CN206773065U - 一种雷电流检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种雷电流检测系统，包括罗氏线圈，罗氏线圈的采样单元的一端连接积分电路的一端，积分电路的另一端连接整形电路的一端，整形电路的另一端连接检波单元的一端，检波单元的另一端连接信号处理单元，罗氏线圈采样单元的另一端连接触发电路的一端，触发电路的另一端连接信号处理单元。本实用新型提供的装置克服了现有技术的不足，安全性高，不仅从防雷系统本身的安全性出发，能对现有防雷监控技术进行支持，实现雷电流及瞬间过流波形的实时监测功能，并进一步对监控技术进行扩展，能有效监测雷电波形及强度，还将雷电流及过流冲击进一步量化，细化雷电等级，实现雷电分级及有效防护管理，实现现代化监测要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种雷电流检测系统，属于安防检测技术领域。
背景技术
目前，随着防雷工程的增大和应用范围的不断扩大，防雷系统的设计也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可靠安全运行的一个重要因素。但现有防雷技术的落后，决定了其作为防雷工程而使用现有防雷系统及相关产品而言，依然存在着较大的弊端与防护的不安全因素，雷电流冲击及瞬间过流的检测与影响始终没有太好的办法观察并解决，最多只能对雷电冲击的有无进行判断，还存在误判的现象，给雷电监测带来极大的难度。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是如何对雷电流冲击及瞬间过流进行检测并判断其影响。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种雷电流检测系统，其特征在于：包括罗氏线圈，罗氏线圈的采样单元的一端连接积分电路的一端，积分电路的另一端连接整形电路的一端，整形电路的另一端连接检波单元的一端，检波单元的另一端连接信号处理单元，罗氏线圈采样单元的另一端连接触发电路的一端，触发电路的另一端连接信号处理单元。
优选地，所述触发电路包括第一运放器U6A，第一运放器U6A的正极端与电阻R5、电阻R7相连，电阻R5另一端与5V电源相连接，电阻R7另外一端与罗氏线圈采样单元的信号输入端相连接；第一放大器U6A负极连接电阻R6、电阻R8，电阻R6另外一端连接5V电源，电阻R8另外一端连接参考地线；第一放大器U6A的输出端连接电阻R17、电阻R18和电容C7，电阻R17另外一端接入5V电源，电容C7另外一端接地，电阻R18另外一端连接所述信号处理单元。
优选地，所述积分电路包括第二放大器U2，第二放大器U2的负输入端通过电阻R10与罗氏线圈采样单元连接，第二放大器U2负输入端还连接电容C10一端、电阻R7一端，电容C10的另一端、电阻R7的另一端均与第二放大器U2的输出端相连接；第二放大器U2的正输入端连接电容C15与电阻R12，电容C15与电阻R12的另外一端均与地连接。
优选地，所述整形电路包括第十放大器U10，第十放大器U10的正输入端连接由电阻R29、电阻R32、电阻R30、电阻R33、电容C10与电阻R31串并联组成的选频网络，并与稳压芯片U5并联组成波形整形加法器，第十放大器U10负输入端与电阻R44、电阻R43相连，电阻R44与地连接，电阻R43与U10输出端连接组成反馈网络。
优选地，所述检波单元包括第三放大器U3和第四放大器U4，第三放大器U3的负极和输出端上以及第四放大器U4的负极和输出端上分别并联有第一二极管D2和第三二极管D3，第三放大器U3的输出端与第二二极管D3的正极连接，第四放大器U4的输出端与第四二极管D4的正极连接，第二二极管D3的负极和第四二极管D5的负极连接，第二二极管D3的负极与第一放大器U2的负极之间连接有第四电阻R10，第四二极管D4的负极与第四放大器U4的负极之间连接有第十二电阻R12，第三放大器U3的负极和第四放大器U4的正极之间连接有第三电阻R10和第二电阻R12。
优选地，所述罗氏线圈的采样单元包括采样电阻R，采样电阻R并联在罗氏线圈LC的两端。
优选地，所述信号处理单元为ARM处理器。
雷电流及瞬间过流通过罗氏线圈进行感应后，通过采样电阻进行电压采集，后经过第二放大器进行一级放大，再经过第三放大器的二级积分对波形进行整形，整形后的波形通过检波单元进行波形检波后，将模拟波形传输给信号处理单元进行处理，单片机再通过RS485等通讯单元对外进行远距离传输。
本实用新型提供的装置克服了现有技术的不足，安全性高，不仅从防雷系统本身的安全性出发，能对现有防雷监控技术进行支持，实现雷电流及瞬间过流波形的实时监测功能，并进一步对监控技术进行扩展，能有效监测雷电波形及强度，还将雷电流及过流冲击进一步量化，细化雷电等级，实现雷电分级及有效防护管理，实现现代化监测要求。
附图说明
图1为本实施例提供的雷电流检测系统的结构框图；
图2为触发电路的原理图；
图3为积分电路的原理图；
图4整形单元电路原理图；
图5检波单元的电路原理图；
图6为罗氏线圈采样单元的示意图；
图7为信号处理单元的原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
图1为本实施例提供的雷电流检测系统的结构框图，所述的雷电流检测系统包括罗氏线圈、积分电路、整形电路、检波单元、触发电路和信号处理单元。罗氏线圈采样单元的一端连接积分电路的一端，积分电路的另一端连接整形电路的一端，整形电路的另一端连接检波单元的一端，检波单元的另一端连接信号处理单元，罗氏线圈采样单元的另一端连接触发电路的一端，触发电路的另一端连接信号处理单元。
如图2所示，触发电路包括第一运放器U6A，第一运放器U6A的正极端与电阻R5和电阻R7相连，电阻R5另一端与5V电源相连接，电阻R7另外一端与罗氏线圈采样单元的信号输入端相连接；第一放大器U6A负极连接电阻R6和电阻R8，电阻R6另外一端连接5V电源，电阻R8另外一端连接参考地线；第一放大器U6A的输出端连接电阻R17、电阻R18和电容C7，电阻R17另外一端接入5V电源，电容C7另外一端接地，电阻R18另外一端连接信号处理单元。
如图3所示，积分电路包括第二放大器U2，第二放大器U2的负输入端通过电阻R10与罗氏线圈采样单元连接，第二放大器U2负输入端还连接电容C10一端、电阻R7一端，电容C10的另一端、电阻R7的另一端均与第二放大器U2的输出端相连接；第二放大器U2的正输入端连接电容C15与电阻R12，电容C15与电阻R12的另外一端均与地连接。
如图4所示，整形电路包括第十放大器U10，第十放大器U10的正输入端连接由电阻R29、电阻R32、电阻R30、电阻R33、电容C10与电阻R31串并联组成的选频网络，并与稳压芯片U5并联组成波形整形加法器，第十放大器U10负输入端与电阻R44、电阻R43相连，电阻R44与地连接，电阻R43与U10输出端连接组成反馈网络。
如图5所示，检波单元包括第三放大器U3和第四放大器U4，第三放大器U3的负极和输出端上以及第四放大器U4的负极和输出端上分别并联有第一二极管D2和第三二极管D3，第三放大器U3的输出端与第二二极管D3的正极连接，第四放大器U4的输出端与第四二极管D4的正极连接，第二二极管D3的负极和第四二极管D5的负极连接，第二二极管D3的负极与第一放大器U2的负极之间连接有第四电阻R10，第四二极管D4的负极与第四放大器U4的负极之间连接有第十二电阻R12，第三放大器U3的负极和第四放大器U4的正极之间连接有第三电阻R10和第二电阻R12。
如图6所示，采样单元包括罗氏线圈LC和一个采样电阻R，采样电阻R并联在罗氏线圈LC的两端。
如图7所示，信号处理单元采用高性能ARM处理器进行信号的采集与分析处理。
本实用新型的工作原理为：
本实用新型由各主单元检测芯片和外围电路组成，通过各模块的不同功能进行整合，将各功能单元检测到的信号最后都以模拟信号的形式通过数据总线传输给单片机，最后单片机将信号处理后通过RS485通信单元模块向外传输信息。
其中，第二放大器U2、第三放大器U3、第三放大器U4和第十放大器U10采用高速低噪声高精度运放OP37，通过一系列的变换，整形与检波作用将输出波形进行检波处理，将原始波形经过处理检波变成单片机或AD芯片能够识别的模拟波形。所述信号采集芯片为自带带高速AD的ARM处理器。
雷电流及瞬间过流通过LC进行感应后，通过采样电阻R进行电压采集，后经过第二放大器U2进行一级放大，再经过第三放大器U3的二级积分对波形进行整形，整形后的波形通过检波单元进行波形检波后，将模拟波形传输给高性能ARM处理芯片(即信号处理单元)进行处理，单片机再通过RS485等通讯单元对外进行远距离传输。
本实用新型的各功能模块为一统一的整体，从而更全面的掌握防雷信息，以及防雷器本身防护效果及健康状况。
Claims (7)
1.一种雷电流检测系统，其特征在于：包括罗氏线圈，罗氏线圈的采样单元的一端连接积分电路的一端，积分电路的另一端连接整形电路的一端，整形电路的另一端连接检波单元的一端，检波单元的另一端连接信号处理单元，罗氏线圈采样单元的另一端连接触发电路的一端，触发电路的另一端连接信号处理单元。
2.如权利要求1所述的一种雷电流检测系统，其特征在于：所述触发电路包括第一运放器U6A，第一运放器U6A的正极端与电阻R5、电阻R7相连，电阻R5另一端与5V电源相连接，电阻R7另外一端与罗氏线圈采样单元的信号输入端相连接；第一放大器U6A负极连接电阻R6、电阻R8，电阻R6另外一端连接5V电源，电阻R8另外一端连接参考地线；第一放大器U6A的输出端连接电阻R17、电阻R18和电容C7，电阻R17另外一端接入5V电源，电容C7另外一端接地，电阻R18另外一端连接所述信号处理单元。
3.如权利要求1所述的一种雷电流检测系统，其特征在于：所述积分电路包括第二放大器U2，第二放大器U2的负输入端通过电阻R10与罗氏线圈采样单元连接，第二放大器U2负输入端还连接电容C10一端、电阻R7一端，电容C10的另一端、电阻R7的另一端均与第二放大器U2的输出端相连接；第二放大器U2的正输入端连接电容C15与电阻R12，电容C15与电阻R12的另外一端均与地连接。
4.如权利要求1所述的一种雷电流检测系统，其特征在于：所述整形电路包括第十放大器U10，第十放大器U10的正输入端连接由电阻R29、电阻R32、电阻R30、电阻R33、电容C10与电阻R31串并联组成的选频网络，并与稳压芯片U5并联组成波形整形加法器，第十放大器U10负输入端与电阻R44、电阻R43相连，电阻R44与地连接，电阻R43与U10输出端连接组成反馈网络。
5.如权利要求1所述的一种雷电流检测系统，其特征在于：所述检波单元包括第三放大器U3和第四放大器U4，第三放大器U3的负极和输出端上以及第四放大器U4的负极和输出端上分别并联有第一二极管D2和第三二极管D3，第三放大器U3的输出端与第二二极管D3的正极连接，第四放大器U4的输出端与第四二极管D4的正极连接，第二二极管D3的负极和第四二极管D5的负极连接，第二二极管D3的负极与第一放大器U2的负极之间连接有第四电阻R10，第四二极管D4的负极与第四放大器U4的负极之间连接有第十二电阻R12，第三放大器U3的负极和第四放大器U4的正极之间连接有第三电阻R10和第二电阻R12。
6.如权利要求1所述的一种雷电流检测系统，其特征在于：所述罗氏线圈的采样单元包括采样电阻R，采样电阻R并联在罗氏线圈LC的两端。
7.如权利要求1所述的一种雷电流检测系统，其特征在于：所述信号处理单元为ARM处理器。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112230042A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-01-15 | 南京汇宁桀信息科技有限公司 | 一种冲击电流检测电路 |
| CN112858770A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-05-28 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 一种抗干扰雷击电流检测装置 |
| CN112946375A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-06-11 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 一种可测量转移电荷的避雷器监测装置 |
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