CN112886560A - 一种带rs485监控数据输出的双路防雷箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种带RS485监控数据输出的双路防雷箱，其是由两路供电系统配置的电源防雷系统安装于一个防雷箱中，无需再在每条线路上各自装设一套防雷系统，只需一个防雷箱系统就能对两条回路的防雷系统进行监测，降低了用户成本，增加了空间利用率。本发明的双路防雷箱可实时监控雷击次数、防雷器失效状态、防雷器温度和空气开关断开闭合等信息，并通过RS485接口连接至后台配备的智能防雷监测系统或用户自己的监控系统。

Description

一种带RS485监控数据输出的双路防雷箱
技术领域
本发明涉及供电设备，具体的说是涉及一种带RS485监控数据输出的双路防雷箱。
背景技术
现有供、配电线路，以单回路供电模式为主。随着社会、经济的高速发展，用电要求比较高的医院、银行、消防供电系统、电梯供电、铁路信息机房和一些特殊的不允许停电的供电系统，常常在线路设计时做两路回路供电，在一条供电回路出现故障的情况下，另外一条供电回路有效保证了用电的连续性和可靠性。传统的防雷器、防雷箱都是基于单回路供电模式进行线路保护的，应用在双回路供电系统中，必须要在每条回路中安装一套同类产品，增加了用户成本，降低了空间利用率。且不能对防雷器及前端空气开关的状态进行实时监控，增加了系统的安全隐患。
由于防雷器、防雷箱具有使用数量大,安装位置复杂,隐蔽性大的特点,造成了防雷器运行状态的监测难度较大,人工检修设备工作量大的现状，传统的防雷检查主要靠人力完成，不但需要安排大量人力到现场使用设备对防雷系统进行全面的检查，并且由于两次检查中间隔时间很长，极易出现防雷系统损坏而未能检查到，从而导致被保护设备损坏的现象。并且由于缺乏数据，当防雷设备损坏后也无法分析具体原因，造成后期大量的重复投资。且现阶段采用的防雷监测管理手段相对落后,维护的智能化管理程度低,没有一个系统性的监测和报警系统,防雷器状态无法做到实时监测,无法实时确保防雷器的正常运行并及时对异常情况进行处理。这些防雷器在线长时间运行，在雷电冲击和自然老化的作用下，其性能将逐渐下降甚至失效。如不能及时预防或排除失效的防雷器，将对配电系统带来严重影响,存在遭受感应雷、雷电波侵入或雷击电磁脉冲侵害的风险。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题在于提供了一种带RS485监控数据输出的双路防雷箱，设计该双路防雷器的目的是：可实时监控雷击次数、防雷器失效状态、防雷器温度和空气开关断开闭合等信息，并通过RS485接口连接至后台配备的智能防雷监测系统或用户自己的监控系统。
为解决上述技术问题，本发明通过以下方案来实现：本发明的一种带RS485监控数据输出的双路防雷箱，包括箱体，还包括设于所述箱体内的：
两组并联电路结构的智能防雷监测模块，各智能防雷监测模块用于采集数据和告警信息其上具有两个通信接口，两组并联的智能防雷监测模块构成双回路监测系统；
防雷器，具有遥信端口，其包括均与所述双回路监测系统电连接的第一现场监测电路和第一远程监测电路；
温度传感器，紧贴于所述防雷器的侧面，其用于感应所述防雷器的温度，所述温度传感器电路连接至所述智能防雷监测模块上的温度信号接收接口；
空气开关，接入所述智能防雷监测模块电源输入端，其具有第二现场监测电路和第二远程监测电路；
辅助防雷器，所述辅助防雷器串联至所述防雷器的PE端；
感应探头，通过电路连接至所述双回路监测系统的雷电计数接口；
雷电流感应线圈，通过电路连接至所述智能防雷监测模块上的雷击计数接口，其安装于所述辅助防雷器后端的PE线上，用于感应到PE线上的雷击电流，并生成信号传送给所述智能防雷监测模块。
进一步的，所述通信接口为RS485信号通信接口。
进一步的，所述第一现场监测电路的结构是：所述遥信端口的端子NC与所述双回路监测系统的接口NC连接，所述遥信端口的端子COM与所述双回路监测系统的接口NC连接，所述遥信端口的端子NO与所述双回路监测系统的接口NO连接；
更进一步的，所述防雷器正常运行时：
所述遥信端口的端子NC与所述遥信端口的端子COM处于常闭状态，所述遥信端口的端子 NO与所述遥信端口的端子COM处于常开状态；所述双回路监测系统的端子NC与所述双回路监测系统的端子COM处于常闭状态，所述双回路监测系统的端子NO与所述双回路监测系统的端子COM处于常开状态；
所述防雷器遭受雷击损坏或老化损坏时：
所述遥信端口的端子NC与所述遥信端口的端子COM处于常开状态，所述遥信端口的端子 NO与所述遥信端口的端子COM处于常闭状态；所述双回路监测系统的端子NC与所述双回路监测系统的端子COM处于常开状态，所述双回路监测系统的端子NO与所述双回路监测系统的端子COM处于常闭状态。
进一步的，所述第一远程监测电路的结构是：所述遥信端口的端子NC与所述智能防雷监测模块的接口DII连接，遥信端口的端子COM与所述智能防雷监测模块的接口GND连接。
更进一步的，所述防雷器正常运行时：
所述遥信端口的端子NC与所述遥信端口的端子COM处于常闭状态，所述智能防雷监测模块的接口DII与所述智能防雷监测模块的接口GND处于导通状态；
所述防雷器遭受雷击损坏或老化损坏时：
该防雷器内部机械弹力脱扣装置动作，所述遥信端口的端子NC与所述遥信端口的端子 COM处于常开状态；所述智能防雷监测模块的接口DII与所述智能防雷监测模块的接口GND 断开。
进一步的，所述双路防雷箱设有电源指示灯，所述第二现场监测电路的结构是：所述电源指示灯的供电是由所述空气开关后端引出的电源线连接导通；
当所述空气开关供电正常时，所述电源指示灯亮；
当所述空气开关断开时，所述电源指示灯灭。
进一步的，所述第二远程监测电路的结构是：所述智能防雷监测模块的接口KL、所述智能防雷监测模块的接口KN分别接入所述空气开关下端的火线和零线上；
当所述空气开关闭合时，所述空气开关下端的火线和零线之间的电压为220V；
当所述空气开关断开时，所述空气开关下端的火线和零线之间的电压为0V，所述智能防雷监测模块上的接口KL、所述智能防雷监测模块的接口KN通过感应所述空气开关下端的火线和零线之间的电压，判断所述空气开关的断开闭合状态。
进一步的，所述防雷器由压敏电阻组成。
进一步的，所述辅助防雷器由气体放电管组成。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：本发明公开的一种带RS485监控数据输出的双路防雷箱，其是由两路供电系统配置的电源防雷系统安装于一个防雷箱中，无需再在每条线路上各自装设一套防雷系统，只需一个防雷箱系统就能对两条回路的防雷系统进行监测，降低了用户成本，增加了空间利用率。防雷箱包含两种监测显示模块。
箱体上的显示窗口及报警指示灯：配置有防雷器状态指示灯、电源状态指示灯、雷电计数器。方便使用方监控防雷器、空气开关的工作状态并记录雷击次数。现场工作人员在维护和检修时，无须打开防雷箱和配电箱，无需使用仪器测试，只需检查防雷箱的显示窗口，就能对防雷系统进行安全评估。
自带的智能监测模块：可实时监控雷击次数、防雷器失效状态、防雷器温度和空气开关断开闭合等信息，并通过RS485接口连接至我公司配备的智能防雷监测系统或用户自己的监控系统，无需长途跋涉的到现场巡检就可以对后备保护熔断器和防雷器的运行状态进行实时的掌握，防雷器的老化劣化、异常、脱扣损坏、发生雷击等情况都能及时获得警报，因而可以及时安排人员到现场进行维护，防止因漏检或不能及时更换防雷器所造成的损失，降低了使用方的检修及维护成本，提高了系统的安全性。并可通过采集到的这些数据分析出防雷器损坏原因及各个位置、线路雷击情况，针对重点、易受雷击区域进行高密度、专项防护，使用户更加经济合理地制定防雷措施，降低其供电系统的安全隐患，提高整体系统的雷电防御安全性。
1.两套防雷系统的集成化：将两个供电回路所要配置的电源防雷系统安装于一个防雷箱中，无需再在每条线路上各自装设一套防雷系统，只需一套监测及报警系统就能对两条回路的防雷系统进行监测，降低了用户成本，增加了空间利用率。
2.功能齐全：对防雷系统空气开关和防雷器的运行状态以及防雷器的劣化和雷击次数进行实时监测。
3.双重监测、告警手段：可通过箱体显示窗口及报警灯实时监测现场告警，也可通过智能监测模块接至我司及用户自身的系统实时监测并生成各类记录报表，为用户提供数据支持。
4.方便检修维护，降低人员危险：使用方在对防雷系统进行检修维护时，常规需要打开每个供电回路的配电箱进行检查，增加了维护成本及工作人员的危险性。安装我公司带RS485 监控数据输出的双路防雷箱后，无须打开防雷箱，只需检查防雷箱的显示窗口、指示灯或与智能监测模块相连接的系统，就能对防雷系统进行安全评估。非常便捷，降低了使用方的检修级维护成本，提高了系统的安全性。
5.实时监测防雷器的劣化程度，避免隐患：实时检测防雷器运行情况，大大的提高了防雷器应用的安全性。
6.实时记录雷击数据，便于统计分析：通过雷击浪涌冲击的次数并结合防雷箱的安装位置，可以有效判断雷电流的入侵路径及次数，便于统计分析，了解自身雷击灾害的风险度，提前预防与解决隐患避免重大事故出现。后期根据这些数据，在易受雷电侵入点加强雷电防护，不断完善整体防雷效果，更好的保护系统安全。
7.实时监测，秒级告警：对空气开关和防雷器的运行状态进行实时监测，当空气开关断开或防雷器异常损坏后，通过显示窗口、指示灯和智能监测模块进行秒级报警。
8.通流容量的可扩展性：防雷箱内部可配置不同的防雷器及元件从而扩展防雷箱的通流容量，方便使用方根据自身的需求选择合适的通流容量，安装、更换便捷，可操作性强，可拓展通流容量范围为20kA-160kA。
9.雷电计数范围广：雷电流动作范围1—100kA，范围广，计数准确。
附图说明
图1为本发明双路防雷箱的箱内各部件布局示意图。
图2为本发明带RS485监控数据输出的双回路防雷箱接线原理图。
图3为本发明带RS485监控数据输出的双回路防雷箱正面结构图。
图4为本发明智能防雷监测模块正面结构图。
图5为本发明智能防雷监测模块的局部Ⅰ电路图。
图6为本发明智能防雷监测模块的局部Ⅱ电路图。
图7为本发明智能防雷监测模块的局部Ⅲ电路图。
图8为本发明双回路防雷箱中的1#、2#回路监测系统的局部Ⅰ电路图。
图9为本发明双回路防雷箱中的1#、2#回路监测系统的局部Ⅱ电路图。
图10为本发明双回路防雷箱中的1#、2#回路监测系统的局部Ⅲ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，使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，本发明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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1：本发明的具体结构如下：
请参照附图1-10，本发明的一种带RS485监控数据输出的双路防雷箱，包括箱体，还包括设于所述箱体内的：
两组并联电路结构的智能防雷监测模块1，各智能防雷监测模块1用于采集数据和告警信息其上具有两个通信接口，两组并联的智能防雷监测模块1构成双回路监测系统；
防雷器4，具有遥信端口10，其包括均与所述双回路监测系统电连接的第一现场监测电路和第一远程监测电路；
温度传感器2，紧贴于所述防雷器4的侧面，其用于感应所述防雷器4的温度，所述温度传感器2电路连接至所述智能防雷监测模块1上的温度信号接收接口；
空气开关3，接入所述智能防雷监测模块1电源输入端，其具有第二现场监测电路和第二远程监测电路；
辅助防雷器5，所述辅助防雷器5串联至所述防雷器4的PE端；
感应探头6，通过电路连接至所述双回路监测系统的雷电计数接口；
雷电流感应线圈7，通过电路连接至所述智能防雷监测模块1上的雷击计数接口，其安装于所述辅助防雷器5后端的PE线上，用于感应到PE线上的雷击电流，并生成信号传送给所述智能防雷监测模块1。
本实施例的一种优选技术方案：所述通信接口为RS485信号通信接口。
本实施例的一种优选技术方案：所述第一现场监测电路的结构是：所述遥信端口10的端子NC与所述双回路监测系统的接口NC连接，所述遥信端口10的端子COM与所述双回路监测系统的接口NC连接，所述遥信端口10的端子NO与所述双回路监测系统的接口NO连接；
本实施例的一种优选技术方案：所述防雷器4正常运行时：
所述遥信端口10的端子NC与所述遥信端口10的端子COM处于常闭状态，所述遥信端口 10的端子NO与所述遥信端口10的端子COM处于常开状态；所述双回路监测系统的端子NC 与所述双回路监测系统的端子COM处于常闭状态，所述双回路监测系统的端子NO与所述双回路监测系统的端子COM处于常开状态；
所述防雷器4遭受雷击损坏或老化损坏时：
所述遥信端口10的端子NC与所述遥信端口10的端子COM处于常开状态，所述遥信端口 10的端子NO与所述遥信端口10的端子COM处于常闭状态；所述双回路监测系统的端子NC 与所述双回路监测系统的端子COM处于常开状态，所述双回路监测系统的端子NO与所述双回路监测系统的端子COM处于常闭状态。
本实施例的一种优选技术方案：所述第一远程监测电路的结构是：所述遥信端口10的端子NC与所述智能防雷监测模块1的接口DII36连接，遥信端口10的端子COM与所述智能防雷监测模块1的接口GND35连接。
本实施例的一种优选技术方案：所述防雷器4正常运行时：
所述遥信端口10的端子NC与所述遥信端口10的端子COM处于常闭状态，所述智能防雷监测模块1的接口DII36与所述智能防雷监测模块1的接口GND35处于导通状态；
所述防雷器4遭受雷击损坏或老化损坏时：
该防雷器4内部机械弹力脱扣装置动作，所述遥信端口10的端子NC与所述遥信端口10 的端子COM处于常开状态；所述智能防雷监测模块1的接口DII36与所述智能防雷监测模块1的接口GND35断开。
本实施例的一种优选技术方案：所述双路防雷箱设有电源指示灯(17，24)，所述第二现场监测电路的结构是：所述电源指示灯(17，24)的供电是由所述空气开关3后端引出的电源线连接导通；
当所述空气开关3供电正常时，所述电源指示灯(17，24)亮；
当所述空气开关3断开时，所述电源指示灯(17，24)灭。
本实施例的一种优选技术方案：所述第二远程监测电路的结构是：所述智能防雷监测模块1的接口KL27、所述智能防雷监测模块1的接口KN28分别接入所述空气开关3下端的火线和零线上；
当所述空气开关3闭合时，所述空气开关3下端的火线和零线之间的电压为220V；
当所述空气开关3断开时，所述空气开关3下端的火线和零线之间的电压为0V，所述智能防雷监测模块1上的接口KL27、所述智能防雷监测模块1的接口KN28通过感应所述空气开关3下端的火线和零线之间的电压，判断所述空气开关3的断开闭合状态。
本实施例的一种优选技术方案：所述防雷器4由压敏电阻组成。
本实施例的一种优选技术方案：所述辅助防雷器5由气体放电管组成。
实施例2：
如图5-7所示，图5为本发明智能防雷监测模块的局部Ⅰ电路图。图6为本发明智能防雷监测模块的局部Ⅱ电路图。图7为本发明智能防雷监测模块的局部Ⅲ电路图，将图5-7中的A-J相同的字母连接形成一个整体的电路图。
本发明的智能防雷监测电路，包括：
单片机U10，控制防雷监测仪的运行；
通信收发器U9，与所述单片机U10连接且与所述单片机U10建立通信传输通道；
逻辑芯片U11，与LED2灯组连接并控制所述LED2灯组的工作；
LED2灯组，还与所述单片机U10连接，所述单片机U10对LED2灯组提供稳压电源。
本实施例的一种优选技术方案：所述单片机U10的型号为15W408AS。
本实施例的一种优选技术方案：所述通信收发器U9为RS-485通信收发器或RS-422通信收发器。
本实施例的一种优选技术方案：所述通信收发器U9的型号为MAX487CSA。
本实施例的一种优选技术方案：所述逻辑芯片U11的型号为HC595AG。
以下是本发明的智能防雷监测电路的具体电路原理：
请参照附图5-7，本发明的单片机U10的各引脚的电路连接结构如下：
P2.6-1脚、P2.7-2脚分别连接至插口H1的3脚和插口H1的4脚；所述P2.7-2脚还连接有电阻R21；
P1.3脚分别连接有电阻R21的另一端、电阻R22、通信收发器U9的RE#-2脚、通信收发器U9的DE-3脚、通信收发器U9的VCC-8脚、电阻R24和单片机U10的VCC-12脚；
P1.5脚分别连接所述电阻R24的另一端、插口P4的4脚；
VCC-12脚分别连接第一光敏三极管U5的受光端集电极、电容C10、电容C11、稳压器U6 的OUT脚、第二光敏三极管U8的受光端集电极、电容C15、电阻R25、电阻R26、插口P3的VDD-1脚、第三光敏三极管U7的受光端集电极、逻辑芯片U11的SRCLR#-10脚、逻辑芯片U11的VCC-16脚；
GND-14脚分别连接所述电容C15的另一端、瞬态电压抑制二极管D13、瞬态电压抑制二极管D14、电阻R19、插口H2的1脚、逻辑芯片U11的OE#-13脚、逻辑芯片U11的GND脚、插口P4的5脚、二极管D12的正极、电容C14、第三光敏三极管U7的发光端负极、电阻R17、电容C13、电容C12、插口H4的1脚、发光LED1的负极端、电容C6、电容C2、变压器T1的次线线圈5脚、稳压器U6的GND脚、电容C10的另一端、电容C11的另一端、电阻R14；
P3.2-17脚分别连接LED2灯组的V1-10脚、插口H2的3脚；
P3.3-18脚分别连接LED2灯组的V2-5脚、插口H2的2脚；
P3.4-19脚连接电阻R25的另一端；
P3.5-20脚连接电阻R26的另一端；
P3.6-21脚连接通信收发器U9的RO-1脚；
P3.7-22脚连接通信收发器U9的DI-4脚；
P2.0-23脚连接有电阻R18；
P2.2-25脚连接有插口H1的2脚；
P2.3-26脚连接有插口H1的1脚；
P2.4-27脚连接电阻R20；
P2.5-28脚连接电阻R13。
以下是所述逻辑芯片U11的各脚连接的电路：
QB-1脚连接电阻R31；
QC-2脚连接电阻R32；
QD-3脚连接电阻R34；
QE-4脚连接电阻R33；
QF-5脚连接电阻R28；
QG-6脚连接电阻R27；
QH-7脚连接电阻R30；
SRCL-11脚连接插口H1的1脚；
RCLK-12脚连接插口H1的2脚；
SER-14脚连接插口H1的3脚；
QA-15脚连接电阻R29。
所述逻辑芯片U11的GND-8脚与插口H4的4脚之间还设置按键SW2。
以下是所述LED2灯组各脚连接的电路：
g-1脚连接所述电阻R27的另一端；
dp-2脚连接所述电阻R28的另一端；
a-3脚连接所述电阻R29的另一端；
f-4脚连接所述电阻R30的另一端；
d-6脚连接所述电阻R34的另一端；
e-7脚连接所述电阻R33的另一端；
c-8脚连接所述电阻R32的另一端；
b-9脚连接所述电阻R31的另一端；
以下是通信收发器U9的各脚连接的电路：
GND-5脚连接电阻R23的一端；
A-6脚连接所述电阻R22的另一端、瞬态电压抑制二极管D13的另一端、瞬态电压抑制二极管D15的一端、插口P3的A-1脚；
B-7脚连接所述电阻R23的另一端、瞬态电压抑制二极管D14的另一端、瞬态电压抑制二极管D15的另一端、插口P3的B-2脚。
所述第二光敏三极管U8的发光端正极连接有电阻R15且其正极和负极之间并联一电容 C9；所述第二光敏三极管U8的发光端负极连接电容C9的另一端、二极管D7的正极、二极管 D10的正极；所述第二光敏三极管U8的受光端的发射极分别连接所述电阻R19的另一端和所述电阻R20的另一端；所述电阻R15的另一端连接至二极管D18的负极、二极管D9的负极，二极管D10的负极连接二极管D9的正极、插口P1的1脚；二极管D7的负极连接二极管D8的正极、插口P1的2脚。
所述第一光敏三极管U5的发光端正极分别连接有电容C8、二极管D5的负极、电阻R12、电阻R10。所述第一光敏三极管U5的发光端负极分别连接有电容C8的另一端、第一整流桥 D6的2脚、二极管D5的正极、电阻R12的另一端、电容C7，所述电容C7的另一端连接所述电阻R10的另一端、电阻R9，所述电阻R9的另一端连接电阻R11，所述电阻R11的另一端连接至所述第一整流桥D6的1脚，所述第一整流桥D6的3脚和4脚分别连接至插口P2的4脚和插口P1的3脚。所述第一光敏三极管U5的受光端发射级分别连接所述电阻R13的另一端、所述电阻R14的另一端。
所述稳压器U6的IN脚分别连接二极管D11的负极、电容C12的另一端、电容C13的另一端、电阻R16；
所述第三光敏三极管U7的发光端正极分别连接所述电阻R16的另一端、电容C14的另一端、二极管D12的另一端。所述第三光敏三极管U7的受光端发射极连接所述电阻R17的另一端、电阻R18的另一端；
电源管理芯片U1的各脚连接电路如下：
EN-1脚分别连接电阻R2和第四光敏三极管U2的受光端集电极；
BP-2脚连接电容C3；
D-4脚连接变压器T1的初级线圈的4脚、二极管D3的正极；
S-5脚、S-6脚、S-7脚、S-8脚互接且连接有电容C3的另一端、所述第四光敏三极管U2的受光端发射极、电容C1、第二整流桥D1的4脚。所述电容C1的另一端连接电阻R1、所述第二整流桥D1的3脚、电容C2的另一端、二极管D2的正极、变压器T1的初级线圈的 1脚。所述二极管D2的负极连接所述二极管D3的负极。所述电阻R1的另一端连接所述电阻 R2的另一端。
所述第二整流桥D1的1脚分别连接至插口H3的1脚、插口P2的5脚，所述第二整流桥D1的2脚分别连接至插口H3的3脚、插口P2的6脚。
所述第四光敏三极管U2的发光端正极分别连接有电阻R5、电阻R6、电容C4、电容C6的另一端、电阻R4、二极管D4的负极。所述第四光敏三极管U2的发光端负极连接所述电阻R5的另一端、电容C5。所述电阻R6的另一端连接电阻R7，所述电阻R7的另一端连接电阻 R8、电容C5的另一端和可调精密稳压器U3的1脚，所述电阻R8的另一端连接所述可调精密稳压器U3的3脚。所述电容C4的另一端连接电阻R3，所述电阻R3的另一端连接所述二极管D4的正极、变压器T1的次线线圈的8脚。所述电阻R4的另一端连接所述发光LED1的正极。
实施例3：
以下是智能防雷监测仪的监测指示电路原理：
如图8-10所示，图8为本发明双回路防雷箱中的1#、2#回路监测系统的局部Ⅰ电路图。图9为本发明双回路防雷箱中的1#、2#回路监测系统的局部Ⅱ电路图。图10为本发明双回路防雷箱中的1#、2#回路监测系统的局部Ⅲ电路图。将图8-10中的A1-A10按相同的字母编号连接形成一个整体的电路图。
本发明的监测指示电路设置在监测仪中，其包括第一逻辑芯片U1、第二逻辑芯片U2、第一数码管、第二数码管、电阻R1、电阻R2、二极管D1、二极管D2、稳压二极管ZD1、电阻R6、电容C1、光电耦合器U3、电容C2、电阻R7、电阻R8、电阻R9以及电源B2；
所述电阻R1、电阻R2、二极管D2串联，其中，电阻R1的另一端接至接口H1的7脚，所述电阻R2连接二极管D2的正极，所述二极管D2的负极连接至所述第一逻辑芯片U1的DISPLAY_EN_IN-3脚；
所述二极管D1的正极和所述稳压二极管ZD1的正极连接，所述二极管D1的负极连接至所述接口H1的5脚和接口H1的6脚，所述稳压二极管ZD1的负极端连接至所述电阻R2和二极管D2正极之间的电路节点上，所述稳压二极管ZD1的负极端还连接至电源B2的正极端；
所述第一逻辑芯片U1的各引脚连接的电路是：
CLOCK-1脚连接至所述光电耦合器U3的发射极；
CLOCK_INHIBIT-2脚连接至所述第一逻辑芯片U1的VSS-8脚并接至所述二极管D1的正极、电容C1，所述电容C1并联有所述电阻R6；所述电容C1的另一端连接至所述光电耦合器 U3的发射极；所述第一逻辑芯片U1的CLOCK_INHIBIT-2脚还连接至所述第二逻辑芯片U2的 CLOCK_INHIBIT-2脚、所述第二逻辑芯片U2的VSS-8脚；
DISPLAY_EN_IN-3脚连接至所述第一逻辑芯片U1的VDD-16脚、光电耦合器U3的集电极、电容C2、所述第二逻辑芯片U2的DISPLAY_EN_IN-3脚、所述第二逻辑芯片U2的VDD-16脚；
CARRY_OUT-5脚连接至所述第二逻辑芯片U2的CLOCK-1脚；
F-6脚连接至所述第二数码管的F-9脚；
G-7脚连接至所述第二数码管的G-10脚；
RESET-15脚连接至所述第二逻辑芯片U2的RESET-15脚、电容C2的另一端、电阻R8，所述第二逻辑芯片U2的RESET-15脚和所述电源B2的正极端之间连接有复位键SW1；
C-14脚连接至第二数码管的C-4脚；
B-12脚连接至第二数码管的B-6脚；
E-11脚连接至第二数码管的E-1脚；
A-10脚连接至第二数码管的A-7脚；
D-9脚连接至第二数码管的D-2脚；
所述第二逻辑芯片U2的各引脚连接的电路是：
F-6脚连接至所述第一数码管的F-9脚；
G-7脚连接至所述第一数码管的G-10脚；
C-13脚连接至所述第一数码管的C-4脚；
B-12脚连接至所述第一数码管的B-6脚；
E-11脚连接至所述第一数码管的E-1脚；
A-10脚连接至所述第一数码管的A-7脚；
D-9脚连接至所述第一数码管的D-2脚；
所述第一数码管的COM-3脚、COM-8脚，和所述第二数码管的COM-3脚、COM-8脚互接，所述第一数码管的COM-3脚和所述电阻R9之间连接有显示键SW2，所述电阻R9的另一端连接至所述电源B2的负极、电阻R8的另一端以及所述稳压二极管ZD1的正极端；
所述光电耦合器U3的发光端2脚连接至所述接口H1的2脚，其发光1脚连接至所述电阻R7，所述电阻R7的另一端连接至所述接口H1的1脚；
所述电阻R1和电阻R2之间的电路节点上分别连接有三个指示灯电路。
本实施例的一种优选技术方案：所述三个指示灯电路包括电源指示灯电路、失效指示灯电路和保护指示灯电路。
本实施例的一种优选技术方案：所述电源指示灯电路包括串联的电阻R3、电源指示灯 LED1、二极管D3，其中，所述电阻R3连接所述电源指示灯LED1的正极端，其另一端连接至所述电阻R1和电阻R2之间的电路节点上，所述二极管D3的负极端连接至一接H1的5脚和6脚，其正极端连接所述电源指示灯LED1的负极端。
本实施例的一种优选技术方案：所述失效指示灯电路包括串联的二极管D4、失效指示灯 LED2、电阻R4，其中，所述二极管D4的负极连接所述失效指示灯LED2的正极端，其另一端连接至所述电阻R1和电阻R2之间的电路节点上，所述电阻R4的一端连接至一接口H1的4 脚，其另一端连接至所述失效指示灯LED2的负极端。
本实施例的一种优选技术方案：所述保护指示灯电路包括二极管D5、保护指示灯LED3、电阻R5，所述二极管D5的负极连接所述保护指示灯LED3的正极端，其另一端连接至所述电阻R1和电阻R2之间的电路节点上，所述电阻R5的一端连接至一接口H1的3脚，其另一端连接至所述保护指示灯LED3的负极端。
本实施例的一种优选技术方案：所述第一逻辑芯片U1的型号采用CD4026BE芯片。
本实施例的一种优选技术方案：所述第二逻辑芯片U2的型号采用CD4026BE芯片。
本实施例的一种优选技术方案：所述第一数码管的型号为JM-S05611AH。
本实施例的一种优选技术方案：所述第二数码管的型号为JM-S05611AH。
监测仪中设置有防雷器，本发明的监测指示电路上设有显示键SW2和复位键SW1，该显示键SW2方便用户查看数据，所述复位键SW1方便使用方根据自身需求将数据清零，重新计数。
当防雷器运行正常时保护指示灯LED3亮起，其显示的是绿灯。
当防雷器遭受雷击损坏或老化损坏时，其内部的机械弹力脱扣装置断开；失效指示灯LED2 亮起，其显示的红灯。
通过上述的两种指示灯的指示，从而实现快速对防雷器工作状态的实时监控，使用方在检修时无需打开安装防雷器的配电箱，无需使用仪器测试，只需观察保护指示灯和失效指示灯就能判定防雷器的工作状态，降低了使用方的检修及维护成本，提高了系统安全性和人员的安全性。
监测仪上设置有雷电计数显示窗口，雷电计数显示窗口通过第一数码管和第二数码管实现显示。所述雷电计数显示窗口用于显示雷击次数。
监测主体上设置有保护指示灯和失效指示灯；所述保护指示灯亮起，用于指示所述防雷器运行正常；所述失效指示灯亮起，用于指示所述防雷器遭受雷击损坏或老化损坏。
监测仪上还设置有电源指示灯LED1，使用方在检修时无需打开安装防雷器的配电箱，只需观察电源指示灯LED1的亮灭，就能判定后备保护熔断器的工作状态，降低了使用方的检修及维护成本，提高了系统安全性和人员的安全性。
实施例4：
以下是本发明双路防雷箱运行原理的具体说明：
1.本发明双路防雷箱的两条供电回路的防雷系统集成化的实现：
标准的防雷系统是并联在现有线路总开关的后端，每一个供电回路都要配置一套防雷系统，且各需要配置一套防雷器、前端空气开关状态指示以及雷电计数系统。
本发明的双回路防雷箱是将两个供电回路所要配置的电源防雷系统安装于一个防雷箱中，无需再在每条线路上各自装设一套防雷系统，只需一套监测及报警系统就能对两条回路的防雷系统进行监测，降低了用户成本，增加了空间利用率。使用方在对防雷系统进行检修维护时，常规需要打开每个供电回路的配电箱进行检查，增加了维护成本及工作人员的危险性。安装我公司双回路防雷箱后，无须打开防雷箱，只需检查防雷箱的显示窗口，就能对防雷系统进行安全评估。
2.本发明双路防雷箱的现场监控、告警的实现：
通过箱体自带的显示窗口(12，19)(显示雷击次数)，第一指示灯(15，22)(防雷器保护状态指示)和第二指示灯(16，23)(防雷器失效状态指示)以及第三指示灯(17，24)(空气开关断开闭合状态指示)进行实时监测告警。
3.本发明双路防雷箱的远程监控的实现：
箱体内的智能防雷监测模块1上自带RS485通信接口，即RS485信号线路的A端31和B 端32，智能防雷监测模块1采集到的数据及告警信息(包括雷击次数、防雷器工作状态、防雷器温度、空气开关断开闭合状态等信息)可通过次接口接入到用户自己的监控管理系统，方便客户远程管理。也可与后台服务器上的SPD智能监控系统组合，实现对数据信息进行记录并提供查询及导出EXCEL表，方便进行统计与分析，提前预防与解决隐患避免重大事故出现。
3-1)、雷击次数记录的实现：
现场监测：防雷箱配置有感应探头6及LED显示窗口(12，19)感应探头6连接到防雷箱内的回路监测系统9上的雷电计数接口1和接口2。当供电系统遭受雷击浪涌侵袭时，防雷器4导通并对地泄放雷电流，安装在辅助防雷器后端PE线上的感应探头6(安装在雷击电流泄放路径旁)感应系统雷击电流，将感应信号经微处理器处理并存储相关信息，最终通过LED显示窗口(12，19)显示雷击次数。并配置有复位按键(14，21)，方便使用方根据自身需求将数据清零，重新计数，从而实现雷击次数现场监测、显示功能。
远程监测：防雷箱内配置有雷电流感应线圈7，连接到防雷箱内的智能防雷监测模块1 雷击计数传感器的输入1#接口25和2#接口26，，当供电系统遭受雷击浪涌侵袭时，防雷器4 导通并通过PE线对地泄放雷电流，安装在辅助防雷器5后端PE线上的雷电流感应线圈7感应到雷击电流，将信息传送给智能防雷监测模块1，智能防雷监测模块1将感应到的电流信号经限幅、滤波后驱动电磁计数器将雷电次数记录下来，并通过RS485信号线路的A端31和 RS485信号线路的B端32将雷击数据传输到监控系统，从而实现雷击次数远程监测功能。
3-2)、防雷器工作状态监测的实现：
现场监测：遥信端口10的端子NC与回路监测系统9的接口NC连接，遥信端口10的端子COM与回路监测系统9的接口NC连接，遥信端口10的端子NO与回路监测系统9的接口 NO连接。防雷器4运行正常时，遥信端口10的端子NC与遥信端口10的端子COM处于常闭状态，遥信端口10的端子NO与遥信端口10的端子COM处于常开状态，回路监测系统9的端子NC与回路监测系统9的端子COM处于常闭状态，回路监测系统9的端子NO与回路监测系统9的端子COM处于常开状态，回路监测系统显示模块的第一指示灯(15，22)(绿色)点亮；当防雷器遭受雷击损坏或老化损坏时，遥信端口10的端子NC与遥信端口10的端子COM处于常开状态，遥信端口10的端子NO与遥信端口10的端子COM处于常闭状态，回路监测系统9 的端子NC与回路监测系统9的端子COM处于常开状态，回路监测系统9的端子NO与回路监测系统9的端子COM处于常闭状态，回路监测系统显示模块的第二指示灯(16，23)亮(红色)。从而实现防雷器工作状态现场监测、显示功能。
远程监测：遥信端口10的端子NC与防雷箱内智能防雷监测模块1的接口DII36连接，遥信端口10的端子COM与防雷箱内智能防雷监测模块1的接口GND35连接。防雷器运行正常时，遥信端口10的端子NC与遥信端口10的端子COM处于常闭状态，防雷箱内智能防雷监测模块1的接口DII36与GND35处于导通状态。当防雷器遭受雷击损坏或老化损坏时，其内部机械弹力脱扣装置动作，遥信端口10的端子NC与遥信端口10的端子COM处于常开状态，防雷箱内智能防雷监测模块1的接口DII36与GND35断开。从而将告警信号通过处理后通过 RS485信号线路的A端31和B端32传输到监控系统，从而实现防雷器工作状态的远程监测功能。
4.本发明双路防雷箱的防雷器温度监测的实现：
防雷器遭受雷击电流或暂时过电压侵袭时，其内部器件压敏电阻器本体会发热，通过紧贴在防雷器可插拔模块侧面的温度传感器2，将感应到防雷器的温度数据通过智能防雷监测模块1的温度传感器接口VDD33、温度传感器接口DQ34、温度传感器接口GND35传输到智能防雷监测模块1中，并经处理通过RS485信号线路的A端31和B端32传输到监控系统，从而实现对防雷器温度的远程实时监测。
5.本发明双路防雷箱的空气开关断开闭合状态监测的实现：
现场监测：防雷箱显示窗口的电源指示灯(17，24)，其供电是由空气开关3后端引出的电源线连接导通。当空气开关3闭合时，供电正常，电源指示灯(17，24)亮(绿色)，当空气开关3断开时，供电中断，电源指示灯(17，24)灭。从而实现对防雷器前端空气开关工作状态的实时监控，使用方在检修时无需打开防雷箱，只需观察指示灯(17，24)就能判定防雷器的工作状态，降低了使用方的检修级维护成本，提高了系统的安全性。
远程监测：将防雷箱内智能防雷监测模块1的接口KL27、接口KN 28分别接入到防雷器分支线路中的空气开关3下端的火线和零线上。当空气开关3闭合时，空气开关3下端的火线和零线之间的电压为220V，当空气开关3断开时，空气开关3下端的火线和零线之间的电压为0V，智能防雷监测模块的接口KL27、接口KN 28通过感应空气开关3下端的火线和零线之间的电压，判定空气开关3的断开闭合状态，并将感应信号处理后通过RS485信号线路的 A端31和B端32传输到监控系统，从而实现空气开关断开闭合状态的实时监控。
6.本发明双路防雷箱的响应时间快、无漏电流的实现：
防雷箱内配置的防雷器4本身是由压敏电阻器组成，其优点就是残压低，响应速度快，响应时间为ns级，但有漏电流产生。为了解决这个缺点，本发明在防雷器PE端后面串联一个辅助防雷器5，由气体放电管组成，作用是将压敏电阻器和系统隔开，使压敏电阻器几乎没有漏电流，有效的减缓压敏电阻器性能的劣化，使防雷效果更加优化。
7.通流容量扩展的实现：
防雷箱内部可根据使用方的需求配置不同通流容量及压敏电压的防雷器及元件从而扩展防雷箱的通流容量。
综上所述，本发明的双路防雷箱明显比现有技术中的防雷装置效果好。
1.两套防雷系统的集成化：将两个供电回路所要配置的电源防雷系统安装于一个防雷箱中，无需再在每条线路上各自装设一套防雷系统，只需一套监测及报警系统就能对两条回路的防雷系统进行监测，降低了用户成本，增加了空间利用率。
2.功能齐全：对防雷系统空气开关和防雷器的运行状态以及防雷器的劣化和雷击次数进行实时监测。
3.双重监测、告警手段：可通过箱体显示窗口及报警灯实时监测现场告警，也可通过智能监测模块接至我司及用户自身的系统实时监测并生成各类记录报表，为用户提供数据支持。
4.方便检修维护，降低人员危险：使用方在对防雷系统进行检修维护时，常规需要打开每个供电回路的配电箱进行检查，增加了维护成本及工作人员的危险性。安装我公司带RS485 监控数据输出的双路防雷箱后，无须打开防雷箱，只需检查防雷箱的显示窗口、指示灯或与智能监测模块相连接的系统，就能对防雷系统进行安全评估。非常便捷，降低了使用方的检修级维护成本，提高了系统的安全性。
5.实时监测防雷器的劣化程度，避免隐患：实时检测SPD运行情况，大大的提高了SPD 应用的安全性。
6.实时记录雷击数据，便于统计分析：通过雷击浪涌冲击的次数并结合防雷箱的安装位置，可以有效判断雷电流的入侵路径及次数，便于统计分析，了解自身雷击灾害的风险度，提前预防与解决隐患避免重大事故出现。后期根据这些数据，在易受雷电侵入点加强雷电防护，不断完善整体防雷效果，更好的保护系统安全。
7.实时监测，秒级告警：对空气开关和防雷器的运行状态进行实时监测，当空气开关断开或防雷器异常损坏后，通过显示窗口、指示灯和智能监测模块进行秒级报警。
8.通流容量的可扩展性：防雷箱内部可配置不同的防雷器及元件从而扩展防雷箱的通流容量，方便使用方根据自身的需求选择合适的通流容量，安装、更换便捷，可操作性强，可拓展通流容量范围为20kA-160kA。
9.雷电计数范围广：雷电流动作范围1—100kA，范围广，计数准确。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种带RS485监控数据输出的双路防雷箱，包括箱体，其特征在于，还包括设于所述箱体内的：
两组并联电路结构的智能防雷监测模块(1)，各智能防雷监测模块(1)用于采集数据和告警信息其上具有两个通信接口，两组并联的智能防雷监测模块(1)构成双回路监测系统；
防雷器(4)，具有遥信端口(10)，其包括均与所述双回路监测系统电连接的第一现场监测电路和第一远程监测电路；
温度传感器(2)，紧贴于所述防雷器(4)的侧面，其用于感应所述防雷器(4)的温度，所述温度传感器(2)电路连接至所述智能防雷监测模块(1)上的温度信号接收接口；
空气开关(3)，接入所述智能防雷监测模块(1)电源输入端，其具有第二现场监测电路和第二远程监测电路；
辅助防雷器(5)，所述辅助防雷器(5)串联至所述防雷器(4)的PE端；
感应探头(6)，通过电路连接至所述双回路监测系统的雷电计数接口；
雷电流感应线圈(7)，通过电路连接至所述智能防雷监测模块(1)上的雷击计数接口，其安装于所述辅助防雷器(5)后端的PE线上，用于感应到PE线上的雷击电流，并生成信号传送给所述智能防雷监测模块(1)。
2.根据权利要求1所述的一种带RS485监控数据输出的双路防雷箱，其特征在于，所述通信接口为RS485信号通信接口。
3.根据权利要求1所述的一种带RS485监控数据输出的双路防雷箱，其特征在于，所述第一现场监测电路的结构是：所述遥信端口(10)的端子NC与所述双回路监测系统的接口NC连接，所述遥信端口(10)的端子COM与所述双回路监测系统的接口NC连接，所述遥信端口(10)的端子NO与所述双回路监测系统的接口NO连接。
4.根据权利要求3所述的一种带RS485监控数据输出的双路防雷箱，其特征在于，所述防雷器(4)正常运行时：
所述遥信端口(10)的端子NC与所述遥信端口(10)的端子COM处于常闭状态，所述遥信端口(10)的端子NO与所述遥信端口(10)的端子COM处于常开状态；所述双回路监测系统的端子NC与所述双回路监测系统的端子COM处于常闭状态，所述双回路监测系统的端子NO与所述双回路监测系统的端子COM处于常开状态；
所述防雷器(4)遭受雷击损坏或老化损坏时：
所述遥信端口(10)的端子NC与所述遥信端口(10)的端子COM处于常开状态，所述遥信端口(10)的端子NO与所述遥信端口(10)的端子COM处于常闭状态；所述双回路监测系统的端子NC与所述双回路监测系统的端子COM处于常开状态，所述双回路监测系统的端子NO与所述双回路监测系统的端子COM处于常闭状态。
5.根据权利要求1所述的一种带RS485监控数据输出的双路防雷箱，其特征在于，所述第一远程监测电路的结构是：所述遥信端口(10)的端子NC与所述智能防雷监测模块(1)的接口DII(36)连接，遥信端口(10)的端子COM与所述智能防雷监测模块(1)的接口GND(35)连接。
6.根据权利要求5所述的一种带RS485监控数据输出的双路防雷箱，其特征在于，所述防雷器(4)正常运行时：
所述遥信端口(10)的端子NC与所述遥信端口(10)的端子COM处于常闭状态，所述智能防雷监测模块(1)的接口DII(36)与所述智能防雷监测模块(1)的接口GND(35)处于导通状态；
所述防雷器(4)遭受雷击损坏或老化损坏时：
该防雷器(4)内部机械弹力脱扣装置动作，所述遥信端口(10)的端子NC与所述遥信端口(10)的端子COM处于常开状态；所述智能防雷监测模块(1)的接口DII(36)与所述智能防雷监测模块(1)的接口GND(35)断开。
7.根据权利要求1所述的一种带RS485监控数据输出的双路防雷箱，所述双路防雷箱设有电源指示灯(17，24)，其特征在于，所述第二现场监测电路的结构是：所述电源指示灯(17，24)的供电是由所述空气开关(3)后端引出的电源线连接导通；
当所述空气开关(3)供电正常时，所述电源指示灯(17，24)亮；
当所述空气开关(3)断开时，所述电源指示灯(17，24)灭。
8.根据权利要求1所述的一种带RS485监控数据输出的双路防雷箱，其特征在于，所述第二远程监测电路的结构是：所述智能防雷监测模块(1)的接口KL(27)、所述智能防雷监测模块(1)的接口KN(28)分别接入所述空气开关(3)下端的火线和零线上；
当所述空气开关(3)闭合时，所述空气开关(3)下端的火线和零线之间的电压为220V；
当所述空气开关(3)断开时，所述空气开关(3)下端的火线和零线之间的电压为0V，所述智能防雷监测模块(1)上的接口KL(27)、所述智能防雷监测模块(1)的接口KN(28)通过感应所述空气开关(3)下端的火线和零线之间的电压，判断所述空气开关(3)的断开闭合状态。
9.根据权利要求1所述的一种带RS485监控数据输出的双路防雷箱，其特征在于，所述防雷器(4)由压敏电阻组成。
10.根据权利要求1所述的一种带RS485监控数据输出的双路防雷箱，其特征在于，所述辅助防雷器(5)由气体放电管组成。
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