CN116819165A - 一种雷电防护在线监测系统 - Google Patents

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CN116819165A CN202310857053.4A CN202310857053A CN116819165A CN 116819165 A CN116819165 A CN 116819165A CN 202310857053 A CN202310857053 A CN 202310857053A CN 116819165 A CN116819165 A CN 116819165A
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项文波
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Jiangsu Keyuan Technology Co ltd
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Jiangsu Keyuan Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种雷电防护在线监测系统,包括管理监测平台、云端服务、浏览终端、智能监测采集仪和接地电阻监测采集仪,能监测采集仪和接地电阻监测采集仪均连接于管理监测平台,浏览终端通过云端服务连接于管理监测平台。本发明的有益效果是:本发明雷电流传感器测量通过接地铜排的雷击电流峰值,当电力系统遭受到雷击时,防雷环境综合采集器立即计算出雷击峰值大小并记录雷击时间、雷击次数和雷电流峰值等信息,供管理人员查阅分析,实时监测SPD的劣化值,实时预警,独立的接地解决方案,做到每分钟测试并实时提交数据,确保全天候监测,避免灾害事故;数据智能分析,找到问题根源。

Description

一种雷电防护在线监测系统
技术领域
本发明涉及雷电防护技术领域,具体为一种雷电防护在线监测系统。
背景技术
现有技术中军事、港口、电力、航空、林业等行业和部门都迫切需要专业仪器来监测雷电发生、发展趋势以及消失过程,以便在雷暴来临之前向可能受灾的地区提前发出雷电告警。
电子信息系统对雷电防护技术提出了更高更新的要求和挑战。在防雷技术相对滞后于电子信息技术发展的今天,在电子信息系统的雷电防护设计中,应结合建筑物的点及电子信息设备的特点,遵循雷电自然规律,运用电磁兼容的原理,全面系统地考虑电子信息系统的防雷设计,并要综合运用传统和现代防雷技术。
虽然目前人类尚未掌握阻止雷电发生和雷闪击向大地的方法,但可以通过有效的实时在线监控手段,掌握雷电及雷击规律,从而防止或减轻雷电带来的灾害,提高人类防御雷电灾害的综合能力。
当雷击事件发生,设备发生损坏,但不知真正的损坏原因,多数情况下,只能靠更换设备解决问题。由于根本性问题没有得到解决,下一次遭受雷击又可能重复上次过程,造成连续性直接或间接经济损失。因不能对防雷设备做到全面在线监控,所以在雷击发生后很难通过科学的技术手段判断防雷环境设备是否发挥良好的作用,无法及时监测到防雷设备是否损坏及性能劣化。
雷电防护在线监测是雷电防护中非常重要的一环,在雷电的研究、监测及防护领域中处于极其核心的地位。
系统能大范围、准确地提供雷电放电参数,供技术人员和专家进一步研究雷电放电特性和更细微的物理过程提供科学依据。对低压电气设备、通信及计算机信息系统等电子设备而言,通过雷电环境智能监测,可以随时掌握是否处于安全的雷电防护范围内,系统是否存在防雷隐患等。
很多移动通信基站、机房、电力无人值守站、变电站等用电场所,环境复杂,用电接入方式众多,接地电阻值偏高,均压、防静电、等电位连接、屏蔽等防护措施不完善,电网电压波动或雷电会对用电设备造成干扰,因此,需要对设备防雷的合理性提出评估要求,也需要通过现场的在线监测数据来帮助分析。
防雷系统信息化设计越来越被系统设计人员所重视,防雷技术的应用已成为各用电设备,尤其是油罐等设备可靠安全运行的一个重要因素,因此防雷系统逐渐演化的越来越精密,并产生了专门的雷电防护在线监测系统,雷电防护在线监测系统由雷电流监测、SPD监测、接地电阻监测、电力系统供电环境监测、监测平台组成。
储油罐多数设施在露天环境,容易遭受雷击,引起雷击火灾,可导致严重人员伤亡和经济损失,随着我国石油战略储备实施和储罐大型化的发展趋势,加强储罐预防雷击、具有重要意义。预防雷击通常需要使用雷击电流检测装置,用来检测防雷接地是否能够正常运行。
雷击电流监测装置,通常包括有控制芯片、输入接口和控制面板,雷击电流检测装置外接220V电源供电,通过输入接口连接储油罐外壳和储油罐接地极,电流通过芯片时可实时检测通路中的电流大小,电流数据实时显示在控制面板上,方便操作人员观察记录油罐接地极电流变化,从而实现对接地极电阻值变化的检测,当电流值超出限定值时,电流检测装置可发出警报,提醒操作人员检修油罐的防雷接地极,确保防雷接地能够正常运行。
如中国专利公开了一种雷电防护在线监测系统(公开号:CN208506118U),包括:探测器,探测雷击信号并将信号以无线通信方式传输到电压在线监测装置;过电压在线监测装置,用于通过预设的雷电过电压模型,判别出所述雷击信号为雷电过电压信号时,发送信号至雷电数据收集模块;雷电数据收集模块,接收、预处理并向数据处理模块、系统控制模块输出所述信号;数据处理模块、系统控制模块,接收、处理并向雷电防护装置输出控制信号;本系统可大大减少受到雷电损害的可能性,起到了很好的防护作用。
一种智能雷电防护在线监测预警系统(公开号:CN204495921U),包括以下几大部分组成:数据采集单元、分析扩展单元,在线监控预警单元,数据采集单元采集相关数据,并通过RS485总线或无线实时输出预警信息或报警信息至分析扩展单元,分析扩展单元主要起拓展及现场监测作用,并将信号上传至在线监控预警单元,在线监控预警单元通过新技术的应用可采集多种现场信息,包含雷电波形还原等新技术,并能接收来自分析扩展单元上传来的信号,兼容直击雷预警系统,能现场实时监控、预警,并能存储、查询历史信息,可将报警信息发送至绑定的人员手机,并能将信息实时上传至分部服务器,分部服务器能提供远程监控并能将信息发送至技术相关负责人,并且通过互联网可将信息传输至总部服务器,总部服务器可选择绑定手机,用户通过移动终端根据权限可实时查询分部服务器或总部服务器上的信息。
现有雷击电流监测装置在使用的过程中,检测的电流数据变化需要操作人员在现场实地进行操作,从而获取控制芯片监测的油罐和接地极电流变化情况,从而难以及时的反应电流变化,从而不能及时反应接地极的变化情况,从而增加了接地极使用的安全隐患。
因此,针对上述问题有必要提出一种雷电防护在线监测系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种雷电防护在线监测系统,以解决上述的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种雷电防护在线监测系统,包括管理监测平台、云端服务、浏览终端、智能监测采集仪和接地电阻监测采集仪,所述能监测采集仪和接地电阻监测采集仪均连接于所述管理监测平台,所述浏览终端通过云端服务连接于所述管理监测平台。
优选地,所述管理监测平台对雷电进行分析判断,筛选并实时报警,提供多种解决方案。
优选地,所述云端服务包括应用服务和数据库。
优选地,所述浏览终端包括手机、计算机终端和平板。
优选地,所述智能监测采集仪包括采集控制电路板、雷电流传感器、漏流传感器、电流传感器和温度传感器,所述雷电流传感器、漏流传感器、电流传感器和温度传感器均连接于所述采集控制电路板。
优选地,所述接地电阻监测采集仪包括壳体、电阻传感器和网络传输模块,所述电阻传感器和网络传输模块均置于壳体内,所述网络传输模块包括无线传输和有线传输。
优选地,所述无线传输采用蓝牙、GSM/GPRS网络、WiFi和5G网络。
优选地,所述有线传输采用RS232和RS485通讯协议传输数据。
优选地,所述管理监测平台连接有电涌保护器。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明雷电流传感器测量通过接地铜排的雷击电流峰值,当电力系统遭受到雷击时,防雷环境综合采集器立即计算出雷击峰值大小并记录雷击时间、雷击次数和雷电流峰值等信息,供管理人员查阅分析,实时监测SPD的劣化值,实时预警,独立的接地解决方案,做到每分钟测试并实时提交数据,确保全天候监测,避免灾害事故;数据智能分析,找到问题根源。
附图说明
图1为本发明的雷电防护在线监测系统示意图;
图2为本发明的智能监测采集仪示意图;
图3至图5为本发明的输电系统杆塔接地示意图;
图6为本发明的建筑物接地结构示意图。
图中附图标记:1、管理监测平台;2、云端服务;3、浏览终端;4、智能监测采集仪;5、接地电阻监测采集仪;6、应用服务;7、数据库;8、手机;9、计算机终端;10、平板;11、采集控制电路板;12、雷电流传感器;13、漏流传感器;14、电流传感器;15、温度传感器。
实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
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。
如图1-6所示,一种雷电防护在线监测系统,包括管理监测平台1、云端服务2、浏览终端3、智能监测采集仪4和接地电阻监测采集仪5,所述能监测采集仪4和接地电阻监测采集仪5均连接于所述管理监测平台1,所述浏览终端3通过云端服务2连接于所述管理监测平台1。
进一步的,所述管理监测平台1对雷电进行分析判断,筛选并实时报警,提供多种解决方案。
进一步的,所述云端服务2包括应用服务6和数据库7。
进一步的,所述浏览终端3包括手机8、计算机终端9和平板10。
进一步的,所述智能监测采集仪4包括采集控制电路板11、雷电流传感器12、漏流传感器13、电流传感器14和温度传感器15,所述雷电流传感器12、漏流传感器13、电流传感器14和温度传感器15均连接于所述采集控制电路板11。
进一步的,所述接地电阻监测采集仪5包括壳体、电阻传感器和网络传输模块,所述电阻传感器和网络传输模块均置于壳体内,所述网络传输模块包括无线传输和有线传输。
进一步的,所述无线传输采用蓝牙、GSM/GPRS网络、WiFi和5G网络。
进一步的,所述有线传输采用RS232和RS485通讯协议传输数据。
进一步的,所述管理监测平台连接有电涌保护器。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明雷电流传感器测量通过接地铜排的雷击电流峰值,当电力系统遭受到雷击时,防雷环境综合采集器立即计算出雷击峰值大小并记录雷击时间、雷击次数和雷电流峰值等信息,供管理人员查阅分析,实时监测SPD的劣化值,实时预警,独立的接地解决方案,做到每分钟测试并实时提交数据,确保全天候监测,避免灾害事故;数据智能分析,找到问题根源。
工作原理:
工作时智能采集仪的雷电流传感器、漏流传感器、电流传感器和温度传感器分别感应的雷电流信号、漏电信号、电流信号和温度信号反馈至管理监测平台,接地电阻监测采集仪将接地电阻信号反馈至管理监测平台,管理监测平台将数据反馈至云端服务,云端服务具有应用服务和数据库,浏览终端可APP登陆无线连接至云端服务,手机、计算机终端和平板均可访问云端服务读取得到雷电防护监测信息。
SPD(全自动化)芯片劣化程度监测、劣化预警及报警功能:
可同时测量L1、L2、L3、N四线SPD内部压敏电阻芯片的劣化程度值,当某相测量值超过设定的预警值时蜂鸣器开始鸣叫,提示芯片劣化故障;当测量值超过设定的劣化报警值时,将闭合故障输出触点,控制接触器断开,使劣化或者损坏的SPD离线,同时记录故障原因,并可上传到后台监控设备,避免安全隐患。
雷击峰值与雷击次数的记录与查询:
本发明通过雷电流传感器测量通过接地铜排的雷击电流峰值,当电力系统遭受到雷击时,防雷环境综合采集器立即计算出雷击峰值大小并记录雷击时间、雷击次数和雷电流峰值等信息,供管理人员查阅分析。
电网运行状态实时监测:实时监测电力系统额定工作电压、工作电流的大小,当出现任何一相掉电则立即置为 “掉电”状态以便供监控主机查询,这给调试、维护带来极大方便。
SPD离线状态提示:当四线中的任一线SPD因雷击或其他原因离线,则立即置为“离线”状态以便主机查询显示。
SPD漏电流监测:防雷环境综合检测仪可外接漏电流传感器对SPD漏电流进行监测,当漏电流超过规定值时监控软件会给出报警提示,提醒维修人员及时处理。
防雷环境的温湿度显示:可实时显示环境温度和湿度,这对判断SPD是否正常具有重要参考意义,相同的漏电流在不同的温湿度环境下,SPD劣化程度是不一样的,本系统通过对环境温湿度的检测和科学的特殊算法,大大提高了SPD劣化程度的预估精度。
两路输入接口:防雷环境综合检测仪含有两路输入接口(干节点),可用于监测外部节点状态,或配置为控制按钮、复位按钮等功能。
实时时钟:本机自带时钟芯片,并配有后备电池,因此即使在没有电的情况下,时钟仍旧正常走时;在出现故障时不仅可记录故障原因还可记录故障发生的时刻。
可通过上位机对任何一台采集器实现一键日历时钟校准,故障报警、记录与查询功能,当出现超温、掉电、热脱扣和传感器异常时,采集器将立即保存故障信息,此信息可由上位机通过总线查询。
远程合闸与脱扣控制功能:可通过上位机对每台采集器远程合闸和脱扣操作,大大减少人工现场操作的工作量。
接地电阻监测采集仪含一个RS485接口电路,电路采用高速光耦隔离,可靠性非常高;根据系统配置不同可选择32点、64点、128点、256点的最大总线容量,传输距离最大可达1KM,满足大多数车间级组网的要求,如果配光端机传输距离可达10KM以上。另外通过增加更高速的中继器使系统容量大大提高。
接地电阻监测采集仪采用标准的MODBUS-RTU协议,接地电阻监测采集仪作为一个从机节点,可方便地接入PLC、PC等主机控制的监控系统中而不需要额外的协议转换。
接地电阻监测采集仪可将雷击计数值、SPD劣化值、输入输出接口状态、用户参数值等上传到主机,从而实现远程监控功能,大大节约系统维护成本。
输电系统杆塔接地,如图3至图5所示,通过架空地线连接,组成多点接地系统,检测方便,其中:R1为预测的接地电阻,R0为所有其它杆塔的接地电阻并联后的等效电阻,即R0=R2∥R3∥R4∥„∥Rn,若n越大(接地点越多),R0值越接近于0,远远小于R1,从工程角度可以视R0=0,这样,检测仪所得的数据就应该是R1的值;可以对每个杆塔都安装检测仪,同时测试各杆塔的接地电阻值。
矿井下变电接地,主接地极R、R1~R3„Rn在地下是独立的接地体,没有连接在一起,为多点接地系统,检测非常方便。检测仪安装于主接地极上,其检测仪读数Rr=R+R1∥R2∥R3∥„∥Rn。若局部接地点越多,R1∥R2∥R3∥„∥Rn≈0,则Rr=R。
通过上述原理可知检测仪能准确对矿井下接地电阻进行在线监测,快速、安全。
机房、发射塔接地在野外一般是独立的,将两者连接起来,构成二点回路,再安装检测仪,也可另做2个辅助接地极,用三点法监测。
如图6所示,若R1~R6„Rn在地下是独立的接地体,没有连接在一起,构成多点接地系统,检测能非常方便检测接地电阻值。若R1~R6„Rn在地下是连接在一起的,则为单点接地系统,测试接地电阻按单点接地系统进行检测,直接安装即检测金属回路电阻,可以判断接地状况的好坏。
对于大型的建筑地网,监测其接地状态——接地引下线与地网间的等电位值就可以了,因为这类大型地网,若接地出问题只会是接地引下线与地网间的连接处,所以监测判断等电位值是否合格即可。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种雷电防护在线监测系统,其特征在于:包括管理监测平台(1)、云端服务(2)、浏览终端(3)、智能监测采集仪(4)和接地电阻监测采集仪(5),所述能监测采集仪(4)和接地电阻监测采集仪(5)均连接于所述管理监测平台(1),所述浏览终端(3)通过云端服务(2)连接于所述管理监测平台(1)。
2.如权利要求1所述的一种雷电防护在线监测系统,其特征在于:所述管理监测平台(1)对雷电进行分析判断,筛选并实时报警,提供多种解决方案。
3.如权利要求1所述的一种雷电防护在线监测系统,其特征在于:所述云端服务(2)包括应用服务(6)和数据库(7)。
4.如权利要求1所述的一种雷电防护在线监测系统,其特征在于:所述浏览终端(3)包括手机(8)、计算机终端(9)和平板(10)。
5.如权利要求1所述的一种雷电防护在线监测系统,其特征在于:所述智能监测采集仪(4)包括采集控制电路板(11)、雷电流传感器(12)、漏流传感器(13)、电流传感器(14)和温度传感器(15),所述雷电流传感器(12)、漏流传感器(13)、电流传感器(14)和温度传感器(15)均连接于所述采集控制电路板(11)。
6.如权利要求1所述的一种雷电防护在线监测系统,其特征在于:所述接地电阻监测采集仪(5)包括壳体、电阻传感器和网络传输模块,所述电阻传感器和网络传输模块均置于壳体内,所述网络传输模块包括无线传输和有线传输。
7.如权利要求6所述的一种雷电防护在线监测系统,其特征在于:所述无线传输采用蓝牙、GSM/GPRS网络、WiFi和5G网络。
8.如权利要求6所述的一种雷电防护在线监测系统,其特征在于:所述有线传输采用RS232和RS485通讯协议传输数据。
9.如权利要求1所述的一种雷电防护在线监测系统,其特征在于:所述管理监测平台(1)连接有电涌保护器。
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CN117406137A (zh) * 2023-12-12 2024-01-16 国网辽宁省电力有限公司抚顺供电公司 一种输电线路雷电泄电流监测方法及系统

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