專利名稱：防雷裝置在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種防雷裝置在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀，屬于儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，防雷領(lǐng)域大多數(shù)還采用傳統(tǒng)的防雷保護(hù)手段，產(chǎn)品單一，檢測(cè)和維護(hù)方式落后，產(chǎn)品自檢、智能化程度低，沒有一款專用雷電防護(hù)系統(tǒng)。雖然安裝了很多防雷器，但是運(yùn)行狀態(tài)沒有管理手段，在外觀上無(wú)法知道器件的好壞，有些器件由于保護(hù)電路加入的關(guān)系，模塊損害后就自動(dòng)脫離，給設(shè)備的安全運(yùn)行帶來(lái)極大的隱患。即便是有顯示的，也需要到現(xiàn)場(chǎng)查看，影響保護(hù)的實(shí)時(shí)性。另外，由于現(xiàn)代生產(chǎn)規(guī)模大，大型防雷系統(tǒng)安裝產(chǎn)品數(shù)量多、設(shè)備分布廣、維護(hù)不便、采集數(shù)據(jù)困難等諸多因素的影響，導(dǎo)致很多防雷模塊失效后，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，給防雷工作帶來(lái)安全隱患。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種防雷裝置在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀，其可實(shí)現(xiàn)對(duì)防雷器件的在線監(jiān)測(cè)，對(duì)接地電阻、漏電流、雷擊等相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)，掌握當(dāng)?shù)乩纂姙?zāi)害及防雷設(shè)備狀況，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行；改變了過(guò)去防雷數(shù)據(jù)沒有全面的記錄和統(tǒng)計(jì)，無(wú)法科學(xué)管理和科學(xué)設(shè)計(jì)的局面，使今后的防雷設(shè)計(jì)更加具有科學(xué)性和針對(duì)性。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種防雷裝置在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀，包括遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀，防雷模塊監(jiān)測(cè)儀和接地電阻監(jiān)測(cè)儀三部分，其特征在于:遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀是用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)由配電柜和電涌保護(hù)箱組成的供電系統(tǒng)的相關(guān)電參數(shù)和系統(tǒng)工作狀態(tài)，負(fù)責(zé)接收防雷模塊監(jiān)測(cè)儀和接地電阻監(jiān)測(cè)儀的數(shù)據(jù)，通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)送至現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)(上位機(jī))系統(tǒng)；防雷模塊監(jiān)測(cè)儀是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)浪涌保護(hù)器因雷擊電磁脈沖造成的劣化程度，為檢測(cè)避雷器裝置的性能提供了可靠的依據(jù)，通過(guò)無(wú)線或有線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀；接地電阻監(jiān)測(cè)儀是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)接地電阻值的大小，通過(guò)無(wú)線或有線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀；所述的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀包括遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器、雷電數(shù)據(jù)采集模塊、供電采集電路、接地判斷電路、SPD模塊監(jiān)測(cè)電路、開關(guān)電源電路、片外存儲(chǔ)器電路、指示燈電路、溫度采集電路、時(shí)鐘電路、U盤數(shù)據(jù)采集電路、按鍵電路、通信電路1、通信電路2及液晶顯示電路；其中主控制器采用高速、抗干擾強(qiáng)、功能齊全、存儲(chǔ)容量大的微控制器，雷電數(shù)據(jù)采集電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器5連接，將采集到的雷電流數(shù)據(jù)通過(guò)總線送入到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器5中進(jìn)行處理；供電采集電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器連接，將交流電經(jīng)過(guò)整流后送入遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器自帶的模數(shù)轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行處理；接地判斷電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器連接，通過(guò)光耦合三極管組成的隔離比較電路送到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器中進(jìn)行處理；sro模塊監(jiān)測(cè)電路與主控制器連接，將sro模塊的狀態(tài)信號(hào)通過(guò)光耦隔離，送入到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器中進(jìn)行處理；片外存儲(chǔ)器電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器連接，將系統(tǒng)初始化的數(shù)據(jù)和雷電流的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，防止數(shù)據(jù)掉電丟失；指示燈電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器、開關(guān)電源連接；溫度采集電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器連接，采集周圍溫度，通過(guò)總線將數(shù)據(jù)送入到主控制器中；時(shí)鐘電路與主控制器連接，U盤數(shù)據(jù)采集電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器連接，是通過(guò)U盤采集記錄儀當(dāng)前的各項(xiàng)數(shù)據(jù)；按鍵電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器連接，是通過(guò)各個(gè)開關(guān)來(lái)控制記錄儀的工作和顯示；通信電路I與現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)(上位機(jī))系統(tǒng)進(jìn)行通信，通信電路2與sro信息監(jiān)測(cè)記錄儀、接地電阻監(jiān)測(cè)記錄儀進(jìn)行通信；液晶顯示電路是記錄儀前面板顯示；開關(guān)電源模塊是將供電的交流電轉(zhuǎn)換為多路直流電壓給系統(tǒng)供電。所述遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀中的通信電路I有多種，無(wú)線方式可以選擇GPRS模塊或者帶有無(wú)線路由的ZigBee無(wú)線模塊；有線方式可以選擇電力載波或者RS485總線方式。所述遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀中的通信電路2有多種，無(wú)線方式可以選擇RF無(wú)線模塊或者帶有無(wú)線路由的ZigBee無(wú)線模塊；有線方式可以選擇電力載波或者RS485總線方式；通信協(xié)議采用ModBus工業(yè)總線協(xié)議。防雷模塊監(jiān)測(cè)儀包括主控制器、電流互感器、電流電壓轉(zhuǎn)換電路、SPD模塊監(jiān)測(cè)電路、開關(guān)電源電路、片外存儲(chǔ)器電路、指示燈電路、溫度采集電路、時(shí)鐘電路、U盤數(shù)據(jù)采集電路、通信電路；其中電流互感器與電流電壓轉(zhuǎn)換電路連接，利用電磁感應(yīng)非接觸采集微弱電流信號(hào)。電流電壓轉(zhuǎn)換電路與防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器連接，把采集到的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，送入到主控制器中自帶的模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行處理；sro模塊監(jiān)測(cè)電路與主控制器連接，采集多路sro模塊狀態(tài)信號(hào)；片外存儲(chǔ)器電路與防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器連接，將系統(tǒng)初始化的數(shù)據(jù)和雷電流的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，指示燈電路與防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器連接，顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)；溫度采集電路與防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器連接，采集周圍溫度，通過(guò)總線將數(shù)據(jù)送入到防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器中；時(shí)鐘電路與主控制器連接，U盤數(shù)據(jù)采集電路與防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器連接，通信電路是與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀進(jìn)行通信。開關(guān)電源模塊是將供電的交流電轉(zhuǎn)換為多路直流電壓給系統(tǒng)供電。上述防雷模塊監(jiān)測(cè)儀中的通信電路有多種，無(wú)線方式可以選擇RF無(wú)線模塊或者帶有無(wú)線路由的ZigBee無(wú)線模塊；有線方式可以選擇電力載波或者RS485總線方式。通信協(xié)議采用ModBus工業(yè)總線協(xié)議。接地電阻監(jiān)測(cè)儀包括接地電阻監(jiān)測(cè)儀的主控制器、接地電阻采集電路、繼電器開關(guān)切換電路、指示燈電路、電源電路及通信模塊；其中接地電阻采集電路與接地電阻監(jiān)測(cè)儀的主控制器連接，負(fù)責(zé)采集當(dāng)前接地回路的電阻值，送入到接地電阻監(jiān)測(cè)儀的主控制器中進(jìn)行處理；繼電器開關(guān)切換電路與接地電阻監(jiān)測(cè)儀的主控制器連接，指示燈電路與接地電阻監(jiān)測(cè)儀的主控制器連接，電源電路是將供電的交流電轉(zhuǎn)換為多路直流電壓給系統(tǒng)供電。上述接地電阻監(jiān)測(cè)記錄儀中的通信電路有多種，無(wú)線方式可以選擇RF無(wú)線模塊或者帶有無(wú)線路由的ZigBee無(wú)線模塊；有線方式可以選擇電力載波或者RS485總線方式。通信協(xié)議采用ModBus工業(yè)總線協(xié)議。本實(shí)用新型的積極效果是其可實(shí)現(xiàn)對(duì)防雷器件的在線監(jiān)測(cè)，對(duì)接地電阻、漏電流、雷擊等相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)，掌握當(dāng)?shù)乩纂姙?zāi)害及防雷設(shè)備狀況，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行；具體的說(shuō)(I).監(jiān)測(cè)并記錄作用于電涌保護(hù)箱的雷擊電流或由浪涌電壓引起的浪涌電流；(2).監(jiān)測(cè)在線電源工作狀態(tài)；[0015](3).監(jiān)測(cè)記錄儀接地情況；(4).實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)不同位置的溫度；(5).U盤進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；(6).實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多相線sro狀態(tài)；(7).實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多相線SPD溫度；(8).實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多相線sro漏電流大??；(9).實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)接地電阻值的大?。?10).通過(guò)有限或無(wú)線通信設(shè)備將信息傳至監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。

圖1是本儀器的總體原理結(jié)構(gòu)框圖。圖2是遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的結(jié)構(gòu)框圖。圖3是防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的結(jié)構(gòu)框圖。圖4是接地電阻監(jiān)測(cè)儀的結(jié)構(gòu)框圖。圖5是遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀地線判斷電路圖。圖6是防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的電流電壓轉(zhuǎn)換電路圖。圖7是接地電阻監(jiān)測(cè)儀的通信電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述:如圖1所示，一種防雷裝置在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀，包括遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀1，防雷模塊監(jiān)測(cè)儀4和接地電阻監(jiān)測(cè)儀3三部分，其特征在于:遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I是用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)由配電柜和電涌保護(hù)箱組成的供電系統(tǒng)的相關(guān)電參數(shù)和系統(tǒng)工作狀態(tài)，包括監(jiān)測(cè)并記錄作用于電涌保護(hù)箱的雷擊電流或有浪涌電壓引起的浪涌電流，監(jiān)測(cè)在線電源的工作狀態(tài)，監(jiān)測(cè)接地情況，監(jiān)測(cè)不同位置的溫度。同時(shí)起著數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)作用，負(fù)責(zé)接收防雷模塊監(jiān)測(cè)儀4和接地電阻監(jiān)測(cè)儀3的數(shù)據(jù)，通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)送至現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)(上位機(jī))系統(tǒng)2 ;防雷模塊監(jiān)測(cè)儀4是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)浪涌保護(hù)器因雷擊電磁脈沖造成的劣化程度，為檢測(cè)避雷器裝置的性能提供了可靠的依據(jù)，通過(guò)無(wú)線或有線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I ;包括監(jiān)測(cè)sro各個(gè)電源相線漏電流的大小，監(jiān)測(cè)各個(gè)sro模塊溫度，監(jiān)測(cè)sro模塊的故障，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及u盤采集，通過(guò)無(wú)線或有線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I等功能。接地電阻監(jiān)測(cè)儀3是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)接地電阻值的大小，包括監(jiān)測(cè)接地電阻值，通過(guò)無(wú)線或有線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I;如圖2所示，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I包括遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器5、雷電數(shù)據(jù)采集模塊、供電采集電路、接地判斷電路6、SPD模塊監(jiān)測(cè)電路、開關(guān)電源電路、片外存儲(chǔ)器電路、指示燈電路、溫度采集電路、時(shí)鐘電路、U盤數(shù)據(jù)采集電路7、按鍵電路、通信電路1、通信電路2及液晶顯示電路；其中遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I的主控制器采用高速、抗干擾強(qiáng)、功能齊全、存儲(chǔ)容量大的微控制器，程序上結(jié)構(gòu)采用時(shí)間片分時(shí)調(diào)度及前后臺(tái)中斷機(jī)制。雷電數(shù)據(jù)采集電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I的主控制器的IO 口連接，將采集到的雷電流數(shù)據(jù)通過(guò)總線送入到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I的主控制器中進(jìn)行處理。供電采集電路將交流電經(jīng)過(guò)整流后，與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I的主控制器自帶的模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。接地判斷電路6與將交流電經(jīng)過(guò)整流后主控制器的IO 口連接，通過(guò)光耦合三極管等組成的隔離比較電路送到主控制器中進(jìn)行處理。sro模塊監(jiān)測(cè)電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀1的主控制器連接，將sro模塊的狀態(tài)信號(hào)通過(guò)光耦隔離，送入到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀1的主控制器中進(jìn)行處理。片外存儲(chǔ)器電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀1的主控制器的I2C連接，將系統(tǒng)初始化的數(shù)據(jù)和雷電流的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，防止數(shù)據(jù)掉電丟失。指示燈電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I的主控制器、開關(guān)電源連接，包括系統(tǒng)供電指示燈，報(bào)警指示燈和通信狀態(tài)指示燈。溫度采集電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀1的主控制器的IO 口連接，采集周圍溫度，通過(guò)總線將數(shù)據(jù)送入到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I的主控制器中。時(shí)鐘電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I的主控制器的SPI 口連接，是記錄當(dāng)前的工作時(shí)間。U盤數(shù)據(jù)采集電路7與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I的主控制器的IO 口連接，是通過(guò)U盤采集記錄儀當(dāng)前的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。按鍵電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I的主控制器的IO 口連接，是通過(guò)各個(gè)開關(guān)來(lái)控制記錄儀的工作和顯示。通信電路I是與現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)(上位機(jī))系統(tǒng)2進(jìn)行通信。通信電路I是與現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)(上位機(jī))系統(tǒng)2進(jìn)行通信。通信電路2是與sro信息監(jiān)測(cè)記錄儀、接地電阻監(jiān)測(cè)記錄儀進(jìn)行通信。液晶顯示電路是記錄儀前面板顯示。開關(guān)電源模塊是將供電的交流電轉(zhuǎn)換為多路直流電壓給系統(tǒng)供電。上述遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I中的通信電路I有多種，無(wú)線方式可以選擇GPRS模塊或者帶有無(wú)線路由的ZigBee無(wú)線模塊；有線方式可以選擇電力載波或者RS485總線方式，通過(guò)串口與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I的主控制器相連進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。上述遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I中的通信電路2有多種，無(wú)線方式可以選擇RF無(wú)線模塊或者帶有無(wú)線路由的ZigBee無(wú)線模塊；有線方式可以選擇電力載波或者RS485總線方式。通信協(xié)議采用ModBus工業(yè)總線協(xié)議，通過(guò)串口與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I的主控制器相連進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。如圖3所示，防雷模塊監(jiān)測(cè)儀4的結(jié)構(gòu)包括防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器、電流互感器、電流電壓轉(zhuǎn)換電路8、SPD模塊監(jiān)測(cè)電路、開關(guān)電源電路、片外存儲(chǔ)器電路、指示燈電路、溫度采集電路、時(shí)鐘電路、U盤數(shù)據(jù)采集電路7、通信電路。防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器采用高速、抗干擾強(qiáng)、功能齊全、存儲(chǔ)容量大的微控制器，程序上采用程序上結(jié)構(gòu)采用前后臺(tái)中斷機(jī)制。電路互感器與電流電壓轉(zhuǎn)換電路8連接，利用電磁感應(yīng)非接觸采集微弱電流信號(hào)。電流電壓轉(zhuǎn)換電路8是把采集到的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，與防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的中控制器的AD轉(zhuǎn)換器連接進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。sro模塊監(jiān)測(cè)電路與防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器的IO口連接，采集多路sro模塊狀態(tài)信號(hào)。片外存儲(chǔ)器電路與防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的中控制器I2C總線連接，是將系統(tǒng)初始化的數(shù)據(jù)和雷電流的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，防止數(shù)據(jù)掉電丟失。指示燈電路與防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器的IO 口連接，顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)。溫度采集電路與防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器德IO 口連接，采集周圍溫度，通過(guò)總線將數(shù)據(jù)送入到防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器中。時(shí)鐘電路與防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器SPI總線連接，是記錄當(dāng)前的工作時(shí)間。U盤數(shù)據(jù)采集電路7與防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器的IO 口連接，是通過(guò)U盤采集記錄儀當(dāng)前的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。通信電路是與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I進(jìn)行通信。開關(guān)電源模塊是將供電的交流電轉(zhuǎn)換為多路直流電壓給系統(tǒng)供電。上述防雷模塊監(jiān)測(cè)儀4中的通信電路有多種，無(wú)線方式可以選擇RF無(wú)線模塊或者帶有無(wú)線路由的ZigBee無(wú)線模塊；有線方式可以選擇電力載波或者RS485總線方式。通信協(xié)議采用ModBus工業(yè)總線協(xié)議，通過(guò)串口與防雷模塊監(jiān)測(cè)儀4的主控制器相連進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。如圖4所示，接地電阻監(jiān)測(cè)儀3的結(jié)構(gòu)包括接地電阻監(jiān)測(cè)儀的主控制器、接地電阻采集模塊、繼電器開關(guān)切換電路、指示燈電路、電源電路及通信模塊。接地電阻監(jiān)測(cè)儀3的主控制器采用高速、抗干擾強(qiáng)、功能齊全的微控制器，程序上采用程序上結(jié)構(gòu)采用前后臺(tái)中斷機(jī)制。接地電阻采集模塊與接地電阻監(jiān)測(cè)儀的主控制器連接，負(fù)責(zé)采集當(dāng)前接地回路的電阻值，通過(guò)串口送入到接地電阻監(jiān)測(cè)儀的主控制器中進(jìn)行處理。繼電器開關(guān)切換電路與接地電阻監(jiān)測(cè)儀3的主控制器的IO 口連接，負(fù)責(zé)切換回路。指示燈電路與接地電阻監(jiān)測(cè)儀3的主控制器的IO 口連接，包括系統(tǒng)供電指示燈，報(bào)警指示燈和通信狀態(tài)指示燈。電源電路是將供電的交流電轉(zhuǎn)換為多路直流電壓給系統(tǒng)供電。上述接地電阻監(jiān)測(cè)記錄儀中的通信電路有多種，無(wú)線方式可以選擇RF無(wú)線模塊或者帶有無(wú)線路由的ZigBee無(wú)線模塊；有線方式可以選擇電力載波或者RS485總線方式。通信協(xié)議采用ModBus工業(yè)總線協(xié)議，通過(guò)串口與接地電阻監(jiān)測(cè)儀3的主控制器相連進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。如圖5所示，該電路圖為遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I地線判斷電路圖，作用是檢測(cè)地線是否斷開。通過(guò)工頻變壓器把火線和零線間的電壓隔離變換之后，在與地線組成回路，從而判斷該回路是否存在電壓，若有正弦電壓，則認(rèn)為地線完好；若是開路，則認(rèn)為地線斷開。該電路中，變壓器隔離轉(zhuǎn)換后的電壓經(jīng)過(guò)光耦隔離，然后經(jīng)過(guò)三極管組成的比較器，處理后的電壓后送入到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I中主控制器的IO 口中進(jìn)行檢測(cè)處理。若電壓為50Hz的5V高低電平，則說(shuō)明地線完好；若電壓為低電平，則說(shuō)明地線斷開。如圖6所示，是防雷模塊監(jiān)測(cè)儀4的電流電壓轉(zhuǎn)換電路圖。該電路的作用是把電流互感器采集到的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，送入到防雷模塊監(jiān)測(cè)儀4中的主控器的AD轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行處理。圖6中二極管起保護(hù)作用；前級(jí)運(yùn)放的作用為將電流轉(zhuǎn)換為電壓并放大一定倍數(shù)；后級(jí)運(yùn)放的作用為濾波、隔直流和微調(diào)放大。如圖7所示，接地電阻監(jiān)測(cè)儀3的數(shù)據(jù)處理和通信電路。該電路的作用是處理采集到的接地電阻數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的運(yùn)算之后，通過(guò)串口將數(shù)據(jù)送入到通信模塊中，然后將數(shù)據(jù)送入到遠(yuǎn)程檢測(cè)記錄儀中匯總。圖中三極管和繼電器組成的切換電路，與接地電阻監(jiān)測(cè)儀3的主控器的IO 口連接，主要是切換輔助接地極。接地電阻監(jiān)測(cè)儀3的主控器是進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算、切換接地極、發(fā)送數(shù)據(jù)的作用。LED指示燈與接地電阻監(jiān)測(cè)儀3的主控器的IO 口連接，顯示當(dāng)前的工作狀態(tài)。
實(shí)施例某工廠廠房安裝有3套防雷在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I和I套防雷在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)(上位機(jī))，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工廠配電情況，I套防雷在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀包括I臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀1，安裝在一級(jí)浪涌保護(hù)器附近；2臺(tái)防雷模塊監(jiān)測(cè)儀4，分別安裝在二級(jí)、三級(jí)浪涌保護(hù)器附近；1臺(tái)接地電阻監(jiān)測(cè)儀3，安裝在接地極附近。經(jīng)過(guò)計(jì)算，共需要3臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀，6臺(tái)防雷模塊監(jiān)測(cè)儀4，3臺(tái)接地電阻監(jiān)測(cè)儀3。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I與防雷模塊監(jiān)測(cè)儀4、接地電阻監(jiān)測(cè)儀3的通信模塊采用RF (Radio Frequency)無(wú)線模塊(型號(hào)F50)，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I與上位機(jī)通信采用有無(wú)線路由的ZigBee無(wú)線模塊(型號(hào)HAC-UNet)。上位機(jī)系統(tǒng)采用安裝有相應(yīng)程序的研華工控機(jī)(型號(hào)610L)。語(yǔ)音報(bào)警卡采用東進(jìn)D081A模擬語(yǔ)音卡.[0042]遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括主控制器、雷電數(shù)據(jù)采集模塊、供電采集電路、接地判斷電路6、SPD模塊監(jiān)測(cè)電路、開關(guān)電源電路、片外存儲(chǔ)器電路、指示燈電路、溫度采集電路、時(shí)鐘電路、U盤數(shù)據(jù)采集電路7、按鍵電路、通信電路1、通信電路2及液晶顯示電路。所述遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀I的主控制器為微控制器，型號(hào)ATmegal28A (ATMEL公司生產(chǎn))，負(fù)責(zé)對(duì)記錄儀控制。供電采集電路由電阻、電容、二極管、運(yùn)算放大器組成，關(guān)鍵元件運(yùn)算放大器的型號(hào)為L(zhǎng)M324 (德州儀器公司生產(chǎn))。接地判斷電路6由電阻、光電耦合器及三極管組成，關(guān)鍵元件光電耦合器型號(hào)為TLP521 (TOSHIBA公司生產(chǎn))。SPD模塊監(jiān)測(cè)電路由電阻、光電稱合器組成，關(guān)鍵兀件光電稱合器型號(hào)為TLP521 (TOSHIBA公司生產(chǎn))。開關(guān)電源電路由AC-DC模塊、電阻、電容、電感、變壓器、二極管組成，關(guān)鍵元件AC-DC模塊型號(hào)為L(zhǎng)H20-10C0512-04(廣州金升陽(yáng)公司生產(chǎn))。片外存儲(chǔ)器電路由電阻、EEPROM芯片組成，關(guān)鍵元件EEPROM芯片型號(hào)為AT24C256B (ATMEL公司生產(chǎn))。溫度采集電路由電阻和溫度傳感器組成，關(guān)鍵元件溫度傳感器型號(hào)為DS18B20 (Dallas公司生產(chǎn))。時(shí)鐘電路由晶振、電阻、電池、時(shí)間芯片組成，關(guān)鍵器件時(shí)間芯片為DS1302 (Dallas公司生產(chǎn))。U盤數(shù)據(jù)采集電路7由晶振、電阻、電容、U盤讀寫芯片組成，關(guān)鍵器件U盤讀寫芯片型號(hào)為CH376S (南京沁恒公司生產(chǎn))。防雷模塊監(jiān)測(cè)儀4的結(jié)構(gòu)如圖所示，包括防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器、電流互感器、電流轉(zhuǎn)換電路8、SPD模塊監(jiān)測(cè)電路、開關(guān)電源電路、片外存儲(chǔ)器電路、指示燈電路、溫度采集電路、時(shí)鐘電路、U盤數(shù)據(jù)采集電路7、通信電路。所述防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器為微控制器，型號(hào)ATmega32A (ATMEL公司生產(chǎn))，負(fù)責(zé)對(duì)記錄儀控制。電流轉(zhuǎn)換電路由電阻、電容、二極管、運(yùn)算放大器組成，關(guān)鍵元件運(yùn)算放大器的型號(hào)為TLC274 (德州儀器公司生產(chǎn))。片外存儲(chǔ)器電路由電阻、EEPROM芯片組成，關(guān)鍵元件EEPROM芯片型號(hào)為AT24C256B(ATMEL公司生產(chǎn))。溫度采集電路由電阻和溫度傳感器組成，關(guān)鍵元件溫度傳感器型號(hào)為DS18B20 (Dallas公司生產(chǎn))。時(shí)鐘電路由晶振、電阻、電池、時(shí)間芯片組成，關(guān)鍵器件時(shí)間芯片為DS1302 (Dallas公司生產(chǎn))。U盤數(shù)據(jù)采集電路7由晶振、電阻、電容、U盤讀寫芯片組成，關(guān)鍵器件U盤讀寫芯片型號(hào)為CH376S (南京沁恒公司生產(chǎn))。接地電阻監(jiān)測(cè)儀3的結(jié)構(gòu)如圖所示。包括防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器、接地電阻采集電路、繼電器開關(guān)切換電路、指示燈電路、電源電路及通信模塊。所述主控制器為微控制器，型號(hào)AT98C2051 (ATMEL公司生產(chǎn))，負(fù)責(zé)對(duì)記錄儀控制。繼電器開關(guān)切換電路由繼電器、電阻、電容、二極管、三極管，關(guān)鍵器件繼電器型號(hào)為JQX-14FT (申樂(lè)電氣公司生產(chǎn))。
權(quán)利要求1.一種防雷裝置在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀，包括遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀，防雷模塊監(jiān)測(cè)儀和接地電阻監(jiān)測(cè)儀三部分，其特征在于:遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀是用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)由配電柜和電涌保護(hù)箱組成的供電系統(tǒng)的相關(guān)電參數(shù)和系統(tǒng)工作狀態(tài)，負(fù)責(zé)接收防雷模塊監(jiān)測(cè)儀和接地電阻監(jiān)測(cè)儀的數(shù)據(jù)，通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)送至現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)即上位機(jī)系統(tǒng)；防雷模塊監(jiān)測(cè)儀是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)浪涌保護(hù)器因雷擊電磁脈沖造成的劣化程度，為檢測(cè)避雷器裝置的性能提供了可靠的依據(jù)，通過(guò)無(wú)線或有線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀；接地電阻監(jiān)測(cè)儀是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)接地電阻值的大小，通過(guò)無(wú)線或有線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種防雷裝置在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀，其特征在于所述的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀包括遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器、雷電數(shù)據(jù)采集模塊、供電采集電路、接地判斷電路、sro模塊監(jiān)測(cè)電路、開關(guān)電源電路、片外存儲(chǔ)器電路、指示燈電路、溫度采集電路、時(shí)鐘電路、U盤數(shù)據(jù)采集電路、按鍵電路、通信電路1、通信電路2及液晶顯示電路；其中主控制器采用高速、抗干擾強(qiáng)、功能齊全、存儲(chǔ)容量大的微控制器，雷電數(shù)據(jù)采集電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器連接，將采集到的雷電流數(shù)據(jù)通過(guò)總線送入到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器中進(jìn)行處理；供電采集電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器連接，將交流電經(jīng)過(guò)整流后送入遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器自帶的模數(shù)轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行處理；接地判斷電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器連接，通過(guò)光耦合三極管組成的隔離比較電路送到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器中進(jìn)行處理；sro模塊監(jiān)測(cè)電路與主控制器連接，將sro模塊的狀態(tài)信號(hào)通過(guò)光耦隔離，送入到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器中進(jìn)行處理；片外存儲(chǔ)器電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器連接，將系統(tǒng)初始化的數(shù)據(jù)和雷電流的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，防止數(shù)據(jù)掉電丟失；指示燈電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器、開關(guān)電源連接；溫度采集電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器連接，采集周圍溫度，通過(guò)總線將數(shù)據(jù)送入到主控制器中；時(shí)鐘電路與主控制器連接，u盤數(shù)據(jù)采集電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器連接，是通過(guò)u盤采集記錄儀當(dāng)前的各項(xiàng)數(shù)據(jù)；按鍵電路與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀的主控制器連接，是通過(guò)各個(gè)開關(guān)來(lái)控制記錄儀的工作和顯示；通信電路1與現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)即上位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信，通信電路2與sro信息監(jiān)測(cè)記錄儀、接地電阻監(jiān)測(cè)記錄儀進(jìn)行通信；液晶顯示電路是記錄儀前面板顯示；開關(guān)電源模塊是將供電的交流電轉(zhuǎn)換為多路直流電壓給系統(tǒng)供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種防雷裝置在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀，其特征在于所述遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀中的通信電路1有多種，無(wú)線方式可以選擇GPRS模塊或者帶有無(wú)線路由的ZigBee無(wú)線模塊；有線方式可以選擇電力載波或者RS485總線方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種防雷裝置在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀，其特征在于所述遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀中的通信電路2有多種，無(wú)線方式可以選擇RF無(wú)線模塊或者帶有無(wú)線路由的ZigBee無(wú)線模塊；有線方式可以選擇電力載波或者RS485總線方式；通信協(xié)議采用ModBus工業(yè)總線協(xié)議。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種防雷裝置在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀，其特征在于防雷模塊監(jiān)測(cè)儀包括主控制器、電流互感器、電流電壓轉(zhuǎn)換電路、sro模塊監(jiān)測(cè)電路、開關(guān)電源電路、片外存儲(chǔ)器電路、指示燈電路、溫度采集電路、時(shí)鐘電路、u盤數(shù)據(jù)采集電路、通信電路；其中電流互感器與電流電壓轉(zhuǎn)換電路連接，利用電磁感應(yīng)非接觸采集微弱電流信號(hào)；電流電壓轉(zhuǎn)換電路與防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器連接，把采集到的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，送入到主控制器中自帶的模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行處理；sro模塊監(jiān)測(cè)電路與主控制器連接，采集多路sro模塊狀態(tài)信號(hào)；片外存儲(chǔ)器電路與防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器連接，將系統(tǒng)初始化的數(shù)據(jù)和雷電流的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，指示燈電路與防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器連接，顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)；溫度采集電路與防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器連接，采集周圍溫度，通過(guò)總線將數(shù)據(jù)送入到防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器中；時(shí)鐘電路與主控制器連接，u盤數(shù)據(jù)采集電路與防雷模塊監(jiān)測(cè)儀的主控制器連接，通信電路是與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀進(jìn)行通信；開關(guān)電源模塊是將供電的交流電轉(zhuǎn)換為多路直流電壓給系統(tǒng)供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的一種防雷裝置在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀，其特征在于所述防雷模塊監(jiān)測(cè)儀中的通信電路有多種，無(wú)線方式可以選擇RF無(wú)線模塊或者帶有無(wú)線路由的ZigBee無(wú)線模塊；有線方式可以選擇電力載波或者RS485總線方式；通信協(xié)議采用ModBus工業(yè)總線協(xié)議；接地電阻監(jiān)測(cè)儀包括接地電阻監(jiān)測(cè)儀的主控制器、接地電阻采集電路、繼電器開關(guān)切換電路、指示燈電路、電源電路及通信模塊；其中接地電阻采集電路與接地電阻監(jiān)測(cè)儀的主控制器連接，負(fù)責(zé)采集當(dāng)前接地回路的電阻值，送入到接地電阻監(jiān)測(cè)儀的主控制器中進(jìn)行處理；繼電器開關(guān)切換電路與接地電阻監(jiān)測(cè)儀的主控制器連接，指示燈電路與接地電阻監(jiān)測(cè)儀的主控制器連接，電源電路是將供電的交流電轉(zhuǎn)換為多路直流電壓給系統(tǒng)供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的一種防雷裝置在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀，其特征在于所述的接地電阻監(jiān)測(cè)記錄儀中的通信電路有多種，無(wú)線方式可以選擇RF無(wú)線模塊或者帶有無(wú)線路由的ZigBee無(wú)線模塊；有線方式可以選擇電力載波或者RS485總線方式；通信協(xié)議采用ModBus工業(yè)總線協(xié)議。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種防雷裝置在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀，其特征在于遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀是負(fù)責(zé)接收防雷模塊監(jiān)測(cè)儀和接地電阻監(jiān)測(cè)儀的數(shù)據(jù)，通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)送至現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)(上位機(jī))系統(tǒng)；防雷模塊監(jiān)測(cè)儀是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)浪涌保護(hù)器因雷擊電磁脈沖造成的劣化程度，為檢測(cè)避雷器裝置的性能提供了可靠的依據(jù)，通過(guò)無(wú)線或有線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀；接地電阻監(jiān)測(cè)儀通過(guò)無(wú)線或有線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄儀；其可實(shí)現(xiàn)對(duì)防雷器件的在線監(jiān)測(cè)，對(duì)接地電阻、漏電流、雷擊等相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)，掌握當(dāng)?shù)乩纂姙?zāi)害及防雷設(shè)備狀況，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行；改變了過(guò)去防雷數(shù)據(jù)沒有全面的記錄和統(tǒng)計(jì)，無(wú)法科學(xué)管理和科學(xué)設(shè)計(jì)的局面，使今后的防雷設(shè)計(jì)更加具有科學(xué)性和針對(duì)性。
文檔編號(hào)G01R31/00GK203012034SQ20122047140
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者王樹武, 金希文, 李文強(qiáng), 趙陸, 李海波, 李亞杰, 安劍 申請(qǐng)人:吉林省泰華電子有限公司