CN112305353A - 一种基于预测功能的雷电防护装置的检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于预测功能的雷电防护装置的检测装置，包括：微处理器，所述微处理器的输入端分别与第一信号调理单元以及第二信号调理单元的输出端电性连接。本方案能够对第一电流检测单元、第二电流检测单元、第三电流检测单元、第一电压变化量检测单元、第二电压变化量检测单元、第一温度检测单元、第二温度检测单元和第三温度检测单元起到隔断保护效果，通过对引雷装置、接地引下线以及接地装置进行周期性检测，并经检测结果实时共享至工作人员的智能设备上，便于相关工作人员及时的了解到该引雷装置的使用情况是否达到雷电防护效果，工作人员无需处于该雷电防护装置的工作区域内，从而可避免工作人员受到来至于雷电等高压电的威胁。

Description

一种基于预测功能的雷电防护装置的检测装置

技术领域

本发明涉及雷电防护领域，更具体的说，涉及一种基于预测功能的雷电防护装置的检测装置。

背景技术

雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象，产生雷电的条件是雷雨云中有积累并形成极性，根据不同的地形及气象条件，雷电一般可分为热雷电、锋雷电（热锋雷电与冷锋雷电）、地形雷电3大类。

雷电防护是指保护建筑物、电力系统及其他一些装置和设施免遭雷电损害的技术措施，然而，目前现有雷电防护装置的检测工作多是直接由检测人员操作设备靠近雷电防护装置进行相关操作，不具备自保护以及预测功能，若在检测过程中，因天气原因雷电防护装置承接到雷电，由于雷电所携带的能量较高，容易使检测装置因所承接的负荷较高，而出现烧毁等不良情况的发生，同时，也会对检测人员的生命安全产生巨大的威胁，因此，现阶段市场上亟需一种基于预测功能的雷电防护装置的检测装置来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于预测功能的雷电防护装置的检测装置，可以提高试验结果的准确性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于预测功能的雷电防护装置的检测装置，包括：

微处理器，所述微处理器的输入端分别与第一信号调理单元以及第二信号调理单元的输出端电性连接；

所述第一信号调理单元的输入端分别与第一电流检测单元、第二电流检测单元、第三电流检测单元、第一电压变化量检测单元以及第二电压变化量检测单元的输出端电性连接；

所述第二信号调理单元的输入端分别与第一温度检测单元、第二温度检测单元以及第三温度检测单元的输出端电性连接；

所述微处理器的输入端与数据检测单元的输出端电性连接，并且微处理器的输出端与高压放电设备的输入端电性连接。

进一步的，所述微处理器的输出端分别与第一断路器、第二断路器、第三断路器、第四断路器、第五断路器、第六断路器以及第七断路器的输入端电性连接。

进一步的，所述微处理器的输入端与GPS定位模块的输出端电性连接。

进一步的，所述微处理器的输出端与无线通讯模块的输入端电性连接。

进一步的，所述高压放电设备的输出端与第四断路器的输入端电性连接，所述第四断路器的输出端与引雷装置的输入端电性连接，所述引雷装置的输出端与第一断路器的输入端电性连接，所述第一断路器的输出端与第一电流检测单元的输入端电性连接，所述第一电流检测单元的输出端与接地引下线的输入端电性连接，所述接地引下线的输出端与第二断路器的输入端电性连接，所述第二断路器的输出端与第二电流检测单元的输入端电性连接，所述第二电流检测单元的输出端与接地装置的输入端电性连接，所述接地装置的输出端与第三断路器的输入端电性连接，所述第三断路器的输出端与第三电流检测单元的输入端电性连接。

进一步的，所述第一电压变化量检测单元的输入端与第一电流检测单元的输出端电性连接，所述第一电压变化量检测单元的输出端与第二电流检测单元的输入端电性连接，所述第二电压变化量检测单元的输入端与第二电流检测单元的输出端电性连接，所述第二电压变化量检测单元的输出端与第三电流检测单元的输入端电性连接。

进一步的，所述第五断路器的输入端与引雷装置的输出端电性连接，所述第五断路器的输出端与第一温度检测单元的输入端电性连接，所述第六断路器的输入端与接地引下线的输出端电性连接，所述第六断路器的输出端与第二温度检测单元的输入端电性连接，所述第七断路器的输入端与接地装置的输出端电性连接，所述第七断路器的输出端与第三温度检测单元的输入端电性连接。

进一步的，所述微处理器采用STM32F103处理器，所述无线通讯模块采用nRF24L01芯片。

进一步的，所述数据检测单元包括传感器，所述传感器用于采集环境参数。

进一步的，所述基于预测功能的雷电防护装置的使用方法包括以下步骤：

步骤S1：数据检测单元用于收集天气数据，包括大气压强、环境温度、空气湿度、空气密度、云层聚焦情况、云层移动变化、云层中电量大小以及风暴单体的变化情况，并对所收集到的天气数据进行分析；

步骤S2：当分析结果中大气压强、环境温度、空气湿度、空气密度、云层聚焦情况、云层移动变化、云层中电量大小以及风暴单体中的一项变量值大于所设定的标准值时，便会由微处理器分别向第一断路器、第二断路器、第三断路器、第四断路器、第五断路器、第六断路器以及第七断路器发出相应的断开指令，便可将引雷装置、接地引下线和接地装置与第一电流检测单元、第二电流检测单元、第三电流检测单元、第一电压变化量检测单元、第二电压变化量检测单元、第一温度检测单元、第二温度检测单元和第三温度检测单元分为两个独立的部分，能够在引雷装置、接地引下线和接地装置准备或已经接收雷电的作用时，对第一电流检测单元、第二电流检测单元、第三电流检测单元、第一电压变化量检测单元、第二电压变化量检测单元、第一温度检测单元、第二温度检测单元和第三温度检测单元起到隔断保护的效果；

步骤S3：当分析结果中大气压强、环境温度、空气湿度、空气密度、云层聚焦情况、云层移动变化、云层中电量大小以及风暴单体中的一项变量值小于所设定的标准值时，高压放电设备受微处理器控制指令的效果下，周期性向引雷装置释放高压电，第一电流检测单元用于检测引雷装置与接地引下线之间的电流值，第二电流检测单元用于检测接地引下线与接地装置之间的电流值，第三电流检测单元用于检测接地装置与高压放电设备之间的电流值，第一电压变化量检测单元用于检测引雷装置与接地引下线之间的电压值，第二电压变化量检测单元用于检测接地引下线与接地装置之间的电压值，第一温度检测单元用于检测引雷装置受高压电的作用其温度的变化，第二温度检测单元用于检测接地引下线其温度的变化，第三温度检测单元用于检测接地装置其温度的变化；

步骤S4：第一信号调理单元用于对接收到的电压和电流信号进行调理，第二信号调理单元用于对接收到的温度信号进行平滑处理，并由微处理器根据调理后的电压、电流以及温度数据分别计算出引雷装置、接地引下线以及接地装置的当前电阻值；

步骤S5：微处理器可将检测结果通过无线通讯模块实时共享至相关工作人员的智能设备上，并能够将GPS定位模块的定位信息同步并匹配到该智能设备上。

相比于现有技术，本方案的有益效果如下：

1、本方案通过对引雷装置、接地引下线以及接地装置所组成的雷电防护装置所处工作域的天气情况进行预测，能够对第一电流检测单元、第二电流检测单元、第三电流检测单元、第一电压变化量检测单元、第二电压变化量检测单元、第一温度检测单元、第二温度检测单元和第三温度检测单元起到隔断保护效果，通过对引雷装置、接地引下线以及接地装置进行周期性检测，并经检测结果实时共享至工作人员的智能设备上，便于相关工作人员及时的了解到该引雷装置的使用情况是否达到雷电防护效果，工作人员无需处于该雷电防护装置的工作区域内，从而可避免工作人员受到来至于雷电等高压电的威胁。

附图说明

图1为一种基于预测功能的雷电防护装置的检测装置的自保护结构框图；

图2为一种基于预测功能的雷电防护装置的检测装置的预测结构框图。

其中：1、微处理器；2、高压放电设备；3、第四断路器；4、引雷装置；5、接地引下线；6、接地装置；7、第一断路器；8、第一电流检测单元；9、第二断路器；10、第二电流检测单元；11、第三断路器；12、第三电流检测单元；13、第一电压变化量检测单元；14、第二电压变化量检测单元；15、第五断路器；16、第一温度检测单元；17、第六断路器；18、第二温度检测单元；19、第七断路器；20、第三温度检测单元；21、第一信号调理单元；22、第二信号调理单元；23、数据检测单元；24、GPS定位模块；25、无线通讯模块。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的本发明的保护范围。

一种基于预测功能的雷电防护装置的检测装置，包括：

微处理器1，微处理器1的输入端分别与第一信号调理单元21以及第二信号调理单元22的输出端电性连接；

第一信号调理单元21的输入端分别与第一电流检测单元8、第二电流检测单元10、第三电流检测单元12、第一电压变化量检测单元13以及第二电压变化量检测单元14的输出端电性连接；

第二信号调理单元22的输入端分别与第一温度检测单元16、第二温度检测单元18以及第三温度检测单元20的输出端电性连接；

微处理器1的输入端与数据检测单元23的输出端电性连接，并且微处理器1的输出端与高压放电设备2的输入端电性连接。

具体的，微处理器1的输出端分别与第一断路器7、第二断路器9、第三断路器11、第四断路器3、第五断路器15、第六断路器17以及第七断路器19的输入端电性连接。

具体的，微处理器1的输入端与GPS定位模块24的输出端电性连接。

具体的，微处理器1的输出端与无线通讯模块25的输入端电性连接。

具体的，高压放电设备2的输出端与第四断路器3的输入端电性连接，第四断路器3的输出端与引雷装置4的输入端电性连接，引雷装置4的输出端与第一断路器7的输入端电性连接，第一断路器7的输出端与第一电流检测单元8的输入端电性连接，第一电流检测单元8的输出端与接地引下线5的输入端电性连接，接地引下线5的输出端与第二断路器9的输入端电性连接，第二断路器9的输出端与第二电流检测单元10的输入端电性连接，第二电流检测单元10的输出端与接地装置6的输入端电性连接，接地装置6的输出端与第三断路器11的输入端电性连接，第三断路器11的输出端与第三电流检测单元12的输入端电性连接。

具体的，第一电压变化量检测单元13的输入端与第一电流检测单元8的输出端电性连接，第一电压变化量检测单元13的输出端与第二电流检测单元10的输入端电性连接，第二电压变化量检测单元14的输入端与第二电流检测单元10的输出端电性连接，第二电压变化量检测单元14的输出端与第三电流检测单元12的输入端电性连接。

具体的，第五断路器15的输入端与引雷装置4的输出端电性连接，第五断路器15的输出端与第一温度检测单元16的输入端电性连接，第六断路器17的输入端与接地引下线5的输出端电性连接，第六断路器17的输出端与第二温度检测单元18的输入端电性连接，第七断路器19的输入端与接地装置6的输出端电性连接，第七断路器19的输出端与第三温度检测单元20的输入端电性连接。

具体的，微处理器1采用STM32F103处理器，无线通讯模块25采用nRF24L01芯片。

具体的，数据检测单元23包括传感器，传感器用于采集环境参数。

具体的，基于预测功能的雷电防护装置的使用方法包括以下步骤：

步骤S1：数据检测单元23用于收集天气数据，包括大气压强、环境温度、空气湿度、空气密度、云层聚焦情况、云层移动变化、云层中电量大小以及风暴单体的变化情况，并对所收集到的天气数据进行分析；

步骤S2：当分析结果中大气压强、环境温度、空气湿度、空气密度、云层聚焦情况、云层移动变化、云层中电量大小以及风暴单体中的一项变量值大于所设定的标准值时，便会由微处理器1分别向第一断路器7、第二断路器9、第三断路器11、第四断路器3、第五断路器15、第六断路器17以及第七断路器19发出相应的断开指令，便可将引雷装置4、接地引下线5和接地装置6与第一电流检测单元8、第二电流检测单元10、第三电流检测单元12、第一电压变化量检测单元13、第二电压变化量检测单元14、第一温度检测单元16、第二温度检测单元18和第三温度检测单元20分为两个独立的部分，能够在引雷装置4、接地引下线5和接地装置6准备或已经接收雷电的作用时，对第一电流检测单元8、第二电流检测单元10、第三电流检测单元12、第一电压变化量检测单元13、第二电压变化量检测单元14、第一温度检测单元16、第二温度检测单元18和第三温度检测单元20起到隔断保护的效果；

步骤S3：当分析结果中大气压强、环境温度、空气湿度、空气密度、云层聚焦情况、云层移动变化、云层中电量大小以及风暴单体中的一项变量值小于所设定的标准值时，高压放电设备2受微处理器1控制指令的效果下，周期性向引雷装置4释放高压电，第一电流检测单元8用于检测引雷装置4与接地引下线5之间的电流值，第二电流检测单元10用于检测接地引下线5与接地装置6之间的电流值，第三电流检测单元12用于检测接地装置6与高压放电设备2之间的电流值，第一电压变化量检测单元13用于检测引雷装置4与接地引下线5之间的电压值，第二电压变化量检测单元14用于检测接地引下线5与接地装置6之间的电压值，第一温度检测单元16用于检测引雷装置4受高压电的作用其温度的变化，第二温度检测单元18用于检测接地引下线5其温度的变化，第三温度检测单元20用于检测接地装置6其温度的变化；

步骤S4：第一信号调理单元21用于对接收到的电压和电流信号进行调理，第二信号调理单元22用于对接收到的温度信号进行平滑处理，并由微处理器1根据调理后的电压、电流以及温度数据分别计算出引雷装置4、接地引下线5以及接地装置6的当前电阻值；

步骤S5：微处理器1可将检测结果通过无线通讯模块25实时共享至相关工作人员的智能设备上，并能够将GPS定位模块24的定位信息同步并匹配到该智能设备上。

本具体实施方式仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本具体实施方式做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种基于预测功能的雷电防护装置的检测装置，其特征在于，包括：

微处理器（1），所述微处理器（1）的输入端分别与第一信号调理单元（21）以及第二信号调理单元（22）的输出端电性连接；

所述第一信号调理单元（21）的输入端分别与第一电流检测单元（8）、第二电流检测单元（10）、第三电流检测单元（12）、第一电压变化量检测单元（13）以及第二电压变化量检测单元（14）的输出端电性连接；

所述第二信号调理单元（22）的输入端分别与第一温度检测单元（16）、第二温度检测单元（18）以及第三温度检测单元（20）的输出端电性连接；

所述微处理器（1）的输入端与数据检测单元（23）的输出端电性连接，并且微处理器（1）的输出端与高压放电设备（2）的输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于预测功能的雷电防护装置的检测装置，其特征在于，所述微处理器（1）的输出端分别与第一断路器（7）、第二断路器（9）、第三断路器（11）、第四断路器（3）、第五断路器（15）、第六断路器（17）以及第七断路器（19）的输入端电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于预测功能的雷电防护装置的检测装置，其特征在于，所述微处理器（1）的输入端与GPS定位模块（24）的输出端电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于预测功能的雷电防护装置的检测装置，其特征在于，所述微处理器（1）的输出端与无线通讯模块（25）的输入端电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于预测功能的雷电防护装置的检测装置，其特征在于，所述高压放电设备（2）的输出端与第四断路器（3）的输入端电性连接，所述第四断路器（3）的输出端与引雷装置（4）的输入端电性连接，所述引雷装置（4）的输出端与第一断路器（7）的输入端电性连接，所述第一断路器（7）的输出端与第一电流检测单元（8）的输入端电性连接，所述第一电流检测单元（8）的输出端与接地引下线（5）的输入端电性连接，所述接地引下线（5）的输出端与第二断路器（9）的输入端电性连接，所述第二断路器（9）的输出端与第二电流检测单元（10）的输入端电性连接，所述第二电流检测单元（10）的输出端与接地装置（6）的输入端电性连接，所述接地装置（6）的输出端与第三断路器（11）的输入端电性连接，所述第三断路器（11）的输出端与第三电流检测单元（12）的输入端电性连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于预测功能的雷电防护装置的检测装置，其特征在于，所述第一电压变化量检测单元（13）的输入端与第一电流检测单元（8）的输出端电性连接，所述第一电压变化量检测单元（13）的输出端与第二电流检测单元（10）的输入端电性连接，所述第二电压变化量检测单元（14）的输入端与第二电流检测单元（10）的输出端电性连接，所述第二电压变化量检测单元（14）的输出端与第三电流检测单元（12）的输入端电性连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于预测功能的雷电防护装置的检测装置，其特征在于，所述第五断路器（15）的输入端与引雷装置（4）的输出端电性连接，所述第五断路器（15）的输出端与第一温度检测单元（16）的输入端电性连接，所述第六断路器（17）的输入端与接地引下线（5）的输出端电性连接，所述第六断路器（17）的输出端与第二温度检测单元（18）的输入端电性连接，所述第七断路器（19）的输入端与接地装置（6）的输出端电性连接，所述第七断路器（19）的输出端与第三温度检测单元（20）的输入端电性连接。

8.根据权利要求7所述的一种基于预测功能的雷电防护装置的检测装置，其特征在于，所述微处理器（1）采用STM32F103处理器，所述无线通讯模块（25）采用nRF24L01芯片。

9.根据权利要求8所述的一种基于预测功能的雷电防护装置的检测装置，其特征在于，所述数据检测单元（23）包括传感器，所述传感器用于采集环境参数。

10.根据权利要求8所述的一种基于预测功能的雷电防护装置的检测装置，其特征在于，所述基于预测功能的雷电防护装置的使用方法包括以下步骤：

步骤S1：数据检测单元（23）用于收集天气数据，包括大气压强、环境温度、空气湿度、空气密度、云层聚焦情况、云层移动变化、云层中电量大小以及风暴单体的变化情况，并对所收集到的天气数据进行分析；

步骤S2：当分析结果中大气压强、环境温度、空气湿度、空气密度、云层聚焦情况、云层移动变化、云层中电量大小以及风暴单体中的一项变量值大于所设定的标准值时，便会由微处理器（1）分别向第一断路器（7）、第二断路器（9）、第三断路器（11）、第四断路器（3）、第五断路器（15）、第六断路器（17）以及第七断路器（19）发出相应的断开指令，便可将引雷装置（4）、接地引下线（5）和接地装置（6）与第一电流检测单元（8）、第二电流检测单元（10）、第三电流检测单元（12）、第一电压变化量检测单元（13）、第二电压变化量检测单元（14）、第一温度检测单元（16）、第二温度检测单元（18）和第三温度检测单元（20）分为两个独立的部分，能够在引雷装置（4）、接地引下线（5）和接地装置（6）准备或已经接收雷电的作用时，对第一电流检测单元（8）、第二电流检测单元（10）、第三电流检测单元（12）、第一电压变化量检测单元（13）、第二电压变化量检测单元（14）、第一温度检测单元（16）、第二温度检测单元（18）和第三温度检测单元（20）起到隔断保护的效果；

步骤S3：当分析结果中大气压强、环境温度、空气湿度、空气密度、云层聚焦情况、云层移动变化、云层中电量大小以及风暴单体中的一项变量值小于所设定的标准值时，高压放电设备（2）受微处理器（1）控制指令的效果下，周期性向引雷装置（4）释放高压电，第一电流检测单元（8）用于检测引雷装置（4）与接地引下线（5）之间的电流值，第二电流检测单元（10）用于检测接地引下线（5）与接地装置（6）之间的电流值，第三电流检测单元（12）用于检测接地装置（6）与高压放电设备（2）之间的电流值，第一电压变化量检测单元（13）用于检测引雷装置（4）与接地引下线（5）之间的电压值，第二电压变化量检测单元（14）用于检测接地引下线（5）与接地装置（6）之间的电压值，第一温度检测单元（16）用于检测引雷装置（4）受高压电的作用其温度的变化，第二温度检测单元（18）用于检测接地引下线（5）其温度的变化，第三温度检测单元（20）用于检测接地装置（6）其温度的变化；

步骤S4：第一信号调理单元（21）用于对接收到的电压和电流信号进行调理，第二信号调理单元（22）用于对接收到的温度信号进行平滑处理，并由微处理器（1）根据调理后的电压、电流以及温度数据分别计算出引雷装置（4）、接地引下线（5）以及接地装置（6）的当前电阻值；

步骤S5：微处理器（1）可将检测结果通过无线通讯模块（25）实时共享至相关工作人员的智能设备上，并能够将GPS定位模块（24）的定位信息同步并匹配到该智能设备上。

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