專利名稱：具有自行監(jiān)控功能的電涌保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電涌保護(hù)器，尤其涉及一種通過參數(shù)^:定自行監(jiān)控的電涌保護(hù)器。
背景技術(shù)：
電涌保護(hù)器(Surge Protective Device,SPD)是用以限制瞬態(tài)過電壓和引導(dǎo) 電涌電流的一種設(shè)備，它至少包括一種非線性元件。由于它不僅具備有防雷 的功能，而且還具有抑制過電壓的作用，因此SPD廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域，比如 氣象災(zāi)害領(lǐng)域。當(dāng)出現(xiàn)電涌時(shí)，SPD通過自身能限制瞬態(tài)過電壓和分走電涌電 流的特性，將被將從線路進(jìn)來的瞬態(tài)過電壓限制在設(shè)備的耐壓值以下，從而 得到保護(hù)設(shè)備的目的。但是，當(dāng)電涌電壓超過SPD設(shè)計(jì)的最大承受能力和放電 電流容量時(shí)，SPD可能會(huì)失效或被損壞，因此需要在下一電涌到來之前替換掉 失效的SPD。然而，SPD處于開路失效模式時(shí)，是很難發(fā)現(xiàn)SPD已失效，由此 出現(xiàn)被保護(hù)設(shè)備不再受保護(hù)的后果；更有甚者，SPD處于短路或低阻抗的失效 模式時(shí)，正常的工作電源會(huì)通過失效了的SPD,導(dǎo)致失效的SPD發(fā)熱，如果不 及時(shí)切斷電源，引起火災(zāi)等對(duì)人民生命和財(cái)產(chǎn)造成重大損失的事件發(fā)生。因 此，在SPD的使用過程中，需要對(duì)SPD進(jìn)行監(jiān)控，以便了解SPD的工作狀態(tài)， 以及在SPD失效時(shí)能及時(shí)處理。
目前，SPD常用的監(jiān)控方法主要有以下幾種
第一種監(jiān)控方法是由專業(yè)監(jiān)控人員到現(xiàn)場(chǎng)，拆卸SPD進(jìn)行測(cè)量，以確定 SPD是否需要更換。這種監(jiān)控方法需要SPD停止工作進(jìn)行斷電測(cè)量，不僅費(fèi)時(shí) 費(fèi)力而且效率非常低，最重要的是，在斷電測(cè)量過程中若出現(xiàn)電涌則會(huì)給被 保護(hù)設(shè)置帶來不利的后果。
第二種監(jiān)控方法是由維護(hù)人員到現(xiàn)場(chǎng)，通過目3見或?qū)Ｓ玫谋O(jiān)測(cè)設(shè)備來檢
查SPD是否存在損壞。專用的監(jiān)測(cè)設(shè)備非常昂貴，監(jiān)控的成本很高，因此，大 多數(shù)維護(hù)人員只能通過目視來檢查SPD是否存在可見的損壞，不能更多地了解 SPD的工作狀態(tài)，很容易出現(xiàn)檢查出錯(cuò)的情況。
上述兩種方法，若監(jiān)測(cè)的間隔周期長，則容易出現(xiàn)SPD損壞而未及時(shí)發(fā)現(xiàn) 的情況，若監(jiān)測(cè)間隔周期短，需要投入的人力成本將增加，進(jìn)而增加了SPD 的監(jiān)測(cè)成本。
第三種監(jiān)控方法是通過專門布設(shè)檢查線路來監(jiān)控SPD，當(dāng)發(fā)生如SPD脫扣 引起的模塊指示窗口跳紅等機(jī)械性破壞時(shí)，檢查線路通過激活控制室內(nèi)的報(bào) 警裝置達(dá)到監(jiān)控SPD的目的。本監(jiān)控方法需要專門布設(shè)檢查線路，成本昂貴而 且施工復(fù)雜，并且許多控制室是無人職守的機(jī)房，本監(jiān)控方法就不能適用。
中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局于2005年7月20日公開了申請(qǐng)?zhí)枮?00510006002.2、申請(qǐng) 曰為2005年1月2日的一種帶預(yù)警裝置的電涌保護(hù)器。該SPD包括SPD本體， SPD本體進(jìn)線端每相設(shè)置一個(gè)零序互感器，零序互感器接集成電路，集成電路 接液晶顯示器，集成電路還接斷路器脫扣裝置。它可以告知用戶哪一相壓敏 電阻損壞和雷擊次數(shù)。維護(hù)人員也可以通過使用上述發(fā)明的SPD達(dá)到監(jiān)測(cè)SPD 的目的。
綜上所述，現(xiàn)有的SPD存在以下的缺陷
首先，無法做到對(duì)SPD進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)時(shí)了解SPD的工作狀態(tài)。比如， 當(dāng)SPD脫扣等到自我保護(hù)機(jī)構(gòu)動(dòng)作后，只能到下一次定期檢查中方才發(fā)現(xiàn)，若 電涌在下一次定期檢查之前出現(xiàn)，容易導(dǎo)致雷擊損壞設(shè)備的事故。
其次，無法預(yù)見和了解SPD的工作狀態(tài)，對(duì)于某一雷擊等電涌到來時(shí)SPD 是否已經(jīng)損壞等無從也無法了解，保險(xiǎn)公司對(duì)于此類險(xiǎn)種的賠付沒有可靠的 依據(jù)，目前僅能夠定性了解事故當(dāng)日是否發(fā)生過雷擊等信息，而不能了解到 雷擊發(fā)生時(shí)SPD的狀態(tài)，例如是否在線，是否脫扣等。
最后，即使監(jiān)測(cè)到SPD發(fā)生異常時(shí)，也是需要專人到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)其進(jìn)行更換或 及時(shí)切斷SPD的供電電源。這在一些緊急情況或特殊狀態(tài)下(如SPD不容易更 換或來不及更換)，SPD不能主動(dòng)斷開回路來避免火突發(fā)生。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有自行監(jiān)控功能的電涌保護(hù)器，以解決現(xiàn) 有技術(shù)中不能實(shí)時(shí)監(jiān)控和存儲(chǔ)SPD的工作狀態(tài)，以便在SPD失效或失效時(shí)及 時(shí)切斷SPD的供電電源，進(jìn)而保護(hù)被保護(hù)設(shè)備，從而避免火突等重大事件發(fā) 生的技術(shù)問題，并且為萬一發(fā)生的雷擊損害保險(xiǎn)賠付提供準(zhǔn)確的判斷依據(jù)。
為了達(dá)到上述目的， 一種具有自行監(jiān)控功能的電涌保護(hù)器，包括電涌保 護(hù)器SPD本體，還包括信號(hào)采集器、處理器和存儲(chǔ)單元，其中，
設(shè)置在處理器內(nèi)部或外加的存儲(chǔ)單元，用于保存SPD本體的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)；
連接SPD本體的信號(hào)采集器，用于采集表明SPD本體狀態(tài)的工作狀態(tài)數(shù)
據(jù)；
處理器，用于處理信號(hào)采集器對(duì)SPD本體狀態(tài)的釆樣，獲得工作狀態(tài)數(shù) 據(jù)，對(duì)所述工作狀態(tài)數(shù)據(jù)與所述標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)或預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比，并依據(jù)對(duì)比結(jié) 果作出提醒用戶和/或控制SPD本體工作的動(dòng)作。
所述SPD還包括設(shè)置在信號(hào)采集器和處理器之間的信號(hào)轉(zhuǎn)換器，用以將 采集到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成處理器能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)。
所述SPD還包括設(shè)置在電源回路或信號(hào)回路上的主動(dòng)式斷路裝置和連接 主動(dòng)式斷路裝置和處理器的斷路控制裝置，用于在處理器的控制下將SPD從 電源回路或信號(hào)回路上斷開。
所述信號(hào)采集器為電壓信號(hào)采集器、電流信號(hào)采集器、時(shí)間采集器和溫 度采集器中的一種或幾種。
SPD還包括用于用戶輸入監(jiān)控指令和修改標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的輸入裝置以及輸出 包括SPD工作狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)在內(nèi)數(shù)據(jù)的輸出裝置。還包括連接處理器的報(bào)
警裝置。還包括用于和外部設(shè)備連接的通信接口。
一種電涌保護(hù)器自行監(jiān)控的方法，其特征在于，包括以下步驟 (1 )實(shí)時(shí)采集表明SPD本體工作狀態(tài)的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)； (2)將工作狀態(tài)數(shù)據(jù)與預(yù)先保存的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)或預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比，并依據(jù) 對(duì)比結(jié)果作出輸出報(bào)警或/和控制SPD本體工作的動(dòng)作。 步驟(2)進(jìn)一步包括
對(duì)比結(jié)果表明SPD進(jìn)入異常狀況時(shí)，保存表明當(dāng)前SPD本體狀態(tài)的工作 狀態(tài)數(shù)據(jù)，并通過報(bào)警裝置發(fā)送報(bào)警信息或?qū)?bào)警信息通過輸出裝置輸出或 通信接口輸出至外部i殳備。
步驟(2)進(jìn)一步包括
對(duì)比結(jié)果表明SPD已進(jìn)入致命型異常時(shí)，根據(jù)主動(dòng)式斷路裝置的使能設(shè) 置決定是否進(jìn)行主動(dòng)控制，若不允許進(jìn)行主動(dòng)控制，則發(fā)出危險(xiǎn)報(bào)警，否則 控制SPD從電源回路或信號(hào)回路上斷開。
本發(fā)明是通過嵌入芯片實(shí)施電涌保護(hù)器SPD自我監(jiān)控，免去人工到達(dá)現(xiàn) 場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，更為重要的是可以通過對(duì)SPD進(jìn)行及時(shí)的自我監(jiān)控，即時(shí)了解 和掌握SPD的工作狀態(tài)，并可在SPD失效前或失效時(shí)及時(shí)切斷SPD的供電 電源，將SPD斷開回路，杜絕火災(zāi)的發(fā)生。同時(shí)存儲(chǔ)的SPD工作數(shù)據(jù)，特別 是雷擊電涌等工作狀態(tài)數(shù)據(jù)紀(jì)錄，將有助于分析得到更好的雷擊防護(hù)方案， 并對(duì)可能的雷擊事故原因分析起到類似飛機(jī)黑匣子的作用，輔助保險(xiǎn)公司做 出理賠判斷。
電涌保護(hù)器嵌入芯片實(shí)時(shí)采集電涌保護(hù)器的電壓、電流、溫度、時(shí)間等 工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，經(jīng)過編碼后紀(jì)錄在芯片內(nèi)部或外加的存儲(chǔ)區(qū)域，用于對(duì)工作 狀態(tài)實(shí)施判斷。電涌保護(hù)器編碼中包含唯一的識(shí)別ID，方便未來遠(yuǎn)程連接輸 入輸出裝置。
電涌保護(hù)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)記入數(shù)據(jù)庫并進(jìn)行分析判斷，當(dāng)出現(xiàn)工
作異常時(shí)，報(bào)警或者根據(jù)參數(shù)設(shè)置干預(yù)電涌保護(hù)器的工作狀態(tài)，防范因電涌 保護(hù)器失效導(dǎo)致的火災(zāi)隱患。
圖1是本發(fā)明SPD的一結(jié)構(gòu)原理示意圖； 圖2是本發(fā)明SPD的第二結(jié)構(gòu)原理示意圖； 圖3是本發(fā)明SPD的第三結(jié)構(gòu)原理示意圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)對(duì)SPD進(jìn)行監(jiān)控的一種流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖，具體說明本發(fā)明。
請(qǐng)參閱圖1，其為本發(fā)明SPD的一結(jié)構(gòu)原理示意圖。本發(fā)明的SPD包括 SPD本體21、信號(hào)采集器22、連接信號(hào)采集器22的信號(hào)轉(zhuǎn)換器23、處理器 24、存儲(chǔ)單元25、輸入裝置26、輸出裝置27和報(bào)警裝置28。
SD本體21即為現(xiàn)有的SPD,它包括至少一個(gè)非線性器件。非線性器件 目前一般由壓敏電阻器、空氣間隙、氣體防電管、多層石墨間隙、瞬態(tài)二極 管、固體防電管等組成，此處涉及SPD的通用技術(shù)。SPD本體21在正常工 作狀態(tài)下處于斷路狀態(tài)，當(dāng)雷擊或其他電涌發(fā)生時(shí)，SPD本體21處于低阻狀 態(tài)同時(shí)線路上會(huì)出現(xiàn)大電流的情況。由于其為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
信號(hào)采集器22用于采集SPD本體21的各項(xiàng)表征SPD狀態(tài)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)， 如溫度、電壓、電流、時(shí)間等。信號(hào)采集器22可以為電壓信號(hào)采集器、電流 信號(hào)采集器、時(shí)間采集器和溫度采集器中的一種或幾種。但是，為了更全面 了解SPD的狀態(tài)，最佳的實(shí)現(xiàn)方式是SPD包括電壓信號(hào)采集器、電流信號(hào)采 集器和溫度采集器，分別用以獲得工作電壓、啟動(dòng)電壓、泄漏電流等實(shí)時(shí)參 數(shù)。時(shí)間可以由處理器的時(shí)鐘獲得。信號(hào)采集器22采集的頻率、采樣的參數(shù)
都是由處理器24控制的。
信號(hào)轉(zhuǎn)換器23,用于將信號(hào)采集器22采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為處理器 24能夠處理的數(shù)字信號(hào)。SPD本體21在正常工作狀態(tài)下處于斷路狀態(tài)，電壓 信號(hào)采集器采集電源電壓，通過電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后輸入到處 理器24;電流信號(hào)采集器采集工作電流(如漏電流)，經(jīng)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換 為數(shù)字信號(hào)后輸入到處理器24，溫度信號(hào)采集器采集工作溫度，經(jīng)溫度信號(hào) 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后輸入到處理器24，處理器24將采集到的各項(xiàng)工作狀 態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元25中。
當(dāng)信號(hào)采集器22采集到開關(guān)信號(hào)等處理器24能夠直接處理的數(shù)據(jù)時(shí)， 信號(hào)采集器22可以直接將該些數(shù)據(jù)發(fā)送至處理器24。當(dāng)信號(hào)采集器22采集 到處理器24不能夠直接處理的模擬數(shù)據(jù)時(shí)，只能通過信號(hào)轉(zhuǎn)換器23將其轉(zhuǎn) 換為處理器24能夠直接處理的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在雷擊發(fā)生時(shí)，信號(hào)采集器22也 可以不需要信號(hào)轉(zhuǎn)換器23將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。例如在一些情況下，不需要知道 具體溫度數(shù)值，設(shè)置兩個(gè)溫度開關(guān)，第一個(gè)是報(bào)警溫度開關(guān)，第二個(gè)是危險(xiǎn) 溫度開關(guān)，則第一個(gè)開關(guān)釆集到的信號(hào)無須轉(zhuǎn)換即可發(fā)送至處理器。第二個(gè) 開關(guān)采集到的信號(hào)，無需和標(biāo)準(zhǔn)工作參數(shù)的對(duì)比，控制器即可判定為異常狀 態(tài)。
也就是說，SPD的三種結(jié)構(gòu)實(shí)例情況。第一種情況SPD只包括信號(hào)采 集器，不包括信號(hào)轉(zhuǎn)換器，信號(hào)采集器直接連接處理器；第二種情況SPD 包括信號(hào)采集器和信號(hào)轉(zhuǎn)換器，信號(hào)采集器和信號(hào)轉(zhuǎn)換器分別連接處理器， 并且信號(hào)采集器還連接信號(hào)轉(zhuǎn)換器；第三種情況SPD包括信號(hào)采集器和信 號(hào)轉(zhuǎn)換器，信號(hào)采集器不直接連接處理器，信號(hào)采集器通過信號(hào)轉(zhuǎn)換器連接 至處理器。
設(shè)置在處理器內(nèi)部或外加的存儲(chǔ)單元25，用于保存表明SPD本體21狀 態(tài)的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)以及表明SPD處于異常狀態(tài)和致命型異常的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。當(dāng)SPD和外部設(shè)備連接時(shí)，存儲(chǔ)單元25上還可保存表征SPD身份的唯一識(shí)別 ID。存儲(chǔ)單元25可以為處理器內(nèi)的存儲(chǔ)單元也可以為外加的存儲(chǔ)單元。外加 的存儲(chǔ)單元可以設(shè)定在SPD內(nèi)部，也可以設(shè)置在SPD外部。
處理器24，連接信號(hào)轉(zhuǎn)換器23，用以將信號(hào)采集器22實(shí)時(shí)采集到并經(jīng) 過信號(hào)轉(zhuǎn)換器23轉(zhuǎn)換的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，處理信號(hào)釆集器22對(duì)SPD 本體21狀態(tài)的采樣，獲得工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)所述工作狀態(tài)數(shù)據(jù)與所述標(biāo)準(zhǔn)參 數(shù)或預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比，并依據(jù)對(duì)比結(jié)果作出提醒用戶和/或控制SPD本體工作 的動(dòng)作。處理器24按功能將其細(xì)分為工作狀態(tài)數(shù)據(jù)處理單元、異常數(shù)據(jù)處理 單元、中斷處理單元及主動(dòng)斷路處理單元，其中
工作狀態(tài)數(shù)據(jù)處理單元，用于對(duì)信號(hào)轉(zhuǎn)換器采樣進(jìn)行處理，比如，采樣 的時(shí)間周期、采樣的種類等。工作狀態(tài)數(shù)據(jù)處理單元還用于接收并保存信號(hào) 轉(zhuǎn)換器23發(fā)送的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，并根據(jù)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)判斷SPD本體21是否 處于異常狀態(tài)。如工作電壓和工作電流是否在預(yù)先設(shè)定的額定范圍，若不是， 則表明SPD本體21處于異常狀態(tài)，如工作溫度是否超出預(yù)先設(shè)定的溫度，若 是，則表明SPD本體21處于異常狀態(tài)。工作狀態(tài)數(shù)據(jù)處理單元保存的工作狀 態(tài)數(shù)據(jù)包括時(shí)間性參數(shù)、電參數(shù)、溫度參數(shù)、統(tǒng)計(jì)性參數(shù)和控制性參數(shù)等。 處理器可以根據(jù)具體情況決定工作狀態(tài)數(shù)據(jù)是和標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)比較還是和輸入的 預(yù)設(shè)值比較，來判定SPD是否處于異常狀態(tài)。
異常數(shù)據(jù)處理單元，用于對(duì)異常數(shù)據(jù)根據(jù)預(yù)先的設(shè)定進(jìn)行處理通過報(bào) 警裝置28進(jìn)行4艮警、或通過通信接口將異常數(shù)據(jù)發(fā)送至外部設(shè)備、或通過本 端內(nèi)置或外置的輸出裝置27 (如顯示屏、打印機(jī))輸出異常數(shù)據(jù)、或進(jìn)一步 判斷所述異常數(shù)據(jù)是否為致命型異常，若是致命型異常且本SPD具有主動(dòng)斷 路權(quán)限，則通過控制斷路控制裝置來控制主動(dòng)式斷路裝置進(jìn)行斷路處理。這 樣的處理設(shè)置，可以在溫度達(dá)到高臨界值、電流達(dá)到極限電流值時(shí)，及時(shí)將 SPD從電源回路或信號(hào)回路上斷開，避免火突事件的發(fā)生。
以下為參凄t的一實(shí)例 1 〉 標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)
控制參數(shù)由以下參數(shù)的全部或者部分組成
主動(dòng)式斷路裝置的使能設(shè)置通過標(biāo)志位說明主動(dòng)式斷路裝置是使能還是不使 能；
報(bào)警溫度閾值設(shè)置判斷SPD進(jìn)入異常狀態(tài)的依據(jù)
極限溫度闊值設(shè)置極限溫度閾值大于等于報(bào)警溫度閾值，判斷SPD進(jìn)入致命 型異常的依據(jù)
報(bào)警泄漏電流閾值設(shè)置判斷SPD進(jìn)入異常狀態(tài)的依據(jù) 極限泄漏電流閾值設(shè)置報(bào)警泄漏電流閾值大于等于報(bào)警泄漏電流閾值設(shè)置，
判斷SPD進(jìn)入致命型異常的依據(jù)
報(bào)警工作電壓閾值設(shè)置判斷SPD進(jìn)入異常狀態(tài)的依據(jù) 極限工作電壓閾值設(shè)置極限工作電壓閾值大于等于報(bào)警工作電壓閾值設(shè)置，
判斷SPD進(jìn)入致命型異常的依據(jù)
報(bào)警時(shí)間/間隔設(shè)置設(shè)定報(bào)警信號(hào)發(fā)送或現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警的持續(xù)時(shí)間以及間隔報(bào)警
時(shí)間等參數(shù)。
隨機(jī)碼可用于遠(yuǎn)程控制時(shí)的握手編碼，隨機(jī)碼+ID可以用于對(duì)外部設(shè)備的鑒 權(quán)
其它功能性設(shè)置可以隨編碼版本號(hào)增加或者減少。工作參數(shù) 工作參數(shù)由以下參數(shù)的全部或者部分組成 初次加電時(shí)間SPD首次使用時(shí)自動(dòng)記錄。 在線工作時(shí)間從SPD首次4吏用到測(cè)量時(shí)的總工作時(shí)間。
以下為電涌或雷擊狀態(tài)紀(jì)錄 電涌發(fā)生時(shí)間含雷擊發(fā)生的時(shí)間，且和電涌幅值紀(jì)錄掛鉤 電涌電流幅值含雷擊發(fā)生時(shí)的電流，且和電涌發(fā)生時(shí)間掛鉤 電涌電壓幅值含雷擊發(fā)生時(shí)的電壓，且和電涌發(fā)生時(shí)間掛鉤 電涌發(fā)生溫度含雷擊發(fā)生時(shí)的溫度，且和電涌發(fā)生時(shí)間掛鉤 電涌發(fā)生次數(shù)從SPD首次使用到測(cè)量時(shí)的總電涌發(fā)生次數(shù)。
以下為異常工作狀態(tài)紀(jì)錄
溫度報(bào)警時(shí)間超出設(shè)定的報(bào)警溫度閾值發(fā)生的時(shí)間
溫度報(bào)警值超出設(shè)定的報(bào)警溫度閾值發(fā)生時(shí)，非線性器件的溫度
溫度4艮警次數(shù)從SPD首次使用到測(cè)量時(shí)發(fā)生的總溫度凈艮警次數(shù)。
泄漏電流報(bào)警時(shí)間超出設(shè)定的泄漏電流閾值發(fā)生的時(shí)間
泄漏電流報(bào)警幅值
泄漏電流報(bào)警次數(shù)從SPD首次使用到測(cè)量時(shí)發(fā)生的總泄漏電流報(bào)警次數(shù)。
電壓報(bào)警時(shí)間超出設(shè)定的電壓閾值發(fā)生的時(shí)間
電壓報(bào)警幅值
電壓報(bào)警次數(shù)從SPD首次使用到測(cè)量時(shí)發(fā)生的總電壓報(bào)警次數(shù)。 其它標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)可以隨編碼版本號(hào)增加或者減少。
中斷處理單元用于處理輸入裝置或外部設(shè)備的中斷請(qǐng)求，如修改SPD 的各種參數(shù)、輸出當(dāng)前采集的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)等。還用于處理發(fā)生雷擊等突發(fā) 生事件。比如，處理器接收到中斷請(qǐng)求，首先判斷是否為電涌發(fā)生中斷，如 是，則紀(jì)錄相應(yīng)的電涌或雷擊的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，如果不是電涌中斷，則判斷 是否是接收到輸入裝置的中斷請(qǐng)求，若是，執(zhí)行相應(yīng)的處理流程，否則當(dāng)SPD 具有通信接口時(shí)進(jìn)一步判斷是否通過通信接口接收外部設(shè)備的控制指令，若 是，通過鑒權(quán)后執(zhí)行相應(yīng)的處理流程。
主動(dòng)斷路處理單元，用于在SPD本體發(fā)生致命型異常時(shí)，控制后續(xù)提及 的主動(dòng)式斷路裝置31，將SPD從電源回路或信號(hào)回路上斷開。
輸入裝置26可以為鍵盤、按鈕等，設(shè)置鍵盤可以是內(nèi)置或者外置的，用 于設(shè)定或者變更各種控制參數(shù)、復(fù)位報(bào)警狀態(tài)以及調(diào)整實(shí)時(shí)時(shí)間。按鈕或者 鍵盤設(shè)置參數(shù)為通用技術(shù)，此處不做贅述。
報(bào)警裝置28可以是內(nèi)置或者外置的，用于發(fā)生異常狀況時(shí)輸出報(bào)警信號(hào)， 例如控制led閃爍或者驅(qū)動(dòng)報(bào)警器發(fā)生報(bào)警音，以便提醒職守人員或者幫助 維護(hù)人員迅速定位故障點(diǎn)，報(bào)警驅(qū)動(dòng)為通用技術(shù)，此處不做贅述。
輸出裝置27包括顯示模塊等，顯示模塊可以采用內(nèi)置或外接顯示裝置， 可以采用led、液晶、或者其他顯示裝置，主要用于一些標(biāo)準(zhǔn)工作狀態(tài)的顯示
和輔助標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)設(shè)置和顯示，數(shù)據(jù)顯示為通用技術(shù)，此處不做贅述。
請(qǐng)參閱圖2，其為本發(fā)明SPD的另一結(jié)構(gòu)原理示意圖。該SPD還包括設(shè) 置在SPD本體的電源回路或信號(hào)回路上的主動(dòng)式斷路裝置31和斷路控制裝置 32，斷路控制裝置32連接處理器和主動(dòng)式斷路裝置31，用于在處理器的控制 下將SPD從電源回路或信號(hào)回路上斷開。
本發(fā)明的斷路條件產(chǎn)生于主動(dòng)式斷路裝置外部，比如接收到處理器的斷 開指令后，斷路控制裝置向主動(dòng)式斷路裝置發(fā)出控制，從電源回路上將SPD 斷開。
請(qǐng)參閱圖3，其為本發(fā)明SPD的另一結(jié)構(gòu)原理示意圖。該SPD還包括通 信接口 29。通信才莫接口可以采用多種連接方式，例如有線或無線的方式連接 外部設(shè)備，對(duì)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的顯示或者標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的設(shè)定更為方便，可以起到 鍵盤和顯示裝置的擴(kuò)展功能，并且方便遠(yuǎn)程設(shè)定。
有非常多的通用通信技術(shù)可以采用，例如有線傳輸?shù)腢SB、 RS232、 RS485、電力載波、工業(yè)總線、電話線、視頻監(jiān)控線路,.等等無線的藍(lán)牙、RFID、 GSM、 CDMA等等，這些均為通用技術(shù)，此處不^f故贅述。
以下就分別介紹信號(hào)采集器采用溫度傳感器、電流監(jiān)測(cè)器和電壓監(jiān)測(cè)器 時(shí)SPD的工作情況。
1)關(guān)于溫度傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器和主動(dòng)式斷路裝置
現(xiàn)有技術(shù)不做監(jiān)測(cè)或者采用低溫度焊接，通過焊接用焊錫的熔點(diǎn)感應(yīng)溫 度變化，在通過彈簧等機(jī)械裝置完成焊點(diǎn)切斷電源動(dòng)作。其缺點(diǎn)是1〉焊錫的 熔點(diǎn)并不穩(wěn)定，反應(yīng)遲緩；2〉機(jī)械機(jī)構(gòu)容易變形老化，雷擊能量十分巨大， 多見機(jī)械性破壞， 一旦發(fā)生變形等機(jī)械性破壞，焊點(diǎn)斷開機(jī)構(gòu)就形同虛設(shè)；3〉 受環(huán)境溫度影響較大；4〉發(fā)熱點(diǎn)到焊錫點(diǎn)需要導(dǎo)熱裝置，不能真正感應(yīng)非線 性器件本體的實(shí)際狀況。
本發(fā)明中處理器實(shí)時(shí)通過溫度傳感器采集非線性器件發(fā)熱部分的現(xiàn)場(chǎng)溫
度，通過信號(hào)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元中保存，同時(shí)和預(yù)設(shè)的溫度閾值 做對(duì)比， 一旦發(fā)現(xiàn)溫度超過警報(bào)點(diǎn)，則控制現(xiàn)場(chǎng)警報(bào)報(bào)警，并將報(bào)警信號(hào)送
到通信接口；在無人職守狀態(tài)或因其他原因?qū)е聹囟瘸掷m(xù)升高的情況下，一 旦溫度升高到可能導(dǎo)致引火的極限，處理器控制主動(dòng)式斷路裝置切斷電源， 防止情況進(jìn)一步惡化。
2) 電流監(jiān)測(cè)器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器和主動(dòng)式斷路裝置
現(xiàn)有技術(shù)不做實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)， 一般是通過每年度或季度例行;險(xiǎn)查時(shí)，通過專 用測(cè)試儀器將SPD從線路拿下來進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試，或者通過感應(yīng)線圈來監(jiān)測(cè)是 否有雷電流通過。缺點(diǎn)1〉無法實(shí)時(shí)了解非線性器件的工作狀態(tài)，特別是在 巡回檢查器件，非線性器件很可能發(fā)生損壞事件，且引起前面描述可能的災(zāi) 害(指防雷功能失效或者火災(zāi)隱患)；2〉將SPD從線路上拿下來測(cè)試，并不 能真正了解SPD在線的動(dòng)態(tài)狀態(tài)，可能發(fā)生剛剛經(jīng)過靜態(tài)監(jiān)測(cè)合格的產(chǎn)品， 在連接線路的動(dòng)態(tài)工作條件下已經(jīng)接近失效；3〉對(duì)雷電流次數(shù)的紀(jì)錄并不能 足夠輔助改善防雷方案和對(duì)后續(xù)保險(xiǎn)責(zé)任甄別的支持。
本發(fā)明通過中處理器實(shí)時(shí)通過電流傳感器采集流過非線性器件的泄漏電 流或者雷擊電流，通過信號(hào)轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元中保存，同時(shí) 和預(yù)設(shè)的泄漏電流閾值做對(duì)比， 一旦發(fā)現(xiàn)泄漏電流超過警報(bào)點(diǎn)，則控制現(xiàn)場(chǎng) 警報(bào)報(bào)警，并將報(bào)警信號(hào)送到通信接口；在無人職守狀態(tài)或因其他原因?qū)е?泄漏電流持續(xù)升高的情況下， 一旦泄漏電流升高到可能導(dǎo)致電涌保護(hù)器失效 引火的極限，處理器可控制主動(dòng)式斷路裝置切斷電源，防止情況進(jìn)一步惡化。
3) 電壓監(jiān)測(cè)器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器和主動(dòng)式斷路裝置 現(xiàn)有技術(shù)不做監(jiān)測(cè)。
本發(fā)明通過中處理器實(shí)時(shí)通過電壓傳感器采集施加在非線性器件兩端的 電壓(正常工作電壓或者電涌電壓)，通過信號(hào)轉(zhuǎn)換器才莫數(shù)轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)到存儲(chǔ) 單元中保存，同時(shí)和預(yù)設(shè)的最大允許工作電壓Uc閾值做對(duì)比， 一旦發(fā)現(xiàn)電壓
超過Uc，則控制現(xiàn)場(chǎng)警才艮^^警，并將#_警信號(hào)送到通信^^口。 一般情況下電 壓指標(biāo)不作為主動(dòng)式斷路裝置動(dòng)作的參數(shù)，可作為保險(xiǎn)公司等分析保護(hù)失效 來自于電壓超標(biāo)還是電涌電壓的依據(jù)。但在一些特定的情況下，也可以由用 戶設(shè)定一個(gè)極限參數(shù)由處理器控制主動(dòng)式斷路裝置切斷電源，防止情況進(jìn)一 步惡化。
請(qǐng)參閱圖4，其為一種電涌保護(hù)器自行監(jiān)控的方法的流程圖。它包括以下 步驟
S110:實(shí)時(shí)采集表明電涌保護(hù)器本體工作狀態(tài)的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)；當(dāng)雷擊 或其他電涌發(fā)生時(shí)，SPD本體處于低阻狀態(tài)同時(shí)線路上出現(xiàn)大電流，大電流 經(jīng)過耦合變壓后觸發(fā)處理器進(jìn)行中斷計(jì)數(shù)；此時(shí)，可以視不同要求，可以記 錄實(shí)時(shí)時(shí)間、雷擊電涌電流大小、或上述全部狀態(tài)參^t存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元中。
S120:將工作狀態(tài)數(shù)據(jù)與預(yù)先保存的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)或預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比，并依 據(jù)對(duì)比結(jié)果作出輸出報(bào)警和/或控制SPD本體工作的動(dòng)作。
步驟S120進(jìn)一步包括 .對(duì)比結(jié)果表明電涌保護(hù)器進(jìn)入異常狀況時(shí)，保存表明當(dāng)前電涌保護(hù)器本 體狀態(tài)的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，并通過報(bào)警裝置發(fā)送報(bào)警信息或?qū)?bào)警信息通過輸 出裝置輸出或通信接口輸出至外部設(shè)備。
步驟S120進(jìn)一步包括
對(duì)比結(jié)果表明電涌保護(hù)器已進(jìn)入致命型異常時(shí)，根據(jù)主動(dòng)式斷路裝置的 使能設(shè)置決定是否進(jìn)行主動(dòng)控制，若不允許進(jìn)行主動(dòng)控制，則發(fā)出危險(xiǎn)報(bào)警， 否則控制SPD從電源回路或信號(hào)回路上斷開。
以下就以 一 個(gè)實(shí)例來說明本發(fā)明。
當(dāng)電涌保護(hù)器加電開始后，首先判斷是否是首次加電(步驟ll),若是， 則紀(jì)錄初次加電的時(shí)間(步驟12),并進(jìn)行步驟14，否則，紀(jì)錄加電次數(shù)(步 驟13),進(jìn)行步驟14;
步驟14,讀取存儲(chǔ)單元中的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，完成各種功能的初始化設(shè)置。 步驟15，在處理器的控制下，采樣表明SPD本體工作狀態(tài)的工作狀態(tài)數(shù)
據(jù)，并紀(jì)錄工作時(shí)間；
步驟16:將工作狀態(tài)數(shù)據(jù)與預(yù)先存儲(chǔ)的各種閾值分別做比對(duì)，判斷SPD
是否進(jìn)入異常狀態(tài)，否則，則進(jìn)入步驟18，否則正常顯示(步驟17)，進(jìn)入
步驟15;
步驟18:紀(jì)錄異常的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，并輸出報(bào)警信息到顯示器和通信接 口 (步驟19)。在檢測(cè)到SPD本體異常時(shí)，也可以采用多次重復(fù)—瞼證結(jié)果的 方法來避免誤報(bào)警；
步驟20:進(jìn)一步判斷異常值是否超出極限設(shè)定，即所述異常是否是致命 型異常，若是則進(jìn)入步驟22,否則報(bào)警顯示，關(guān)閉危險(xiǎn)顯示(步驟21);
步驟22:判斷是否允許主動(dòng)控制，若是，則發(fā)出危險(xiǎn)報(bào)警，否則控制SPD 從電源回路或信號(hào)回路上斷開(步驟24);否則，發(fā)出危險(xiǎn)警報(bào)。
在這個(gè)過程中，處理器還需要接收突發(fā)事件發(fā)生的中斷，比如，鍵盤中 斷、外部設(shè)備的中斷控制還有發(fā)生雷擊等發(fā)生中斷，當(dāng)處理器接收到中斷請(qǐng) 求時(shí)，首先判斷是否為電涌發(fā)生中斷，如是，則紀(jì)錄電涌或雷擊工作狀態(tài)數(shù) 據(jù)。如果不是，則將執(zhí)行鍵盤或外部設(shè)備的控制指令。
以上公開的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但本發(fā)明并非局限于此，任 何在本發(fā)明的基礎(chǔ)上進(jìn)行了無創(chuàng)造性勞動(dòng)的變化，都應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種具有自行監(jiān)控功能的電涌保護(hù)器，包括電涌保護(hù)器SPD本體，其特征在于，還包括信號(hào)采集器、處理器和存儲(chǔ)單元，其中，設(shè)置在處理器內(nèi)部或外加的存儲(chǔ)單元，用于保存SPD本體的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)；連接SPD本體的信號(hào)采集器，用于采集表明SPD本體狀態(tài)的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)；處理器，用于處理信號(hào)采集器對(duì)SPD本體狀態(tài)的采樣，獲得工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)所述工作狀態(tài)數(shù)據(jù)與所述標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)或預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比，并依據(jù)對(duì)比結(jié)果作出提醒用戶和/或控制SPD本體工作的動(dòng)作。
2、 如權(quán)利要求1所述的電涌保護(hù)器，其特征在于，所述SPD還包括設(shè)置 在信號(hào)采集器和處理器之間的信號(hào)轉(zhuǎn)換器，用以將采集到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成處理 器能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的電涌保護(hù)器，其特征在于，所述SPD還包括 設(shè)置在電源回路或信號(hào)回路上的主動(dòng)式斷路裝置和連接主動(dòng)式斷路裝置和處 理器的斷路控制裝置，用于在處理器的控制下將SPD從電源回路或信號(hào)回路 上斷開。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的電涌保護(hù)器，其特征在于，所述信號(hào)采集器 為電壓信號(hào)采集器、電流信號(hào)采集器、時(shí)間采集器和溫度采集器中的一種或幾種。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的電涌保護(hù)器，其特征在于，還包括用于用戶 輸入監(jiān)控指令和修改標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的輸入裝置以及輸出包括SPD工作狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn) 參數(shù)在內(nèi)數(shù)據(jù)的輸出裝置。
6、 如權(quán)利要求1或2所述的電涌保護(hù)器，其特征在于，還包括連接處理 器的報(bào)警裝置。
7、 如權(quán)利要求1或2所述的電涌保護(hù)器，其特征在于，還包括用于和外 部設(shè)備連接的通信接口 。
8、 一種電涌保護(hù)器自行監(jiān)控的方法，其特征在于，包括以下步驟 (1 )實(shí)時(shí)采集表明SPD本體工作狀態(tài)的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)；(2)將工作狀態(tài)數(shù)據(jù)與預(yù)先保存的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)或預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比，并依據(jù) 對(duì)比結(jié)果作出輸出報(bào)警或/和控制SPD本體工作的動(dòng)作。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，步驟(2)進(jìn)一步包括 對(duì)比結(jié)果表明SPD進(jìn)入異常狀況時(shí)，保存表明當(dāng)前SPD本體狀態(tài)的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，并通過報(bào)警裝置發(fā)送報(bào)警信息或?qū)?bào)警信息通過輸出裝置輸出或 通信接口輸出至外部設(shè)備。
10、 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，步驟(2)進(jìn)一步包括 對(duì)比結(jié)果表明SPD已進(jìn)入致命型異常時(shí)，根據(jù)主動(dòng)式斷路裝置的使能設(shè)置決定是否進(jìn)行主動(dòng)控制，若不允許進(jìn)行主動(dòng)控制，則發(fā)出危險(xiǎn)報(bào)警，否則 控制SPD從電源回路或信號(hào)回路上斷開。
全文摘要
一種具有自行監(jiān)控功能的電涌保護(hù)器，包括SPD本體，還包括信號(hào)采集器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、處理器和存儲(chǔ)單元，其中，設(shè)置在處理器內(nèi)部或外加的存儲(chǔ)單元，用于保存SPD本體的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)；處理器，連接信號(hào)轉(zhuǎn)換器，用于處理信號(hào)采集器對(duì)SPD本體狀態(tài)的采樣，獲得工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)所述工作狀態(tài)數(shù)據(jù)與所述標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)或預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比，并依據(jù)對(duì)比結(jié)果作出提醒用戶和/或控制SPD本體工作的動(dòng)作。
文檔編號(hào)H02H9/02GK101102041SQ20061003637
公開日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2006年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月7日
發(fā)明者林聲亮, 挺 潘 申請(qǐng)人:王 勇