CN214372625U - 一种spd记录监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电路浪涌保护技术领域，提供一种SPD记录监测装置，打破了习知的SPD损坏跳板更換的规则，根据浪涌保护器的工作特性，配备专门的温度检测模块、报警模块，可根据SPD芯片的温度变化进行提前预警，做到新旧浪涌保护器无缝对接更換，从而降低浪涌雷击风险；根据具体的使用环境设置温度校正模块，对被测SPD周围的环境温度进行实况检测，可修正检测温度值，进而计算出所述被测SPD的实际温度变化量，得到更精准的监测数据；设置浪涌记录模块，以记录流经被测SPD的浪涌脉冲，并将检测到的监测数据，通过通信模块上传至上位机(控制电脑)或后台数据库，为远程控制提供充足的基础数据。

Description

一种SPD记录监测装置

技术领域

本实用新型涉及电路浪涌保护技术领域，尤其涉及一种SPD记录监测装置。

背景技术

SPD电涌保护器(Surge protection Device)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为"避雷器"或"过电压保护器"，英文简写为SPD。

即使是很小的电涌或峰值电压也可以最终摧毁或影响昂贵的电子设备的性能，如电脑、电话、传真、电视、音频/视频设备和其它家用电器和工具。电脑芯片的普遍使用越发需要电涌保护，因为这些芯片往往对电压波动都十分敏感。而SPD电涌保护器像电力海绵一样，能够吸收危险的额外电压，防止大多数这样的电压进入敏感设备。

浪涌保护器(SPD)已被广泛应用到各种电气场合，对瞬态过电压、大气过电压、电磁场引起的电脉冲保护取得良好效果。由于SPD老化损坏为短路模式，为了不影响设备正常运行，常知中不得不加装后备保护和监测装置。

现有的监测装置主要监测SPD工状中的泄漏电流和外壳温度，但由于SPD 芯片封装在绝缘壳内，外壳温度滞后严重，不能及时和精确的告警，仍存在安全风险。而微安数量级的泄漏电流监测在供电系统中风险更大。

由于现时的SPD只有在跳板损坏的情况下才会进行更換，而当出现客观原因(如路远，极端天气)导致更換不及时时，存在着浪涌脉冲击坏设备的风险，新旧更換存在有缝对接。

实用新型内容

本实用新型提供一种SPD记录监测装置，解决了现有的浪涌保护器监测装置检测灵敏度低、预警迟缓，使得SPD新旧更换存在有缝对接，存在较大安全隐患的技术问题。

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种SPD记录监测装置，包括安装壳体和安装在所述安装壳体内部电性连接的主控模块、报警模块，以及与所述主控模块连接的温度检测模块、温度校正模块、浪涌记录模块；所述温度检测模块安装在被测SPD近侧，所述浪涌记录模块固定在所述被测SPD的电源线上，所述温度校正模块安装于所述被测SPD外侧。

在本实用新型中，所述被测SPD为浪涌保护器。

本基础方案打破了习知的SPD损坏跳板才更換的规则，根据浪涌保护器的工作特性，配备专门的温度检测模块、报警模块，可根据SPD的温度变化进行提前预警，做到新旧浪涌保护器无缝对接更換，从而降低浪涌雷击风险；根据具体的使用环境设置温度校正模块，对被测SPD周围的环境温度进行实况检测，可修正温度检测模块检测到的检测温度值，进而计算出所述被测SPD的实际温度变化量，得到更精准的监测数据；设置了浪涌记录模块，用以记录流经被测 SPD的浪涌脉冲，并将检测到的监测数据，通过通信模块上传至上位机(控制电脑)或后台数据库，为远程控制提供充足的基础数据。

在进一步的实施方案中，所述浪涌记录模块包括对应于所述被测SPD的若干个脉冲传感器，所述脉冲传感器安装在所述被测SPD的零线外部、紧贴所述零线。

本方案针对浪涌保护器(被测SPD)的工作特性，在每一套被测SPD的零线端口外侧紧贴地安装一个脉冲传感器，可准确地将流经浪涌保护器的浪涌脉冲反馈至主控模块，并由主控模块确定对应的发生时间，还不会干扰浪涌保护器的正常工作。

在进一步的实施方案中，所述温度校正模块为安装在所述被测SPD放置空间内的室温测量元件，所述室温测量元件为温度采集器。

本方案在设置了温度检测模块的基础上，又增设了室温测量元件作为温度校正模块，可过滤掉环境温度的变化干扰，获取每一被测SPD因浪涌脉冲电流而产生的实际温升。

在进一步的实施方案中，所述温度检测模块包括安装在所述被测SPD内部与芯片紧贴的温度采集器。

在进一步的实施方案中，依据被测SPD的接线保护模式，所述温度采集器之间亦采用同样的共零线连接方式；

或者，每一所述温度采集器与所述主控模块独立连接；

又或者，所述温度检测模块包括与所述主控模块独立连接的至少两组所述温度采集器、以及至少一个室温温度采集器；其中，每一组所述温度采集器均采用共零线连接方式；

又或者，所述温度检测模块包括一种或多种上述连接方式中的所述温度采集器。

本方案根据不同的设备需求，设置了多种形式的输入接线方式的温度采集器，以形成多路输入、多路记录监测的监测模式，可满足不同用户或不同设备的实际要求，兼容性强，且记录监测范围大。

在进一步的实施方案中，所述安装壳体为内部中空的多阶凸台，所述凸台正面设有第一预留窗口、第二预留窗口，两侧边缘设有若干个与所述主控模块电性连接的接线端口，背面中部设有一向内凹陷的条形卡槽。

本方案配置内部中空的多阶凸台以安装设备的各模块，在正面设置第一预留窗口、第二预留窗口可配合报警模块和人机交互模块的显示，以便于工作人员查看；在两侧设置若干个与主控模块电性连接的接线端口，可通过线路连接实现主控模块与其他模块的远程通讯、以及现场数据采集，从而在实现多路输入、多路记录监测、多路显示功能的同时，还能够保证数据的正确率；在背面中部设有一向内凹陷的条形卡槽，可将安装壳体以轨道卡接式安装的嵌入式安装结构固定在任意对应安装面上，安装简单、拆卸便利。

在进一步的实施方案中，所述报警模块包括分别与所述主控模块连接的蜂鸣器和LED灯；所述LED灯正对所述第一预留窗口固定安装在所述安装壳体内部。

在进一步的实施方案中，所述人机交互模块正对所述第二预留窗口固定安装在所述安装壳体内部；所述人机交互模块包括显示屏和按键，或者所述人机交互模块包括触摸屏。

本方案在装置上设置人机交互模块，以简单明了的图像显示，可方便用户对被测SPD进行实况查看，并提高工作人员的监控效率，本方案装置上还设置了进入密码，以防被随意修改参数。

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供的一种SPD监测装置的框架结构图；

图2是本实用新型实施例1提供的一种SPD监测装置的部分结构图(安装壳体)；

图3是本实用新型实施例1提供的浪涌记录模块中的脉冲传感器的安装示意图；

图4是本实用新型实施例1提供的温度检测模块的一种实施方式；

图5是本实用新型实施例1提供的温度检测模块的另一种实施方式；

图6是本实用新型实施例1提供的温度检测模块的再一种实施方式；

图7是本实用新型实施例2提供的一种SPD记录监测方法的工作流程图。

其中：主控模块1，温度检测模块2，温度校正模块3，浪涌记录模块4，报警模块5，蜂鸣器51、LED灯52(图中为标出)；人机交互模块6，通信模块 7，电源模块8，安装壳体9，第一预留窗口91、第二预留窗口92、接线端口93、条形卡槽94。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本实用新型的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本实用新型的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本实用新型专利保护范围的限制，因为在不脱离本实用新型精神和范围基础上，可以对本实用新型进行许多改变。

实施例1

本实用新型实施例提供的一种SPD记录监测装置，如图1所示，在本实施例中，包括安装壳体9和安装在安装壳体9内部电性连接的主控模块1、报警模块5、人机交互模块6，通信模块7，以及与主控模块连接的温度检测模块2、温度校正模块3、浪涌记录模块4；温度检测模块2安装在被测SPD近侧，浪涌记录模块4固定在被测SPD的电源线上，温度校正模块3安装于被测SPD外侧。

温度检测模块2用于检测所述被测SPD实时工作时的检测温度值，并上传至主控模块1；

温度校正模块3用于检测被测SPD周围的环境温度，并上传至主控模块1；

主控模块1用于预设报警温度阈值；监测被测SPD温度变化；向报警模块 5、所述通信模块7发送报警指令；还用于根据环境温度修正检测温度值，计算出被测SPD的实际温度变化量；

报警模块5用于响应报警指令进行声光报警和远程报警；

人机交互模块6用于获取用户的参数设置或查看意图；

主控模块1用于响应查看意图；监测被测SPD温度变化；将检测温度值发送到人机交互模块进行图像显示；

浪涌记录模块4用于获取被测SPD的浪涌脉冲，并上传至主控模块1；

主控模块1还用于获取所述浪涌脉冲并记录其发生时刻，得到的浪涌脉冲信息，以及根据预设规则将所述检测温度值、所述实际温度变化量、所述浪涌脉冲信息上传至上位机或后台数据库；

通信模块7用于传送检测温度值、实际温度变化量、浪涌脉冲信息和/或报警指令到上位机或后台数据库。

在本实施例中，主控模块1为具备数据处理功能的功能芯片，例如MCU。

在本实用新型中，被测SPD为浪涌保护器。

在本实施例中，浪涌记录模块4包括对应于被测SPD的若干个脉冲传感器，参见图3，脉冲传感器安装在被测SPD的零线端口部、紧贴所述零线，用于实时获取流经被测SPD的浪涌脉冲。

本实施例针对浪涌保护器(被测SPD)的工作特性，在每一套被测SPD的零线端口外部安装一个对应的脉冲传感器，不仅可准确地将浪涌保护器的浪涌脉冲电流反馈至主控模块1，并由主控模块确定对应的发生时间，还不会干扰浪涌保护器的正常工作。

在本实施例中，温度校正模块3为安装在被测SPD放置空间内的室温测量元件，室温测量元件为温度采集器。

本实施例在设置了温度检测模块2的基础上，又增设了室温测量元件作为温度校正模块3，可过滤掉环境温度的变化干扰，获取每一被测SPD因浪涌脉冲电流而产生的实际温升。

在本实施例中，温度检测模块2包括若干个安装在被测SPD内部与芯片紧贴的温度采集器，温度采集器包括但不限于NTC电阻。具体的温度检测过程为，主控模块1对NTC热敏电阻进行温阻采集，检索预存的温阻曲线得到对应的检测温度值。

在本实施例中，根据被测SPD的保护模式，参见图4，温度采集器亦采用同样的共零线连接方式；

或者，参见图5，每一温度采集器与主控模块1独立连接；

又或者，参见图6，温度检测模块2包括与主控模块独立连接的至少两组温度采集器、以及至少一个室温温度采集器；其中，每一组温度采集器均采用共零线连接方式。例如“3+1”或“4”接线方式各为一组的SPD装置，组与组间不共零线。

又或者，所述温度检测模块包括一种或多种上述连接方式中的所述温度采集器。

本实施例根据不同的设备需求，设置了多种形式的输入接线方式的温度采集器，以形成多路输入、多路记录监测的监测模式，可满足不同用户或不同设备的实际要求，兼容性强，且记录监测范围大。

在本实施例中，安装壳体9为内部中空的多阶凸台，凸台正面设有第一预留窗口91、第二预留窗口92，两侧边缘设有若干个与主控模块电性连接的接线端口93，背面中部设有一向内凹陷的条形卡槽94。

本实施例配置内部中空的多阶凸台以安装设备的各模块，在正面设置第一预留窗口91、第二预留窗口92可配合报警模块5和人机交互模块6的显示，以便于工作人员查看；在两侧设置若干个与主控模块1电性连接的接线端口93，可通过线路连接实现主控模块1与其他模块的远程通讯、以及现场数据采集，从而在实现多路输入、多路记录监测、多路显示功能的同时，还能够保证数据的正确率；在背面中部设有一向内凹陷的条形卡槽94，可将安装壳体9以轨道卡接式安装的嵌入式安装结构固定在任意对应安装面上，安装简单、拆卸便利。

在本实施例中，报警模块5包括分别与主控模块1连接的蜂鸣器51和LED 灯52；LED灯52正对第一预留窗口91固定安装在安装壳体9内部。

在本实施例中，人机交互模块6正对第二预留窗口92固定安装在安装壳体 9内部；人机交互模块6包括显示屏和按键，或者人机交互模块6包括触摸屏；按键或触摸屏用于获取用户的参数设置或查看意图并发送到主控模块1；显示屏或触摸屏用于在接收到主控模块1的控制指令后进行相应的图像显示。

本实施例在所述人机交互模块6上，设置了进入密码，供客户设定，以防随意修改设置的参数。

本实施例在装置上设置人机交互模块6，以简单明了的图像显示，可方便用户对被测SPD进行实况查看，并提高工作人员的监控效率。

根据具体的用电需求，本实施例提供的SPD记录监测装置还包括电源模块 8，电源模块8包括但不限于内置电源(例如蓄电池)和外置电源(使用电源适配器与外接电源接通)两种。

在本实施例中，本实用新型提供的SPD记录监测装置还设有对应的通信模块7与上位机和/或后台数据库进行数据。其中通信模块7包括但不限于有线、无线，例如232通讯端口、485通讯端口；或者4G通信模块和WiFi通信模块。

参见图2，在实施例中，SPD记录监测装置还包括一安装壳体9，主控模块 1、报警模块5和人机交互模块6均安装在安装壳体9内部；其正面设有对应于报警模块5(LED灯52)、人机交互模块6的第一预留窗口91、第二预留窗口 92，两侧设有若干与主控模块1电性连接的接线端口93，背面设有一条形卡槽 94，以实现轨道卡接式安装；温度检测模块2、温度校正模块3、浪涌记录模块 4以及上位机均通过接线端口93与主控模块1连接。其中，本实施选用显示屏和按键作为人机交互模块6。

其中，接线端口93包括接地端CN、接线端1～XX in、脉冲输入端口in、通讯端口232/485和电源线CD。

若是电源模为内置电源，则安装在安装壳体9内部，若为外置电源则同样通过接线端口93向装置供电。

本实用新型实施例打破了习知的SPD损坏跳板才更換的规则，根据浪涌保护器的工作特性，配备专门的温度检测模块2、报警模块5，可根据SPD芯片的温度变化进行提前预警，做到新旧浪涌保护器无缝对接更換，从而降低浪涌雷击风险；根据具体的使用环境设置温度校正模块3，对被测SPD周围的环境温度进行实况检测，可修正温度检测模块2检测到的检测温度值，进而计算出所述被测SPD的实际温度变化量，得到更精准的监测数据；设置了浪涌记录模块 4，用以记录被测SPD的浪涌脉冲，并将检测到的监测数据，通过通信模块7上传至上位机(控制电脑)或后台数据库，为远程控制提供充足的基础数据。

实施例2

本实用新型还提供一种SPD记录监测方法，基于上述实施例1的一种SPD 记录监测装置，参见图7，包括步骤S0～S4：

S0、根据每一所述被测SPD预设对应的报警温度阈值。

S1、获取被测SPD的检测温度值、浪涌脉冲信息，以及被测SPD当前所处环境的环境温度；

S2、当判断到检测温度值超过报警温度阈值时，启动声光报警和远程报警；

S3、根据环境温度校正检测温度值，计算出被测SPD的实际温度变化量；

S4、根据时间轴，整合检测温度值、实际温度变化量和浪涌脉冲信息，得到对应的浪涌监测变化曲线。

本实施例在方案设计最初，针对每一被测SPD设置对应的报警温度阈值，同时实时检测流经的浪涌脉冲，从而有效监测每一被测SPD的工作状态，以降低设备的安全隐患，提高设备的使用效率。

在本实施例中，步骤S1包括：

S11、采用紧贴被测SPD内部芯片的温度采集器进行温度采集，得到检测温度值；

S12、采用安装在被测SPD的零线端口外部紧靠所述零线的脉冲传感器进行电脉冲采集，得到浪涌脉冲，并记录下所述浪涌脉冲的发生时刻；

S13、采用安装在被测SPD放置空间内的室温测量仪进行温度测量，得到环境温度。

具体的，使用实施例1中的SPD记录监测装置实现的SPD记录监测方法的工作原理如下：

在本实施例中，被测SPD为一配电系统，包括3套T1浪涌保护器、6套 T2浪涌保护器和18套T3浪涌保护器，保护模式均为3+1，配置了一套实施例 1中的SPD记录监测装置。温度采集器为NTC热敏电阻。

其中，以上浪涌保护器均为专利号为201620656239.9的浪涌保护器。

将每一T1浪涌保护器、每一T2浪涌保护器的温度采集器输出端口按图5 方式连接到SPD记录监测装置的输入端口；由于18套T3浪涌保护器处于同一个供电层面上，因此，为18套T3浪涌保护器的温度采集器输出端口采用图4 接线方式(共零线方式)，连接至SPD记录监测装置的输入端口(即CN，1—XX in)。

每一套T1浪涌保护器的零线端口外部均设置与零线贴合的脉冲传感器(即本套配电系统中设有3组脉冲传感器)。

根据T1、T2、T3各级浪涌保护器的浪涌电流耐受的大小，将其报警温度阈值分别设定为第一温度、第二温度、第三温度(例如分别为80℃、70℃、65℃，该温度下浪涌保护器依旧处于正常工作状态)。

若配电系统遭受雷击或开关浪涌，T1级浪涌保护器有脉冲电流流经，被脉冲传感器采集，并上传至主控模块1。主控模块1在接收到此浪涌脉冲的同时，还同步记录具体的发生时刻。

同时，引起紧靠SPD芯片的NTC热敏电阻的阻值变化，并被主控模块1 采集；此时，主控模块1根据阻值变化检索预存的温阻曲线，得到对应的检测温度值。

另外，安装在被测SPD放置空间内的室温测量元件(在本实施例中室温测量元件也是NTC热敏电阻)同步进行温度测量，得到环境温度并上传至主控模块1；主控模块1根据同一时间内环境温度与检测温度值的变化量，可进一步确定被测SPD的实际温升(实际温度变化量)。

其中，当主控模块1判断到任一被测SPD的检测温度值超过设置的报警温度阈值时，将驱动报警模块5进行声光报警，直至人为干涉关闭；同时通过通信模块7向上位机发送报警信号，进行远程报警。

最后，主控模块1根据需要定时或实时的将浪涌脉冲信息(包括浪涌脉冲和对应的发生时刻)、检测温度值、实际温度变化量通过无线(4G或WiFi)或有线(232通讯端口或485通讯端口)的方式上传至上位机电脑(或后台数据库) 中，包括但不限于多数据的同步上传、异步上传。

如此，上位机根据获取到的监测数据，可汇编成被测SPD工况下的年月日温度变化曲线，并和浪涌脉冲发生时刻形成对应图表，显示吸收浪涌后被测SPD 的发热状况和长期工况下的老化状况。此温度变化曲线亦可根据对应的实际温度变化量进行修正，得到被测SPD在工况下的温升曲线。

本实用新型实施例根据SPD记录监测装置，设计了对应的检测保护方法，预先设置对应的处理逻辑，在浪涌保护器工作时，实况采集其工作状态及工作环境信息，设置报警温度阈值，可在出现非正常状态进行预警，提醒工作人员进行维护处理，设置温度校正步骤，可进一步提高监测数据的准确性，便于工作人员数据分析，从而进一步地保证设备的工作安全，做到新旧浪涌保护器无缝对接更換，从而降低浪涌雷击风险。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种SPD记录监测装置，其特征在于：包括安装壳体和安装在所述安装壳体内部电性连接的主控模块、报警模块，以及与所述主控模块连接的温度检测模块、温度校正模块、浪涌记录模块、人机交互模块、通信模块；所述温度检测模块安装在被测SPD近侧，所述浪涌记录模块固定在所述被测SPD的电源线上，所述温度校正模块安装于所述被测SPD外侧。

2.如权利要求1所述的一种SPD记录监测装置，其特征在于：所述浪涌记录模块包括对应于所述被测SPD的若干个脉冲传感器，所述脉冲传感器安装在所述被测SPD的零线外部、紧贴所述零线。

3.如权利要求1所述的一种SPD记录监测装置，其特征在于：所述温度校正模块为安装在所述被测SPD放置空间内的室温测量元件，所述室温测量元件为温度采集器。

4.如权利要求1所述的一种SPD记录监测装置，其特征在于：所述温度检测模块包括安装在所述被测SPD内部与芯片紧贴的温度采集器。

5.如权利要求4所述的一种SPD记录监测装置，其特征在于：据被测SPD的接线保护模式，所述温度采集器之间亦采用同样的共零线连接方式；

或者，每一所述温度采集器与所述主控模块独立连接；

又或者，所述温度检测模块包括与主控模块独立连接的至少两组所述温度采集器、以及至少一个室温温度采集器；其中，每一组所述温度采集器均采用共零线连接方式；

又或者，所述温度检测模块包括一种或多种上述连接方式中的所述温度采集器。

6.如权利要求1所述的一种SPD记录监测装置，其特征在于：所述安装壳体为内部中空的多阶凸台，所述凸台正面设有第一预留窗口、第二预留窗口，两侧边缘设有若干个与所述主控模块电性连接的接线端口，背面中部设有一向内凹陷的条形卡槽。

7.如权利要求6所述的一种SPD记录监测装置，其特征在于：所述报警模块包括分别与所述主控模块连接的蜂鸣器和LED灯；所述LED灯正对所述第一预留窗口固定安装在所述安装壳体内部。

8.如权利要求6所述的一种SPD记录监测装置，其特征在于：所述人机交互模块正对所述第二预留窗口固定安装在所述安装壳体内部；所述人机交互模块包括显示屏和按键，或者所述人机交互模块包括触摸屏。

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