一種數(shù)據(jù)信號線rs-485智能防雷器及方法
【專利摘要】一種數(shù)據(jù)信號線RS-485智能防雷器及方法，屬于智能化信號防雷【技術(shù)領(lǐng)域】。它包括雷電阻斷器及雷電監(jiān)測單元，雷電監(jiān)測單元包括電流感應(yīng)器、A/D轉(zhuǎn)換器等，雷電阻斷器上設(shè)置嵌入式芯片，接地線上設(shè)置感應(yīng)線圈，感應(yīng)線圈依次與電流感應(yīng)器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機、RS-458芯片及光電耦合器連接，光電耦合器與無線采集終端連接，由無線采集終端傳輸給電力公司數(shù)據(jù)監(jiān)測中心。本發(fā)明通過在信號線上增加本發(fā)明的智能防雷器后，電力工作人員只需在電力數(shù)據(jù)監(jiān)測中心，根據(jù)該系統(tǒng)反饋回來的數(shù)據(jù)信息，即能有效確定每個雷電阻斷器是否出現(xiàn)雷擊及出現(xiàn)的防雷次數(shù)，并在雷電阻斷器損壞之前進行更換，工作效率高，而且安全性好，有利于推廣應(yīng)用。
【專利說明】—種數(shù)據(jù)信號線RS-485智能防雷器及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于智能化信號防雷【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種可以在信號線上出現(xiàn)雷擊浪涌的情況下將雷擊信號及時反饋回電力公司數(shù)據(jù)監(jiān)測中心的數(shù)據(jù)信號線RS-485智能防雷器及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著用電信息采集系統(tǒng)的全覆蓋，采集系統(tǒng)及終端遭雷擊損害的問題日益突出，而現(xiàn)有的防雷擊產(chǎn)品還不能做到絕對保險的、無限次的防雷，也沒法在線路上出現(xiàn)雷擊浪涌的情況下主動上報雷擊信息；并且一旦在信號線上出現(xiàn)雷擊浪涌后，雖然信號采集終端或者電能采集器沒有損害，但是雷電阻斷器很可能不能再承受下一次的雷擊浪涌，也就是雷電阻斷器已經(jīng)失去了其防雷的功能，而在出現(xiàn)雷雨天后，電力部門的巡檢人員又不能做到每一個采集器點都進行檢查，即使檢查也是一項耗時耗力的工作，所以，研究智能防雷器的作用就不言而喻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可以在信號線上出現(xiàn)雷擊浪涌的情況下將雷擊信號及時反饋回電力公司數(shù)據(jù)監(jiān)測中心的數(shù)據(jù)信號線RS-485智能防雷器及方法。
[0004]所述的一種數(shù)據(jù)信號線RS-485智能防雷器，包括相互連接的雷電阻斷器及雷電監(jiān)測單元，雷電阻斷器連接接地線，所述的雷電監(jiān)測單元包括電流感應(yīng)器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機、RS-485芯片及光電耦合器，其特征在于所述的雷電阻斷器上設(shè)置嵌入式芯片，所述的接地線上設(shè)置感應(yīng)線圈，感應(yīng)線圈與電流感應(yīng)器連接，電流感應(yīng)器與A/D轉(zhuǎn)換器、單片機、RS-458芯片及光電耦合器連接，光電耦合器與無線采集終端連接，將雷擊信號傳輸給無線采集終端，由無線采集終端傳輸給電力公司數(shù)據(jù)監(jiān)測中心。其原理是在雷電阻斷器在阻斷雷電浪涌的同時，電流感應(yīng)器感應(yīng)到RS-485信號線上產(chǎn)生了雷電浪涌的信息，并通過A/D轉(zhuǎn)換器將此信息輸入單片機進行處理與存儲，同時通過485芯片和光電耦合器將此信息傳入RS-485信號線，而RS-485信號線的N端與智能電網(wǎng)無線采集終端連接，將雷擊信號傳輸給無線采集終端，由無線采集終端傳輸給電力公司數(shù)據(jù)監(jiān)測中心。
[0005]所述的一種數(shù)據(jù)信號線RS-485智能防雷器，其特征在于所述的電流感應(yīng)器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機、RS-458芯片、光電耦合器與電源連接，由電源供電。
[0006]所述的一種數(shù)據(jù)信號線RS-485智能防雷器，其特征是雷電阻斷器在RS-485信號線的M端涌入雷電浪涌時工作，通過接地線將雷擊電流引入地下，電流感應(yīng)器用于監(jiān)測感應(yīng)線圈的電流信號，A/D轉(zhuǎn)換器用于將電流模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，單片機用于對信號的保存和處理。
[0007]所述的一種數(shù)據(jù)信號線RS-485智能防雷器，其特征在于485芯片通過光電耦合器與RS-485信號線連接，RS-485信號線與電能信息傳輸信號線連接，當出現(xiàn)雷擊浪涌時，利用原有的電力信息數(shù)據(jù)信號線將信息傳出，當無雷擊發(fā)生時，RS-485信號線不與無線采集終端通訊。
[0008]所述的一種數(shù)據(jù)信號線RS-485智能防雷器，其特征在于電力公司數(shù)據(jù)監(jiān)測中心通過無線采集終端向智能防雷器發(fā)送命令，實時讀取智能防雷器的狀態(tài)量與監(jiān)測量等信肩、O
[0009]所述的一種數(shù)據(jù)信號線RS-485智能防雷器，其特征每一個智能防雷器的IP地址與實際安裝地址一一對應(yīng)，用于對該智能防雷器的電力所在區(qū)域內(nèi)任一信息采集線路進行雷擊監(jiān)控。
[0010]所述的一種數(shù)據(jù)信號線RS-485智能防雷方法，其特征在于包括如下步驟:
O當電能信息傳輸信號線M端出現(xiàn)雷擊浪涌時，雷電阻斷器瞬間動作，將電流通過接地線引入地下；
2)在雷擊電流通過接地線的時候，接地線上的感應(yīng)線圈產(chǎn)生電流信號，同時電流感應(yīng)器監(jiān)測到感應(yīng)線圈上的電流信號，將信號通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成兼容的電流，由單片機保存與處理，同時該信號經(jīng)過RS-458芯片處理，再經(jīng)過光電耦合器沿RS-485信號線N端傳入無線采集終端，無線采集終端再將該信息傳給電力公司數(shù)據(jù)監(jiān)測中心；
3)電力公司數(shù)據(jù)監(jiān)測中心接收到信息后，監(jiān)測中心工作人員通過接收的數(shù)據(jù)信息，判斷相應(yīng)的雷電阻斷器的雷擊次數(shù)，再到相應(yīng)的雷電現(xiàn)場勘察，更換雷擊次數(shù)達到極限的雷電阻斷器等，從而達到對雷擊進行監(jiān)控。
[0011]通過采用上述技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有如下有益效果:
I)本發(fā)明安裝在電力信息智能采集終端的前端位置，并串聯(lián)在與采集終端相連的RS-485信號線上。
[0012]2)本發(fā)明的主要結(jié)構(gòu)是通過在原有的雷電阻斷器上增加嵌入式芯片，能及時對電能信息傳輸信號線線路上產(chǎn)生的雷擊等浪涌進行監(jiān)測，監(jiān)測到信號后，使雷電阻斷器工作，將電流通過接地線引入地下，提高安全性能；
3)本發(fā)明將該智能防雷器用于信號線的防雷，通過原有的信號線傳輸雷電信息，其安裝方便，且能對信號線的具體位置進行雷擊監(jiān)測，將信號傳給電力數(shù)據(jù)監(jiān)測中心，使電力工作人員在電力數(shù)據(jù)監(jiān)測中心就能通過對無線采集終端發(fā)送過來的浪涌信息分析出產(chǎn)生浪涌的準確地點，避免了現(xiàn)有技術(shù)中需要大量的人力去沿線檢查，降低了勞動強度，提高了人身安全；
4)本發(fā)明通過在與雷電阻斷器連接的接地電阻線上安裝電流感應(yīng)器，當線路上出現(xiàn)浪涌時，雷電阻斷器動作，將電流通過接地線引入地下，電流感應(yīng)器就監(jiān)測到電流信號，并將信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器傳入單片機內(nèi)，單片機將信號進行處理后保存，同時通過RS - 485芯片處理后經(jīng)過光電耦合器沿信號線傳入無線采集終端，采集終端再將雷擊信息傳給電力公司數(shù)據(jù)監(jiān)測中心，便于電力工作人員作出準確的判斷；
5)本發(fā)明的數(shù)據(jù)監(jiān)測中心也可以主動通過數(shù)據(jù)采集終端向智能防雷器發(fā)送命令，讀取智能防雷器的狀態(tài)量與監(jiān)測量等信息，且每一個安裝的智能防雷器都進行IP地址與實際安裝地址對應(yīng)，這樣就可以做到對電力所在區(qū)域內(nèi)任一信息采集線路進行雷擊監(jiān)控；
6)由于每個雷電阻斷器的防雷能力有限，只能防幾次雷擊就需要更換新的雷電阻斷器，目前都是由電力工作人員沿線逐個排查，這樣工作量大，而且雷雨天氣，對工作人員的人身安全不利，特別是偏遠山區(qū)等雷擊高發(fā)區(qū)域，經(jīng)常檢查需消耗大量的人力物力；通過在信號線上增加本發(fā)明的智能防雷器后，電力工作人員只需在電力數(shù)據(jù)監(jiān)測中心，根據(jù)該系統(tǒng)反饋回來的數(shù)據(jù)信息，即能有效確定每個雷電阻斷器是否出現(xiàn)雷擊及出現(xiàn)的防雷次數(shù)，并在雷電阻斷器損壞之前進行更換，工作效率高，而且安全性好，有利于推廣應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:1-電源，2-單片機，3-A/D轉(zhuǎn)換器，4-電流感應(yīng)器，5-感應(yīng)線圈，6-雷電阻斷器，7-光電耦合器，8-RS-458芯片，9-電能信息傳輸信號線，10-RS-485信號線。
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進一步的描述:
如圖1所示，一種數(shù)據(jù)信號線RS-485智能防雷器，安裝在信號線上，用于對信號線進行防雷監(jiān)測，它包括通過電能信息傳輸信號線9連接的雷電阻斷器6、電流感應(yīng)器4、A/D轉(zhuǎn)換器3、單片機2、RS-458芯片8等，上述部件均與電源I連接，由電源I供電，所述的雷電阻斷器6上設(shè)置接地線，當信號線M端監(jiān)測到雷電浪涌時，雷電阻斷器6瞬間動作，將電流通過接地線傳下地下，同時接地線上設(shè)置的感應(yīng)線圈5感應(yīng)到信號，與感應(yīng)線圈5連接的電流感應(yīng)器4感應(yīng)電流，通過與其連接的A/D轉(zhuǎn)換器3對電流數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成兼容的信號，由與A/D轉(zhuǎn)換器3連接的單片機2進行保存與處理，同時與單片機2連接的RS-458芯片8對信號進行處理，再由與RS-458芯片8連接的光電耦合器7沿RS-485信號線10傳入與其連接的無線采集終端，由無線采集終端傳輸給電力公司數(shù)據(jù)監(jiān)測中心，由電力工作人員根據(jù)信號數(shù)據(jù)對相應(yīng)的雷電阻斷器雷擊次數(shù)等進行判斷，即時更換達到雷電阻斷器使用壽命的相應(yīng)的雷電阻斷器6，達到智能防雷監(jiān)測，本發(fā)明的電能信息傳輸信號線9與RS-485信號線10相同，也采用RS-485線。
[0016]如圖所示，光電耦合器7等與無線采集終端通過RS-485信號線10連接，雷電阻斷器6與無線采集終端通過電能信息傳輸信號線9連接，RS-485信號線10與電能信息傳輸信號線9連接，無雷擊發(fā)生時，RS-485信號線10不與無線采集終端通訊，當發(fā)生雷擊發(fā)生時，光電耦合器7等通過RS-485信號線10聯(lián)入信號線9，并在N端與無線采集終端連接，用于傳輸信號；電力公司數(shù)據(jù)監(jiān)測中心通過無線采集終端向智能防雷器發(fā)送命令，讀取智能防雷器的狀態(tài)量與監(jiān)測量等信息，為了減少電力工作人員的工作量，本發(fā)明在每個電能采集終端的前端都安裝智能防雷器，且每一個智能防雷器的IP地址與實際安裝地址一一對應(yīng)，用于對該智能防雷器的電力所在區(qū)域內(nèi)任一信息采集線路進行雷擊監(jiān)控。
[0017]本發(fā)明的數(shù)據(jù)信號線RS-485智能防雷方法，主要過程如下:
1)當電能信息傳輸信號線9的M端出現(xiàn)浪涌時，雷電阻斷器6瞬間工作，將電流通過接地線引入地下；
2)在電流通過接地線的時候，由于接地線上設(shè)有感應(yīng)線圈5，感應(yīng)線圈5作出感應(yīng)，電流感應(yīng)器4監(jiān)測到感應(yīng)線圈5上的電流信號，將信號傳給A/D轉(zhuǎn)換器3，由A/D轉(zhuǎn)換器3轉(zhuǎn)換成兼容的電流，由單片機2保存與處理，同時該信號經(jīng)過RS-458芯片8處理，再經(jīng)過光電耦合器7沿RS-485信號線10傳入電力數(shù)據(jù)信號線9，并從N端輸入無線采集終端，無線采集終端再將該信息傳給電力公司數(shù)據(jù)監(jiān)測中心；
3)電力公司數(shù)據(jù)監(jiān)測中心接收到信息后，監(jiān)測中心工作人員通過接收的數(shù)據(jù)信息，確定每個區(qū)域的雷電阻斷器6遭遇的雷擊及雷擊次數(shù)，在雷電阻斷器6達到雷擊次數(shù)極限前，到相應(yīng)的雷電現(xiàn)場勘察，更換智能雷電阻斷器，從而達到對雷擊進行監(jiān)控。
[0018]本發(fā)明是對信號線進行智能防雷監(jiān)測，特別適于裝在偏遠地區(qū)等雷擊高發(fā)區(qū)域，電力工作人員直接在電力公司數(shù)據(jù)監(jiān)測中心就能看到信號數(shù)據(jù)，由電力工作人員根據(jù)信號數(shù)據(jù)對相應(yīng)的雷電阻斷器雷6擊次數(shù)等進行判斷，即時更換達到雷電阻斷器6使用壽命的相應(yīng)的智能雷電阻斷器，可以在雷電阻斷器6損壞之前就可以換掉，提高工作效率。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)據(jù)信號線RS-485智能防雷器，包括相互連接的雷電阻斷器(6)及雷電監(jiān)測單元，雷電阻斷器(6)連接接地線，所述的雷電監(jiān)測單元包括電流感應(yīng)器(4)、A/D轉(zhuǎn)換器(3)、單片機(2)、RS-485芯片(8)及光電耦合器(7)，其特征在于所述的雷電阻斷器(6)上設(shè)置嵌入式芯片，所述的接地線上設(shè)置感應(yīng)線圈(5 )，感應(yīng)線圈(5 )與電流感應(yīng)器(4 )連接，電流感應(yīng)器(4)與A/D轉(zhuǎn)換器(3)、單片機(2)、RS-458芯片(8)及光電耦合器(7)連接，光電耦合器(7)與無線采集終端連接，將雷擊信號傳輸給無線采集終端，由無線采集終端傳輸給電力公司數(shù)據(jù)監(jiān)測中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)據(jù)信號線RS-485智能防雷器，其特征在于所述的電流感應(yīng)器(4)、A/D轉(zhuǎn)換器(3)、單片機(2)、RS-458芯片(8)、光電耦合器(7)與電源(I)連接，由電源(I)供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)據(jù)信號線RS-485智能防雷器，其特征是雷電阻斷器(6)在RS-485信號線(10)的M端涌入雷電浪涌時工作，通過接地線將雷擊電流引入地下，電流感應(yīng)器(4 )用于監(jiān)測感應(yīng)線圈(5 )的電流信號，A/D轉(zhuǎn)換器(3 )用于將電流模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，單片機(2)用于對信號的保存和處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)據(jù)信號線RS-485智能防雷器，其特征在于RS-485芯片(8 )通過光電耦合器(7 )與RS-485信號線(10 )連接，RS-485信號線(10 )與電能信息傳輸信號線(9)連接，當出現(xiàn)雷擊浪涌時，利用原有的電力信息數(shù)據(jù)信號線將信息傳出，當無雷擊發(fā)生時，RS-485信號線(10)不與無線采集終端通訊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)據(jù)信號線RS-485智能防雷器，其特征在于電力公司數(shù)據(jù)監(jiān)測中心通過無線采集終端向智能防雷器發(fā)送命令，實時讀取智能防雷器的狀態(tài)量與監(jiān)測量等信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)據(jù)信號線RS-485智能防雷器，其特征每一個智能防雷器的IP地址與實際安裝地址一一對應(yīng)，用于對該智能防雷器的電力所在區(qū)域內(nèi)任一信息采集線路進行雷擊監(jiān)控。
7.一種數(shù)據(jù)信號線RS-485智能防雷方法，其特征在于包括如下步驟: O當電能信息傳輸信號線(9)M端出現(xiàn)雷擊浪涌時，雷電阻斷器(6)瞬間動作，將電流通過接地線引入地下； 2)在雷擊電流通過接地線的時候，接地線上的感應(yīng)線圈(5)產(chǎn)生電流信號，同時電流感應(yīng)器(4)監(jiān)測到感應(yīng)線圈(5)上的電流信號，將信號通過A/D轉(zhuǎn)換器(3)轉(zhuǎn)換成兼容的電流，由單片機(2)保存與處理，同時該信號經(jīng)過RS-458芯片(8)處理，再經(jīng)過光電耦合器(7)沿RS-485信號線(10)N端傳入無線采集終端，無線采集終端再將該信息傳給電力公司數(shù)據(jù)監(jiān)測中心； 3)電力公司數(shù)據(jù)監(jiān)測中心接收到信息后，監(jiān)測中心工作人員通過接收的數(shù)據(jù)信息，判斷相應(yīng)的雷電阻斷器(6)的雷擊次數(shù)，再到相應(yīng)的雷電現(xiàn)場勘察，更換雷擊次數(shù)達到極限的雷電阻斷器(6)等，從而達到對雷擊進行監(jiān)控。
【文檔編號】H02H9/04GK103795052SQ201410024463
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】田龍, 唐生迪, 袁鳳, 倪建友, 金小軍, 張俊杰 申請人:嘉興市國科京禾電子有限公司