CN115754828A

CN115754828A - 一种用于机房的防雷接地装置检测系统和方法

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Publication number: CN115754828A
Application number: CN202211576944.4A
Authority: CN
Inventors: 方文潮; 麦嘉誉
Original assignee: Guangzhou Lisai Calibration And Testing Co ltd
Current assignee: Guangzhou Lisai Calibration And Testing Co ltd
Priority date: 2022-12-09
Filing date: 2022-12-09
Publication date: 2023-03-07
Anticipated expiration: 2042-12-09
Also published as: CN115754828B

Abstract

本发明公开了一种用于机房的防雷接地装置检测系统及方法，所述检测系统包括控制模块以及分别与所述控制模块电连接的信号发生模块、信号传输模块、信号分析模块以及检测结果输出模块。本发明中，该检测系统将第一检测输出信号传输至防雷接地装置，并接收该防雷接地装置的第一反馈信号，根据该第一反馈信号波形图像判定该防雷接地装置是否通过检测，本质上是检验该防雷接地装置的功能性。相比于传统方法中基于电阻值推断其是否出现故障的技术手段，本发明对防雷接地装置作具有预判性的检测，从而有利于提高检测结果的可信性，进而有利于确保机房的安全性。

Description

一种用于机房的防雷接地装置检测系统和方法

技术领域

本发明涉及防雷接地装置检测领域，尤其涉及一种用于机房的防雷接地装置检测系统和方法。

背景技术

防雷接地装置用于保障设备的可靠性，防止雷电的危害。中心机房是一个设备价值非常高的场所，一旦发生雷击事故，将会造成难以估量损失。用于机房的防雷接地装置的有关研究较多，检索到的相关专利如下。

专利CN114217136B公开了一种基于大数据的防雷接地电阻检测统计方法，该方法根据历史记录中所有检测点的接地电阻观测值，获得每个检测点的接地电阻观测值直方图，根据所述直方图获得每个接地电阻观测值的异常程度，然后再结合每个检测点的接地电阻观测值的时序变化，获得每个接地电阻观测值的增长程度，并通过不断地修正获得每个接地电阻观测值的最终增长程度，最终获得每个检测点的检测优先级和所有检测点的接地电阻检测方法。

专利CN113376439B公开了一种智能化防雷接地电阻在线监测系统，通过设置无人机监测模块能够借助无人机将接地电阻监测仪模块的测试线连接至接闪器，基于接地电阻监测仪模块完成变电站防雷装置接地电阻的测量，同时，进一步通过无人机监测模块对接闪器的图像信息进行采集，并将接地电阻测量数据和接闪器图像信息一通发送至在线分析模块，通过在线分析模块基于接地电阻测量数据和接闪器图像信息完成变电站防雷装置的在线监测工作。

上述现有专利中本质上是基于防雷接地装置中的元件和/或元件之间的连接关系出现异常时，电阻值改变，从而能够根据电阻值的变化以推断出防雷接地装置出现的故障情况。这种检测方式未具有预判性，不利于提高防雷接地装置检测结果的可信性。

可见，如何设计一款能够检测系统，便于对防雷接地装置作具有预判性的检测，以有利于提高检测结果的可信性，从而有利于确保机房的安全性，是亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于机房的防雷接地装置检测系统及方法，以便于对防雷接地装置作定期检测，从而有利于确保机房的安全性。

为了解决上述技术问题，本发明第一方面公开了一种用于机房的防雷接地装置检测系统，所述检测系统与防雷接地装置预留的检测连接端电连接，所述检测系统包括控制模块以及分别与所述控制模块电连接的信号发生模块、信号传输模块、信号分析模块以及检测结果输出模块，所述控制模块执行的控制步骤包括：

所述控制模块控制所述信号发生模块生成第一检测输出信号；

所述控制模块控制所述信号传输模块将所述第一检测输出信号传输至所述防雷接地装置；

所述控制模块控制所述信号传输模块接收所述防雷接地装置的第一反馈信号；

所述控制模块控制所述信号分析模块根据所述第一反馈信号，确定反馈信号波形图像；

所述控制模块根据所述反馈信号波形图像判定所述防雷接地装置是否通过检测，若是，则所述控制模块控制所述检测结果输出模块输出第一结果信息，若否，则所述控制模块控制所述检测结果输出模块输出第二结果信息。

可见，本发明第一方面公开的用于机房的防雷接地装置检测系统将第一检测输出信号传输至防雷接地装置，并接收该防雷接地装置的第一反馈信号，根据该第一反馈信号波形图像判定该防雷接地装置是否通过检测，即基于防雷接地装置对于从外部输入信号的进行处理后的反馈结果而评判其是否通过检测，本质上是检验该防雷接地装置的功能性。相比于传统方法中基于电阻值推断其是否出现故障的技术手段，本发明第一方面公开的用于机房的防雷接地装置检测系统将第一检测输出信号传输至防雷接地装置便于对防雷接地装置作具有预判性的检测，从而有利于提高检测结果的可信性，进而有利于确保机房的安全性。

作为一种可选的实施方式，本发明第一方面中，所述第一检测输出信号包括具有若干个浪涌波形的电信号，所述控制模块根据所述反馈信号波形图像判定所述防雷接地装置是否通过检测，具体包括：

所述控制模块基于深度神经网络对所述反馈信号波形图像执行目标检测的操作，确定所述反馈信号波形图像中的浪涌波形图像的位置和大小；

所述控制模块根据所述反馈信号波形图像中的浪涌波形图像的位置和大小，并基于信号隔离评价算法，确定所述反馈信号波形图像所示的第一反馈信号的信号隔离系数是否大于等于预先确定的信号隔离系数阈值，若是，则判定所述防雷接地装置通过检测，若否，则判定所述防雷接地装置未通过检测。

作为一种可选的实施方式，本发明第一方面中，所述信号隔离评价算法包括：

求取反馈信号波形图像中的浪涌波形图像的占比系数

：

表示第一反馈信号的图像大小，

表示第一反馈信号中的浪涌波形图像大小；

求取反馈信号波形图像中的浪涌波形图像的波动系数

：

式中，

为在所述浪涌波形图像中的取样点的个数，

表示取样点点的排序，

表示第

个取样点在浪涌波形图像中的纵坐标的值，

表示取样点在浪涌波形图像中的纵坐标的均值,

为取样点在浪涌波形图像的纵坐标的值而求得的标准差；

求取反馈信号波形图像的信号隔离系数

：

式中，

为浪涌波形图像的占比系数的权值，

为浪涌波形图像的波动系数的权值，

为信号隔离偏差系数。

作为一种可选的实施方式，本发明第一方面中，所述控制模块执行的控制步骤还包括：

所控制模块控制所述信号发生模块生成第二检测输出信号；

所述控制模块控制所述信号传输模块将所述第二检测输出信号传输至所述防雷接地装置，其中，所述第二检测输出信号用于激活所述防雷接地装置内部的传感器，使得所述传感器工作；

所述控制模块控制所述信号传输模块接收所述防雷接地装置的第二反馈信号；

所述控制模块控制所述信号分析模块根据所述第二反馈信号确定检测反馈结果；

所述控制模块控制所述检测结果输出模块输出与所述检测反馈结果匹配的第三结果信息。

作为一种可选的实施方式，本发明第一方面中，所述传感器包括与所述防雷接地装置的地网电连接的电流传感器以及电压传感器，

当所述电流传感器的检测电流大于等于预先确定的电流阈值时，和/或当所述电压传感器的检测电压大于等于预先确定的电压阈值时，所述防雷接地装置向所述检测系统输出表示所述防雷接地装置的地网接地不良的第二反馈信号。

作为一种可选的实施方式，本发明第一方面中，当所述控制模块控制所述信号分析模块根据所述第二反馈信号确定出的检测反馈结果表示所述防雷接地装置的地网接地不良时，所述控制模块控制所述检测结果输出模块输出告警信息。

本发明第二方面公开的一种用于机房的防雷接地装置检测方法，应用于本发明第一方面所描述的用于机房的防雷接地装置检测系统，所述检测方法包括：

可见，本发明第二方面公开的用于机房的防雷接地装置检测方法，该检测系统将第一检测输出信号传输至防雷接地装置，并接收该防雷接地装置的第一反馈信号，根据该第一反馈信号波形图像判定该防雷接地装置是否通过检测，即基于防雷接地装置对于从外部输入信号的进行处理后的反馈结果而评判其是否通过检测，本质上是检验该防雷接地装置的功能性。相比于传统方法中基于电阻值推断其是否出现故障的技术手段，本发明第二方面公开的用于机房的防雷接地装置检测方法将第一检测输出信号传输至防雷接地装置便于对防雷接地装置作具有预判性的检测，从而有利于提高检测结果的可信性，进而有利于确保机房的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中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是本发明实施例的一种用于机房的防雷接地装置检测系统的结构示意图。

图2是本发明实施例的控制模块执行的控制步骤的流程示意图。

图3是本发明实施例的第一检测输出信号的示意图。

图4是本发明实施例的第一反馈信号的示意图。

图5是本发明实施例的第二检测输出信号以及第二反馈信号的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、模块、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本发明第一方面公开了一种用于机房的防雷接地装置检测系统，检测系统与防雷接地装置预留的检测连接端电连接，如图1所示，检测系统包括控制模块以及分别与控制模块电连接的信号发生模块、信号传输模块、信号分析模块以及检测结果输出模块。

如图2所示，控制模块执行控制步骤包括：

S101、控制模块控制信号发生模块生成第一检测输出信号。

S102、控制模块控制信号传输模块将第一检测输出信号传输至防雷接地装置。

S103、控制模块控制信号传输模块接收防雷接地装置的第一反馈信号。

S104、控制模块控制信号分析模块根据第一反馈信号，确定反馈信号波形图像。

S105、控制模块根据反馈信号波形图像判定防雷接地装置是否通过检测，若是，则执行步骤S106a，若否，则执行步骤S106b。

S106a、控制模块控制检测结果输出模块输出第一结果信息。

S106b、控制模块控制检测结果输出模块输出第二结果信息。

可选的，第一检测输出信号包括具有若干个浪涌波形的电信号，具体地，第一检测输出信号的浪涌波形可以如图3所示，其中，电压如图所示在

时间内从平均电压

突变为

（且

和

差距较大），使得第一检测输出信号在

时间内出现一个浪涌波形。进一步的，

为

的十几倍甚至几十倍，

约为10ms，

约为500ms。

控制模块根据反馈信号波形图像判定防雷接地装置是否通过检测，具体包括：

S1051、控制模块基于深度神经网络对反馈信号波形图像执行目标检测的操作，确定反馈信号波形图像中的浪涌波形图像的位置和大小。

S1052、控制模块根据反馈信号波形图像中的浪涌波形图像的位置和大小，并基于信号隔离评价算法，确定反馈信号波形图像所示的第一反馈信号的信号隔离系数是否大于等于预先确定的信号隔离系数阈值，若是，则判定防雷接地装置通过检测，若否，则判定防雷接地装置未通过检测。

可选的，第一反馈信号的波形可以如图4所示，其中，在

时间内第一反馈信号从平均电压

突变为

再恢复到

。通过比对图3和图4，在相同的时间段

内，图4的最高电压

与平均电压

的差距相对较小，且图4中未出现如图3所示的波峰较高且尖锐的波形，证明图4所示的第一反馈信号能够表明该防雷接地装置能够抵御雷击造成的浪涌电压。

以上步骤可以通过信号隔离系数对反馈信号波形图像中的浪涌波形图像作量化评估，以评判该防雷接地装置抵抗浪涌的功能可靠性，从而确定该防雷接地装置是否通过检测。

进一步可选的，该深度神经网络的网络结构可以参考YOLO或者Fast R-CNN的网络结构，并基于反馈信号波形图像构建的图像集对深度神经网络作训练，确定适用与本发明实施例的权值函数，使得在执行步骤S1051中的目标检测的操作具有高效性，能够准确、快速地确定反馈信号波形图像中的浪涌波形图像的位置和大小。又进一步可选的，该浪涌波形图像的位置可以通过位于该浪涌波形图像对称中心的像素点来表示，该浪涌波形图像的大小可以通过该浪涌波形图像的最长的对角线所在的两个像素点来表示。

进一步可选的，步骤S1052中，信号隔离评价算法可以根据反馈信号波形图像量化评估该防雷接地装置抵抗浪涌的功能可靠性，该信号隔离评价算法包括：

（1）求取反馈信号波形图像中的浪涌波形图像的占比系数

：

表示第一反馈信号的图像大小，

表示第一反馈信号中的浪涌波形图像大小。

（2）求取反馈信号波形图像中的浪涌波形图像的波动系数

：

式中，

为在浪涌波形图像中的取样点的个数，

表示取样点点的排序，

表示第

个取样点在浪涌波形图像中的纵坐标的值，

表示取样点在浪涌波形图像中的纵坐标的均值,

为取样点在浪涌波形图像的纵坐标的值而求得的标准差。

（3）求取反馈信号波形图像的信号隔离系数

：

式中，

为浪涌波形图像的占比系数的权值，

为浪涌波形图像的波动系数的权值，

为信号隔离偏差系数。其中，

、

,

，具体取值可以根据应用场景中的多次重复试验而确定。

可选的，防雷接地装置内部可以设置有传感器，当该传感器工作时，可以得出防雷接地装置的检测参数。在该应用场景中，控制模块执行控制步骤还包括：

S201、所控制模块控制信号发生模块生成第二检测输出信号。

S202、控制模块控制信号传输模块将第二检测输出信号传输至防雷接地装置。

其中，第二检测输出信号用于激活防雷接地装置内部的传感器，使得传感器工作。

S203、控制模块控制信号传输模块接收防雷接地装置的第二反馈信号。

S204、控制模块控制信号分析模块根据第二反馈信号确定检测反馈结果。

S205、控制模块控制检测结果输出模块输出与检测反馈结果匹配的第三结果信息。

具体地，第二检测输出信号和第二反馈信号可以如图5所示的PWM信号。对于第二检测输出信号而言，可以通过调整第二检测输出信号的占空比以控制防雷接地装置中的传感器的开/关频率，以及可以通过调整第二检测输出信号的高/低电平出现的时序以控制传感器的状态（如，使能状态或者禁用状态）；对于第二反馈信号而言，可以通过不同占空比和/或不同的高/低电平出现的时序以表示不同的检测反馈结果（如，不同传感器的检测结果，或者同一类型传感器的不同检测结果）。

进一步可选的，该传感器可以包括与防雷接地装置的地网电连接的电流传感器以及电压传感器。当电流传感器的检测电流大于等于预先确定的电流阈值时，和/或当电压传感器的检测电压大于等于预先确定的电压阈值时，防雷接地装置向检测系统输出表示防雷接地装置的地网接地不良的第二反馈信号。

又进一步可选的，当控制模块控制信号分析模块根据第二反馈信号确定出的检测反馈结果表示防雷接地装置的地网接地不良时，控制模块控制检测结果输出模块输出告警信息。

本发明第二方面公开的一种用于机房的防雷接地装置检测方法，应用于本发明第一方面所描述的用于机房的防雷接地装置检测系统，检测方法包括：

控制模块控制信号发生模块生成第一检测输出信号；

控制模块控制信号传输模块将第一检测输出信号传输至防雷接地装置；

控制模块控制信号传输模块接收防雷接地装置的第一反馈信号；

控制模块控制信号分析模块根据第一反馈信号，确定反馈信号波形图像；

控制模块根据反馈信号波形图像判定防雷接地装置是否通过检测，若是，则控制模块控制检测结果输出模块输出第一结果信息，若否，则控制模块控制检测结果输出模块输出第二结果信息。

以上所描述的模块实施例仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：本发明实施例公开的一种用于机房的防雷接地装置检测系统及方法所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述的实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明的实施例技术方案的精神和范围。