CN203037764U - 移动式防雷综合检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种移动式防雷综合检测系统，包括移动底盘、上位机、防雷器综合测试仪、接地电阻测试仪、等电位测试仪、打印机、显示屏以及现场环境采集器，所述上位机与防雷器综合测试仪、接地电阻测试仪、等电位测试仪、打印机及现场环境采集器之间通过接口通信单元相连并进行数据传送，所述上位机通过接口通信单元对上述其余部件进行控制管理。本实用新型具有结构简单、操作简便、功能集成度高、适用范围广等优点。

Description

移动式防雷综合检测系统

技术领域

本实用新型主要涉及到防雷安全设备领域，特指一种移动式防雷综合检测系统。

背景技术

“防雷检测”是防雷技术服务工作中的一项最基本内容，确定一个建筑物防雷装置是否合格，很大程度上取决于所用检测方法的正确性和检测数据的可靠性，及其检测设备的可靠性。

随着社会对防雷安全装置检测科学、准确、可靠、延续性等要求的不断提高，防雷检测需要从硬件及软件，数据检测、存储、查询、分析等各方面不断进行改进。目前为止，国内外还未见有涉及防雷工程现场综合测试、记录、保存、打印及测试数据与备案数据综合统一管理的设备。

在防雷技术不断完善的同时，现有的检测仪器设备大大滞后于检测实际能力，其均还在采用传统的检测方式，检测设备单一、检测数据不准确、检测设备也没有专设的存放处，在运输途中容易发生碰撞，散落，极易损坏；同时，不同地区使用的同类检测设备来自不同的厂家，在检测过程中存在不同型号设备同时使用，检测出来的数据存在着差异，体现不出专业部门的权威性。现有检测仪器设备的检测作业受环境的影响比较大，在不同气候天气和地理条件下，仪器也容易产生误差。现有检测仪器的检测数据靠人工记录，出错率比较高；检测结果必须回办公室处理，不能及时提供服务，工作效率不高；且现场记录为纸质记录，档案资料容易损坏和丢失。

在实际操作过程中，现有检测仪器不能及时更新，造成检测数据的不准确性；在接地电阻的测量中，地电干扰、仪器接触不良、检测线的自感和互感等各种因素存在，可能导致测量误差，这就要求检测设备必须考虑克服这些问题；等电位测试中，由于新的规范进行了调整，要求检测人员必须更新检测报告；SPD检测中，只针对SPD的型号、SPD有无翻牌、SPD等电位连接线的大小、对接地电阻进行了检测，而对SPD的冲击电压、漏电流、压敏电压等参数没有检测；总之，目前的检测水平已不能满足发展要求了。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单、操作简便、功能集成度高、适用范围广的移动式防雷综合检测系统，并能满足重大雷击事故等的现场应急服务和决策服务。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种移动式防雷综合检测系统，包括移动底盘、上位机、防雷器综合测试仪、接地电阻测试仪、等电位测试仪、打印机、显示屏以及现场环境采集器，所述上位机与现场环境采集器、防雷器综合测试仪、接地电阻测试仪、等电位测试仪及打印机之间通过接口通信单元相连并进行数据传送，所述上位机通过接口通信单元对上述其余部件进行控制管理。

作为本实用新型的进一步改进：

所述上位机通过3G通信网络或应急服务系统与雷电监测预警平台的进行数据交互，并将数据图像在显示屏上显示。

所述接地电阻测试仪包括供电电源、恒流源、高精度同频锁相电压表以及数据处理与通信单元，所述恒流源用来对被测接地装置输出工频测试电流，所述同频锁相电压表与被测接地装置相连接收由测试电流引起的地电压，所述数据处理与通信单元对接收来自恒流源的电流值和电压表测量的电压值进行模数转换再根据欧姆定理计算得到被测的接地电阻。

所述防雷器综合测试仪为SPD综合测试仪，它包括主控MCU、输入按键、通信接口、高压输出检测接口、液晶显示屏、锁相环恒流电路、PWM恒压电路、AD采样保持处理电路以及热敏打印机，所述锁相环恒流电路采用锁相环硬件高频开关前级闭环控制电路与后级软件PID控制模块双闭环控制，所述PWM恒压电路由低压高速PWM控制高频高压发生电路与滤波电路产生，恒压工作电压可根据被测对象待测电压范围进行PID运算处理自动控制调节；所述主控MCU接收AD采样保持处理电路的处理信号，所述AD采样保持处理电路对分别来自锁相环恒流电路的电流值和恒压模块的电压值进行模数转换。

所述上位机、防雷器综合测试仪、接地电阻测试仪、等电位测试仪以及打印机通过机柜安装于移动底盘上。

所述上位机采用PC机或笔记本电脑。

所述接口通信单元为USB Hub。

所述显示屏为LED液晶显示器。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的移动式防雷综合检测系统，结构简单、操作简便、功能集成度高、适用范围广，提高了防雷检测数据的准确性；它可以将防雷常规检测项目、现场及周边区域的基本情况、现场温度、湿度、气压、大气电场、云图等要素进行现场数据采集，并快速分析得出结论，实现了多功能一体化。现场检测数据自动生成到记录表中，检测结果可在计算机上直接显示，检测服务产品能现场打印，生成现场检测报告。利用集成的雷电监测预警应急系统，能在雷击事故现场接收到实时的雷电监测预警信息，并在显示屏上显示，可以在事故现场作为移动应急指挥中心，为政府应急部门现场调度提供依据。本实用新型将显著提高气象部门防雷服务的科技含量，提升防雷服务水平，适用于防雷检测、雷灾调查鉴定、雷击风险评估现场勘察和重大雷击事故现场应急服务等等领域。

附图说明

图1是本实用新型的俯视结构原理示意图。

图2是本实用新型的局部结构原理示意图。

图3是本实用新型中机柜的布局示意图。

图4是本实用新型中各检测部件的框架结构原理示意图。

图5是具体实施例中接地电阻测试仪的框架原理示意图。

图6是具体实施例中接地电阻测试仪的执行流程示意图。

图7是具体实施例中防雷器综合测试仪的框架原理示意图。

图8是防雷综合检测系统软件对检测数据进行处理的示意图。

图例说明：

1、移动底盘；2、上位机；3、防雷器综合测试仪；301、主控MCU；302、输入按键；303、通信接口； 305、液晶显示屏；306、锁相环恒流电路；307、PWM恒压电路；308、AD采样保持处理电路；309、热敏打印机；310、高压检测仓；4、接地电阻测试仪；401、供电电源；402、恒流源；403、同频锁相电压表；404、数据处理与通信单元；405、被测接地装置；5、等电位测试仪；6、打印机；7、接口通信单元；8、机柜；9、显示屏；10、现场环境采集器。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型的移动式防雷综合检测系统，包括移动底盘1、上位机2、防雷器综合测试仪3、接地电阻测试仪4、等电位测试仪5、打印机6、显示屏9以及现场环境采集器10，显示屏9和现场环境采集器10均可以根据需要设置一个或多个，上位机2、防雷器综合测试仪3、接地电阻测试仪4、等电位测试仪5以及打印机6通过机柜8安装于移动底盘1上，供检测人员使用。上位机2可通过3G通信网络或应急服务系统与雷电监测预警平台的进行数据交互，实现远程视音频通信；同时可将现场采集的数据与雷电监测预警平台的现场雷电监测预警信息进行实时数据交换，系统接收到的雷电监测预警信息可直接在相应的显示屏9上显示，并将数据图像在显示屏9上显示。上位机2可以根据实际需要采用PC机或笔记本电脑，上位机2与现场环境采集器10、防雷器综合测试仪3、接地电阻测试仪4、等电位测试仪5及打印机6之间通过接口通信单元7相连并进行数据传送，接口通信单元7可以采用USB Hub。上位机2上安装有防雷综合检测系统软件以对上述所有部件进行管理，上位机2搭载在移动底盘1上，移动底盘1可以根据实际需要采用各种型号的车辆以作为移动综合检测车。这样，通过上述部件组合而成的系统即可随着移动综合检测车便捷地进行现场检测、记录、保存及打印检测记录表，对防雷常规检测项目、现场及周边区域的基本情况、现场温度、湿度、气压等要素进行现场数据采集，利用上位机2快速分析得出结论，实现了整体综合检测系统的多功能一体化。

本实例中，上位机2上的防雷综合检测系统软件主要是针对防雷测试、电阻测试等仪器的实测数据，实现上位机2对仪器的控制，并完成相应数据处理的开发。针对检测过程中会产生多种实时检测数据，其具备良好的人机交互功能、数据处理功能、不同格式产品的存储、显示与服务功能，并减少人工手动操作步骤，实现了检测结果在计算机上直接显示，检测结论自动生成等功能，以提高工作效率；并根据不同用户服务需求输出相应格式的业务服务产品，实现检测效果在移动车内直接显示，检测结论自动生成，检测数据永久保存，其具体执行流程如图8所示。本实用新型的系统进一步具备防雷检测相关标准的条目查询功能，能实现关键字的分类查询与显示。

接地电阻测试仪4是电气设备安全和防雷接地工程检查验收的仪器，广泛应用于电力、铁路、气象、电信、化工等领域。地网接地电阻测试通常使用有源交流信号测试，向被测接地装置施加测试电压或者电流，测量相应的电流或者电压，再利用欧姆定律，计算得到被测装置的接地电阻。本实施例中，接地电阻测试仪4采用同频锁相测试法的技术测试接地电阻，相对于大电流测试法和异频测试法，该测试方法能自动跟随并消除地干扰信号，测量信号经抗干扰处理可大幅衰减干扰信号，从原理上大大提高了抗干扰能力，特别是抗波形畸变和动态干扰的能力，无论干扰信号是高频、低频、甚至工频（50Hz），都能被有效滤除。此方法的测量信号为50Hz，可直接测量工频接地电阻，而不需要折算；也可消除地下管道、引线自感、互感引起的测量误差。该接地电阻测试仪4可以用来测量大型地网的工频接地电阻，同样也可用于测量小地网的接地电阻，如图5所示，它主要由四部分组成：供电电源401、恒流源402、高精度同频锁相电压表403以及数据处理与通信单元404，恒流源402用来对被测接地装置405输出工频测试电流，高精度的同频锁相电压表403与被测接地装置405相连接收由测试电流引起的地电压。本实施例中，恒流源402采用AC/DC方式，输出最大为2A的工频测试电流。为了测试安全，恒流源402的供电电源采用隔离供电，恒流源402采用智能控制，根据电流极接线电阻的大小自动调整输出电流，同时把输出电流值输送给数据处理与通信单元404。为了减小电压极辅助接地电阻带来的误差，同频锁相电压表403的输入阻抗大于500kΩ，能自动跟踪并消除干扰信号，准确测得由测试电流引起的地电压。数据处理与通信单元404对接收来自恒流源402的电流值和电压表测量的电压值进行模数转换，再根据欧姆定理计算得到被测的接地电阻，并显示在240×128点阵液晶屏上。测试仪可以通过面板上的功能按键进行操作，也可通过USB通信由上位机2进行操作，整个具体流程可参见图6所示。

防雷器综合测试仪3是防雷器元器件检测、防雷器模块成品生产、电气设备安全和防雷工程检查验收的常用仪器，它包括限压型和开关型两类，但其种类繁多，型号规格也是各式各样。例如，按适用测试范围可分为：压敏电阻测试仪、放电管测试仪、压敏电阻与放电管组合测试仪；按测试功能实现电路框架构成可分为：纯模拟电路测试仪、模拟电路与嵌入式智能控制单元数字电路组合测试仪。如图7所示，本实施例中，防雷器综合测试仪3采用的SPD综合测试仪，该防雷器综合测试仪3包括主控8位嵌入式主控MCU301、输入按键302、通信接口303（如：USB通信接口）、高压输出检测接口、液晶显示屏305、锁相环恒流电路306、PWM恒压电路307、AD采样保持处理电路308以及热敏打印机309， 其中锁相环恒流电路306采用锁相环硬件300k Hz高频开关前级闭环控制电路与后级软件PID控制模块双闭环控制，以达到恒流控制稳定性、鲁棒性和快速响应的高综合性能。PWM恒压电路307由低压高速PWM控制高频高压发生电路与滤波电路产生，恒压工作电压可根据被测对象待测电压范围由软件进行PID运算处理自动控制调节。主控MCU301接收AD采样保持处理电路308的处理信号，AD采样保持处理电路308对分别来自锁相环恒流电路306的电流值和恒压模块的电压值进行模数转换，可处理计算出MOV防雷器的压敏电压值和漏电流值，并可根据欧姆定理计算得到被测对象的绝缘电阻值显示在液晶显示屏305（如：320×240点阵彩色液晶屏）上，或将测试结果经热敏打印机309打印。防雷器综合测试仪3可以通过面板上的输入按键302进行操作设置相应功能，也可通过通信接口303与上位机2进行通信，利用相应的上位机软件进行操作。防雷器综合测试仪3可以一次性对高压检测仓310内的几个芯片进行安全测试。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种移动式防雷综合检测系统，其特征在于：包括移动底盘（1）、上位机（2）、防雷器综合测试仪（3）、接地电阻测试仪（4）、等电位测试仪（5）、打印机（6）、显示屏（9）以及现场环境采集器（10），所述上位机（2）与现场环境采集器（10）、防雷器综合测试仪（3）、接地电阻测试仪（4）、等电位测试仪（5）及打印机（6）之间通过接口通信单元（7）相连并进行数据传送，所述上位机（2）通过接口通信单元（7）对上述其余部件进行控制管理。

2.根据权利要求1所述的移动式防雷综合检测系统，其特征在于：所述上位机（2）通过3G通信网络或应急服务系统与雷电监测预警平台的进行数据交互，并将数据图像在显示屏（9）上显示。

3.根据权利要求1所述的移动式防雷综合检测系统，其特征在于：所述接地电阻测试仪（4）包括供电电源（401）、恒流源（402）、高精度同频锁相电压表（403）以及数据处理与通信单元（404），所述恒流源（402）用来对被测接地装置（405）输出工频测试电流，所述同频锁相电压表（403）与被测接地装置（405）相连接收由测试电流引起的地电压，所述数据处理与通信单元（404）对接收来自恒流源（402）的电流值和电压表测量的电压值进行模数转换再根据欧姆定理计算得到被测的接地电阻。

4.根据权利要求2所述的移动式防雷综合检测系统，其特征在于：所述防雷器综合测试仪（3）为SPD综合测试仪，它包括主控MCU（301）、输入按键（302）、通信接口（303）、高压输出检测接口、液晶显示屏（305）、锁相环恒流电路（306）、PWM恒压电路（307）、AD采样保持处理电路（308）以及热敏打印机（309），所述锁相环恒流电路（306）采用锁相环硬件高频开关前级闭环控制电路与后级软件PID控制模块双闭环控制，所述PWM恒压电路（307）由低压高速PWM控制高频高压发生电路与滤波电路产生，恒压工作电压可根据被测对象待测电压范围进行PID运算处理自动控制调节；所述主控MCU（301）接收AD采样保持处理电路（308）的处理信号，所述AD采样保持处理电路（308）对分别来自锁相环恒流电路（306）的电流值和恒压模块的电压值进行模数转换。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的移动式防雷综合检测系统，其特征在于：所述上位机（2）、防雷器综合测试仪（3）、接地电阻测试仪（4）、等电位测试仪（5）以及打印机（6）通过机柜（8）安装于移动底盘（1）上。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的移动式防雷综合检测系统，其特征在于：所述上位机（2）采用PC机或笔记本电脑。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的移动式防雷综合检测系统，其特征在于：所述接口通信单元（7）为USB Hub。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的移动式防雷综合检测系统，其特征在于：所述显示屏（9）为LED液晶显示器。

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