CN204575759U - 一种具有数据上传功能的雷电流高频抑制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种具有数据上传功能的雷电流高频抑制装置，装置包括高频抑制器、信号取样器、信号处理模块和总线驱动模块，信号取样器与高频抑制器连接，信号处理模块连接在信号取样器的输出端上，信号处理模块输出信号给总线驱动模块，经总线驱动模块输出给上位机。本实用新型是一种监测雷电流高频抑制装置状态的功能电路，有效的解决了雷电流高频抑制装置在发生故障时能及时维修更换，并增加了数据采集与上传功能，相关数据及功能状态可实时发送至远端监控中心。
Description
技术领域
本实用新型公开一种雷电流高频抑制装置，特别是一种具有数据上传功能的雷电流高频抑制装置，本实用新型针对采用“雷电流隔离防护、防地电位反击、分组接地”等相关技术研制的雷电流高频抑制装置的功能故障监测（电路）技术领域。
背景技术
目前，雷电防护领域中，主要采用SPD单级防护或雷电流高频抑制装置加SPD多级防护。SPD通常具有劣化脱扣（故障）报警、远端监控、数据采集等功能，而目前应用中，雷电流高频抑制装置在防护中起到关键作用却不能实现故障报警及远端监控等相关功能。由于雷电流高频抑制装置加SPD多级防护的效果明显优于SPD单级防护，在目前市场上渐有取代其的趋势，所以针对雷电流高频抑制装置的功能故障监测相关技术就显得尤为重要。
发明内容
针对上述提到的现有技术中的雷电流高频抑制装置不具有数据上传功能的缺点，本实用新型提供一种具有数据上传功能的雷电流高频抑制装置，其在高频抑制器两端连接有用于检测高频抑制器故障的信号取样器，在取样器上连接有信号处理模块和总线驱动模块，将检测到的故障信号上传至上位机。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种具有数据上传功能的雷电流高频抑制装置，装置包括高频抑制器、信号取样器、信号处理模块和总线驱动模块，信号取样器与高频抑制器连接，信号处理模块连接在信号取样器的输出端上，信号处理模块输出信号给总线驱动模块，经总线驱动模块输出给上位机。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：、所述的信号处理模块采用单片机，总线驱动模块采用RS-485总线驱动芯片，RS-485总线驱动芯片的输出端上连接有偏置电阻R9和偏置电阻R33。
所述的RS-485总线驱动芯片的输出端上连接有TVS管，两条输出线上对地之间分别串接一个TVS管，两条输出线之间串接有一个TVS管。
所述的两条输出线上TVS管后端连接有阻抗匹配模块，阻抗匹配模块包括匹配电阻R8和开关S1，开关S1采用单刀双掷开关，匹配电阻R8和开关S1串联连接，开关S1的输出端一端悬空，一端连接在RS-485总线驱动芯片U3的输出线上。
所述的信号处理模块和总线驱动模块的电源输入端上连接有滤波模块，滤波模块包括并联连接的电容C4、电容C5、电容C6和电容C7。
所述的装置还包括第一交直流转换模块和第二交直流转换模块，高频抑制器串接在交流市电上，第一交直流转换模块连接在高频抑制器的前端，第二交直流转换模块连接在高频抑制器的后端，信号取样器连接在第一交直流转换模块和第二交直流转换模块之间，第一交直流转换模块包括第一变压器T1、第一整流模块D1和第一滤波模块，第一滤波模块包括电阻R1和电容C1，第一变压器T1连接在高频抑制器前端的交流市电上，将低压交流电输出给第一整流模块D1，经第一整流模块D1整流后，将其转换成直流电，输出给第一滤波模块进行滤波，第一滤波模块中的电阻R1串接在正电源线上，电容C1串接在正电源线和地之间，第一交直流转换模块还包括有稳压模块，稳压模块采用稳压芯片U1，稳压芯片U1的输入端与第一滤波模块输出端连接，稳压芯片U1的输出端与信号取样器连接，第二交直流转换模块包括第二变压器T2、第二整流模块D2和第二滤波模块，第二滤波模块包括电阻R4和电容C3，第二变压器T2连接在高频抑制器后端的交流市电上，将低压交流电输出给第二整流模块D2，经第二整流模块D2整流后，输出给第二滤波模块进行滤波，第二滤波模块的电阻R4串接在正电源线上，电容C3串接在正电源线和地之间，第二滤波模块的输出端为采样信号# BREAK的采样点，采样信号# BREAK通过反相器进行反相后，得到检测采样信号BREAK。
所述的第一交直流转换模块输出端与检测采样信号BREAK之间连接有指示发光二极管D4。
所述的第一交直流转换模块输出端与检测采样信号BREAK之间连接有继电器K1，继电器K1的一个开关K1B连接在正电源和蜂鸣器B1之间，开关K1B和蜂鸣器B1之间串联连接有保险管F2。
所述的继电器K1的另一个开关K1C的常开触点连接在接口J2的NC端，开关K1C的公共端连接在接口J2的COM端，开关K1C的常闭触点连接在接口J2的NO端。
所述的采样信号# BREAK通过串联连接的分压电阻R5和电阻R7与三极管Q1连接，电阻R5和电阻R7的公共端与地之间连接有分压电阻R6，电阻R7连接在三极管Q1的基极上，三极管Q1的集电极与检测采样信号BREAK连接，三极管Q1的发射极接地。
本实用新型的有益效果是：本实用新型是一种监测雷电流高频抑制装置状态的功能电路，有效的解决了雷电流高频抑制装置在发生故障时能及时维修更换，并增加了数据采集与上传功能，相关数据及功能状态可实时发送至远端监控中心。
下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型电路方框图。
图2为本实用新型故障监测部分电路原理图。
图3为本实用新型数据上传部分电路原理图。
具体实施方式
本实施例为本实用新型优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本实用新型保护范围之内。
请参看附图1、附图2和附图3，本实用新型主要包括高频抑制器、信号取样器、信号处理模块和总线驱动模块，信号取样器与高频抑制器连接，信号处理模块连接在信号取样器的输出端上，信号处理模块输出信号给总线驱动模块，经总线驱动模块输出至上位机。本实施例中，高频抑制器串接在交流市电上，第一交直流转换模块连接在高频抑制器的前端，第二交直流转换模块连接在高频抑制器的后端，信号取样器连接在第一交直流转换模块和第二交直流转换模块之间。本实施例中，第一交直流转换模块包括第一变压器T1、第一整流模块D1和第一滤波模块，第一滤波模块包括电阻R1和电容C1，第一变压器T1连接在高频抑制器前段的交流市电上，将输入的AC220V变压为AC8V，然后输出给第一整流模块D1，经第一整流模块D1整流后，将其转换成直流电，本实施例中，第一整流模块D1采用桥式整流器，经第一整流模块D1整流后的交流电输出经第一滤波模块进行滤波，其中电阻R1串接在正电源线上，电容C1串接在正电源线和地之间。本实施例中，还包括有稳压模块，稳压模块采用稳压芯片U1，通过稳压芯片U1对其进行稳压，以给本实用新型提供+5V的工作电源。本实施例中，第二交直流转换模块包括第二变压器T2、第二整流模块D2和第二滤波模块，第二滤波模块包括电阻R4和电容C3，第二变压器T2连接在高频抑制器后端的交流市电上，将输入的AC220V变压为AC8V，然后输出给第二整流模块D2，经第二整流模块D2整流后，将其转换成直流电，本实施例中，第二整流模块D2采用桥式整流器，经第二整流模块D2整流后的交流电输出经第二滤波模块进行滤波，其中电阻R4串接在正电源线上，电容C3串接在正电源线和地之间。第二滤波模块输出端为采样信号# BREAK的采样点，采样信号# BREAK通过反相器进行反相后，得到检测采样信号BREAK。
本实施例中，在稳压芯片U1的输出端和检测采样信号BREAK之间连接有指示发光二极管D4，与二极管D4并联连接有继电器K1，继电器K1的线圈K1A与二极管D4并联连接，继电器K1的一个开关K1B连接在稳压芯片U1的输出端和蜂鸣器B1之间，开关K1B和蜂鸣器B1之间串联连接有保险管F2；继电器K1的另一个开关K1C的常开触点连接在接口J2的NC端，开关K1C的公共端连接在接口J2的COM端，开关K1C的常闭触点连接在接口J2的NO端。本实施例中，采样信号# BREAK通过串联连接的分压电阻R5和电阻R7，电阻R5和电阻R7的公共端与地之间连接有分压电阻R6，电阻R7连接在三极管Q1的基极上，三极管Q1的集电极与检测采样信号BREAK连接，三极管Q1的发射极接地。
本实施例中，信号处理模块采用单片机U2，其用于读取检测信号和解析Modbus协议，本实施例中，总线驱动模块采用RS-485总线驱动芯片U3，具体实施时，也可以采用其他总线驱动芯片，RS-485总线驱动芯片U3的输出端上连接有偏置电阻R9和偏置电阻R33，RS-485总线驱动芯片U3的输出端上连接有TVS管，用于防止浪涌电流和保护RS-485总线驱动芯片U3，本实施例中，两条输出线上对地之间分别串接一个TVS管，分别为TVS管D5和TVS管D10，两条输出线之间串接有一个TVS管D6，两条输出线上TVS管后端连接有阻抗匹配模块，阻抗匹配模块包括匹配电阻R8和开关S1，开关S1采用单刀双掷开关，匹配电阻R8和开关S1串联连接，开关S1的输出端一端悬空，一端连接在RS-485总线驱动芯片U3的输出线上，用于选择RS-485总线的匹配电阻。本实施例中，稳压芯片U1输出电源进行滤波模块滤波后输出给单片机U2和RS-485总线驱动芯片U3进行供电，本实施例中，滤波模块包括并联连接的电容C4、电容C5、电容C6和电容C7，其中，电容C4和电容C5采用铝电解电容，电容C6和电容C7采用陶瓷电容。单片机U2上连接有发光二极管D9，发光二极管D9作为通讯指示灯，用于指示RS485数据通讯正常。
本实用新型在使用时，包括下面两种工作状态：
a) 正常状态：在高频抑制器正常工作时，上电之后，工作电压+5V正常工作，检测信号#BREAK为高电平，检测信号#BREAK施加在电阻R5、电阻R6、电阻R7和三极管Q1上，使得三极管Q1导通，发光二极管D4得电而发光，指示工作正常；同时继电器K1的线圈得电，输出开关组合K1B断开，蜂鸣器B1失电而不会发出警报；继电器K1的输出开关组合K1C使接口J2的COM端和NC端断开，接口J2的COM端和NO端闭合，这时可被外接的报警主机或采集器读取工作状态为正常；采样信号#BREAK由三极管Q1反相之后，得到检测采样信号BREAK信号，它是低电平信号，用以上传递给数字电路。
b) 报警状态：若高频抑制器内部断线，在它的输出端得不到输出电压，经过电阻R3、变压器T2、整流模块D2、电阻R4和电容C3之后的检测信号必然不存在，采样信号#BREAK为低电平，使三极管Q1不能导通，发光二极管D4熄灭；同时继电器K1的线圈失电，输出开关K1B自动闭合，+5V的电源通过开关K1B、保险管F2驱动蜂鸣器B1发出报警音；继电器K1的输出开关组合K1C，使得接口J2的COM端和NC端自动闭合，COM端和NO端断开，这时可被外接的报警主机或采集器读取工作状态为报警；而#BREAK由Q1反相之后，得到的BREAK信号是高电平信号。
单片机U2运行MODBUS协议，在收到MODBUS主机询问报警之后，读取单片机U2的第5引脚，得到BREAK信号，并将BREAK信号反相，然后以MODBUS协议的格式回应主机。
本实用新型是一种监测雷电流高频抑制装置状态的功能电路，有效的解决了雷电流高频抑制装置在发生故障时能及时维修更换，并增加了数据采集与上传功能，相关数据及功能状态可实时发送至远端监控中心。
Claims (10)
1.一种具有数据上传功能的雷电流高频抑制装置，其特征是：所述的装置包括高频抑制器、信号取样器、信号处理模块和总线驱动模块，信号取样器与高频抑制器连接，信号处理模块连接在信号取样器的输出端上，信号处理模块输出信号给总线驱动模块，经总线驱动模块输出给上位机。
2.根据权利要求1所述的具有数据上传功能的雷电流高频抑制装置，其特征是：所述的信号处理模块采用单片机，总线驱动模块采用RS-485总线驱动芯片，RS-485总线驱动芯片的输出端上连接有偏置电阻R9和偏置电阻R33。
3.根据权利要求2所述的具有数据上传功能的雷电流高频抑制装置，其特征是：所述的RS-485总线驱动芯片的输出端上连接有TVS管，两条输出线上对地之间分别串接一个TVS管，两条输出线之间串接有一个TVS管。
4.根据权利要求3所述的具有数据上传功能的雷电流高频抑制装置，其特征是：所述的两条输出线上TVS管后端连接有阻抗匹配模块，阻抗匹配模块包括匹配电阻R8和开关S1，开关S1采用单刀双掷开关，匹配电阻R8和开关S1串联连接，开关S1的输出端一端悬空，一端连接在RS-485总线驱动芯片U3的输出线上。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的具有数据上传功能的雷电流高频抑制装置，其特征是：所述的信号处理模块和总线驱动模块的电源输入端上连接有滤波模块，滤波模块包括并联连接的电容C4、电容C5、电容C6和电容C7。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的具有数据上传功能的雷电流高频抑制装置，其特征是：所述的装置还包括第一交直流转换模块和第二交直流转换模块，高频抑制器串接在交流市电上，第一交直流转换模块连接在高频抑制器的前端，第二交直流转换模块连接在高频抑制器的后端，信号取样器连接在第一交直流转换模块和第二交直流转换模块之间，第一交直流转换模块包括第一变压器T1、第一整流模块D1和第一滤波模块，第一滤波模块包括电阻R1和电容C1，第一变压器T1连接在高频抑制器前端的交流市电上，将低压交流电输出给第一整流模块D1，经第一整流模块D1整流后，将其转换成直流电，输出给第一滤波模块进行滤波，第一滤波模块中的电阻R1串接在正电源线上，电容C1串接在正电源线和地之间，第一交直流转换模块还包括有稳压模块，稳压模块采用稳压芯片U1，稳压芯片U1的输入端与第一滤波模块输出端连接，稳压芯片U1的输出端与信号取样器连接，第二交直流转换模块包括第二变压器T2、第二整流模块D2和第二滤波模块，第二滤波模块包括电阻R4和电容C3，第二变压器T2连接在高频抑制器后端的交流市电上，将低压交流电输出给第二整流模块D2，经第二整流模块D2整流后，输出给第二滤波模块进行滤波，第二滤波模块的电阻R4串接在正电源线上，电容C3串接在正电源线和地之间，第二滤波模块的输出端为采样信号# BREAK的采样点，采样信号# BREAK通过反相器进行反相后，得到检测采样信号BREAK。
7.根据权利要求6所述的具有数据上传功能的雷电流高频抑制装置，其特征是：所述的第一交直流转换模块输出端与检测采样信号BREAK之间连接有指示发光二极管D4。
8.根据权利要求6所述的具有数据上传功能的雷电流高频抑制装置，其特征是：所述的第一交直流转换模块输出端与检测采样信号BREAK之间连接有继电器K1，继电器K1的一个开关K1B连接在正电源和蜂鸣器B1之间，开关K1B和蜂鸣器B1之间串联连接有保险管F2。
9.根据权利要求8所述的具有数据上传功能的雷电流高频抑制装置，其特征是：所述的继电器K1的另一个开关K1C的常开触点连接在接口J2的NC端，开关K1C的公共端连接在接口J2的COM端，开关K1C的常闭触点连接在接口J2的NO端。
10.根据权利要求6所述的具有数据上传功能的雷电流高频抑制装置，其特征是：所述的采样信号# BREAK通过串联连接的分压电阻R5和电阻R7与三极管Q1连接，电阻R5和电阻R7的公共端与地之间连接有分压电阻R6，电阻R7连接在三极管Q1的基极上，三极管Q1的集电极与检测采样信号BREAK连接，三极管Q1的发射极接地。
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|---|---|---|---|---|
| CN105004955A (zh) * | 2015-07-24 | 2015-10-28 | 深圳远征技术有限公司 | 雷电流高频抑制监测装置 |
| CN111948570A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-17 | 厦门熵基科技有限公司 | 一种门禁辅助输入控制系统及线路检测方法 |
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| CN111948570A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-17 | 厦门熵基科技有限公司 | 一种门禁辅助输入控制系统及线路检测方法 |
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