监控单元；

由所述监控单元比较所述N次防雷器信号中断路的次数和合路的次数，当所述N次防雷器信号中断路的次数大于合路的次数，则判断所述防雷器故障，否则，判断所述防雷器工作正常。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述预设同步时间结束时，由所述同步时钟器控制所述物理开关驱动器断开所述物理自动开关，并同步控制所述信号采集器停止采集防雷器信号。