一种防雷器的雷击计数及告警装置的制作方法

本实用新型涉及防雷器技术领域，尤其涉及一种防雷器的雷击计数及告警装置。

背景技术：

随着人类科技文明的进步和发展，雷电除了对人类生命、财产造成危害外，对通信、安防、石化、电力等行业的危害也日益突出，人类对雷电的研究也越来越深入和广泛。于是对雷电的防护和检测设备就应运而生，雷击计数装置作为现有的检测设备，存在抗雷击及雷电电磁脉冲能力弱，结构复杂，工作灵敏度不可靠等缺陷，而且制造成本高。

为解决上述技术缺陷，经研究发现雷击计数装置中电源电路存在抗雷击及雷电电磁脉冲能力弱，在受到雷电电磁脉冲时容易损坏，所以本实用新型提出一种防雷器的雷击计数及告警装置，该装置具有抗雷击及雷电电磁脉冲能力强，结构简单，工作灵敏度可靠，而且制造成本低等优点。

技术实现要素：

本实用新型提出一种防雷器的雷击计数及告警装置，以解决抗雷击及雷电电磁脉冲能力弱，在受到雷电电磁脉冲时容易损坏的技术问题。

本实用新型提出一种防雷器的雷击计数及告警装置，其中，包括：依次连接的桥式整流电路和三级稳压电路，其中，第一级稳压电路为告警电路供电，第二级稳压电路为充电电池供电，第三级稳压电路为雷击计数电路供电，通过逐级降压的方式避免相互之间干扰，保证元器件可靠工作。

其中，所述稳压电路包括一降压模块，该降压模块包括：一稳压二极管的阴极接一开关管的输入端，稳压二极管的阳极串联一电阻接电源地，稳压二极管的阳极还与所述开关管的控制端相连，所述开关管的输出端串联一电阻接电源地，所述开关管的输入端与另一开关管的控制端相连，所述开关管的输入端还通过一电阻与稳压二极管的阴极相连构成降压模块的输入端，所述另一开关管的输出端为降压模块的输出端。

优选地，所述第一级稳压电路包括：一输入端接在所述桥式整流电路输出端的降压模块，并联在降压模块的输出端和电源地之间的第二和第三支路，所述第二和第三支路上分别有一电容，降压模块的输出端为第一级稳压电路的输出端。

优选地，所述第二级稳压电路包括：降压模块输入端串联一电阻接在第一稳压电路输出端上，所述降压模块的输出端与一二极管的阳极相连，所述二极管的阴极与一充电电池正极相连构成第二级稳压电路的输出端，所述充电电池的负极接电源地。

优选地，所述第三级稳压电路包括：一输入端接在第二级稳压电路输出端的降压模块，所述降压模块的输出端与一二极管的阳极相连，所述二极管的阴极为第三级稳压电路的输出端，为所述雷击计数电路供电。

优选地，所述雷击计数电路包括依次连接的雷击脉冲电流采样电路、雷击计数及数码管显示控制电路。

优选地，所述雷击脉冲电流采样电路包括：接地环形电感的引线端子、整流桥和光电耦合器，整流桥的输入端和接地环形电感的引线端子相连，整流桥的输出端和光电耦合器的输入端相连，光电耦合器输出端一端串联一电阻连接在电源接口上，另一输出端接在雷击计数及数码管显示控制电路的雷击信号输入端，有一电容并联在光电耦合器输出两端。

优选地，所述雷击计数及数码管显示控制电路包括：第一三态输出数字选择器、第二三态输出数字选择器、第一数码管和第二数码管，第一三态输出数字选择器驱动第一数码管，第二三态输出数字选择器驱动第二数码管。

优选地，所述告警电路包括告警指示模块，告警指示模块包括：一双色发光管的阳极接第一电阻的一端，所述双色发光管的阴极接电源地，一开关管的控制端与所述双色发光管的阳极相接构成告警指示模块的控制端，所述开关管的输入端通过第一电阻与所述电阻的另一端相连构成告警指示模块的输入端，所述开关管的输入端还与另一双色发光管的阳极相连，所述另一双色发光管的阴极接电源地，所述开关管的输出端与一二极管的阳极相连，所述二极管的阴极为告警指示模块的输出端。

优选地，所述桥式整流电路的前端还包括电源防护电路，电源防护电路包括：交流第一端口和一电感的一端相连，所述电感的另一端通过一电阻与所述桥式整流电路的一输入端相连，所述电阻两端并联有一电容，交流第二端口通过另一电感与所述桥式整流电路的另一输入端相连，所述两个电感后端并联有一压敏电阻，所述电阻后端与另一电感后端并联有另一压敏电阻。

与现有技术相比，本实用新型具有抗雷击及雷电电磁脉冲能力强，在受到雷电电磁脉冲时不易损坏，结构简单，工作灵敏度可靠，而且制造成本低等优点。

附图说明

图1为本实用新型的电源电路原理图；

图2为本实用新型的告警电路原理图；

图3为本实用新型的雷击计数原理图

图4为本实用新型的工作流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明。应当理解，以下具体实施例仅用以解释本实用新型，并不对本实用新型构成限制。

本实用新型提出了一种防雷器的雷击计数及告警装置，该装置包括：电源电路、告警电路和雷击计数电路。电源电路可以为该装置各部分提供不同的电源，通过告警电路可以识别三相电源浪涌保护器的工作状态和失效状态，雷击计数电路可以对雷击次数进行计数。

如图1所示的电源电路实施例，该电源电路包括：依次连接的电源防护电路、桥式整流电路和三级稳压电路。

所述电源防护电路由交流第一端口l、交流第二端口n、第一电感l1、第二电感l2、第一电阻r1、第一电容c1、第一压敏电阻rv1和第二压敏电阻rv2组成，第一电感l1和第二电感l2可以有效的过滤交流电中的高次谐波，第一电阻r1和第一电容c1的组合可以起到滤波的作用，第一压敏电阻rv1和第二压敏电阻rv2对电源电路起到过电压保护的作用。所述交流第一端口l与第一电感l1的一端相连，第一电感l1的另一端与第一电阻r1的一端相连，第一电感l1的另一端还与第一电容c1的一端相连，第一电感l1的另一端还与第一压敏电阻rv1的一端相连，第一电阻r1的另一端与所述桥式整流电路的第一输入端1相连，第一电阻r1的另一端还与第一电容c1的另一端相连，第一电阻r1的另一端还与第二压敏电阻rv2的一端相连，交流第二端口n与第二电感l2的一端相连，第二电感l2的另一端与所述桥式整流电路的第二输入端3相连，第二电感l2的另一端还与第一压敏电阻rv1的另一端相连，第二电感l2的另一端还与第二压敏电阻rv2的另一端相连。该电路可以有效保护电源线路的安全，保护整个装置线路不受到损害。

所述桥式整流电路由4个整流二极管组成的桥式电路和第二电阻r2组成，1、3为桥式电路的输入端，2、4为桥式电路的输出端，该桥式电路将交流电整流为直流电，桥式电路的输出端2为直流电的正极，直流电的正极串联第二电阻r2为桥式整流电路的输出端，桥式电路的输出端3为直流电的负极，直流电的负极接电源地。该桥式整流电路可以为三级稳压电路提供所需的直流电。

所述三级稳压电路由依次连接的为告警电路供电的第一级稳压电路、为充电电池供电的第二级稳压电路和为雷击计数电路供电的第三级稳压电路组成，通过逐级降压的方式避免相互之间干扰，保证元器件可靠工作。

所述稳压电路包括一降压模块，如图1所示的实施例中，第一级稳压电路的降压模块包括：第一稳压二极管dw1、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第一开关管q1和第二开关管q2，所述第一开关管q1为npn型的三极管，所述第一开关管q2为pnp型三极管，第一稳压二极管dw1的阴极接第二开关管q2的输入端，第一稳压二极管dw1的阳极串联第三电阻r3接电源地，第一稳压二极管dw1的阳极还与第一开关管q1的控制端相连，第一开关管q1的输出端串联第四电阻r4接电源地，第一开关管q1的输入端与第二开关管q2的控制端相连，第一开关管q1的输入端还通过第五电阻r5与第一稳压二极管dw1的阴极相连构成降压模块的输入端，第二开关管q2的输出端为降压模块的输出端。第一级稳压电路由降压模块、电解电容c2和第三电容c3组成，降压模块的输入端接在所述桥式整流电路输出端上，降压模块的输出端和电源地之间并联有由电解电容c2和第三电容c3分别组成的支路，降压模块的输出端可以为告警电路提供12v的直流电。

如图1所示的实施例中，第二级稳压电路中的降压模块由第二稳压二极管dw2、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第三开关管q3和第四开关管q4组成，所述第四开关管q4为npn型的三极管，所述第三开关管q3为pnp型三极管。第二级稳压电路由降压模块、第六电阻r6、第一二极管d1和充电电池bt1组成，降压模块的输入端串联第六电阻r6接在第一级稳压电路的输出端上，降压模块的输出端接第一二极管d1的阳极，第一二极管d1的阴极与充电电池bt1的正极相连构成第二级稳压电路的输出端，充电电池bt1的负极接电源地，该电路可以提供7.2v的电源为充电电池bt1充电。

如图1所示的实施例中，第三级稳压电路中的降压模块由第三稳压二极管dw3、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第五开关管q5和第六开关管q6组成，所述第五开关管q5为npn型的三极管，所述第六开关管q6为pnp型三极管。第三级稳压电路包括降压模块和第二二极管d2，降压模块输入端接在第二级稳压电路的输出端上，降压模块的输出端接第二二极管d2的阳极，第二二极管d2的阴极为第三级稳压电路的输出端，为雷击计数电路提供5.6v的直流电。

如图2所示为告警电路的实施例，该告警电路包括一种告警指示模块，该告警电路中含有3个警指示模块，其中第一个告警指示模块由第一双色发光管led1、第二双色发光管led2、第十六电阻r16、第十七电阻r17、第七开关管q7和第三二极管d3组成，其中第七开关管q7为npn型三极管，第一双色发光管led1的阳极接第十六电阻r16的一端，第一双色发光管led1的阴极接电源地，第七开关管q7的控制端与第一双色发光管led1的阳极相接构成告警指示模块的控制端，第七开关管q7的输入端通过第十七电阻r17与第十六电阻r16的另一端相连构成告警指示模块的输入端，第七开关管q7的输入端还与第二双色发光管led2的阳极相连，第二双色发光管led2的阴极接电源地，第七开关管q7的输出端与第三二极管d3的阳极相连，第三二极管d3的阴极为告警指示模块的输出端。

如图2所示，告警电路由三相电源浪涌保护器的常闭触点接口jp1、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、依次相连3个告警指示模块、第二十二电阻r22、第二十三电阻r23、第六二极管d6、第十开关管q10、第七二极管d7、第十一开关管q11、第八二极管d8和继电器组成，该告警电路中的开关管皆为npn型的三极管。所述三相电源浪涌保护器的常闭触点接口jp1的1接口接在电源地上，三相电源浪涌保护器的常闭触点接口jp1的2接口通过第十五电阻r15接在第一个告警指示模块的控制端上，为第一个告警指示模块提供电信号；三相电源浪涌保护器的常闭触点接口jp1的3接口通过第十四电阻r14接在第二个告警指示模块的控制端上，为第二个告警指示模块提供电信号；三相电源浪涌保护器的常闭触点接口jp1的4接口通过第十三电阻r13接在第三个告警指示模块的控制端上，为第三个告警指示模块提供电信号。三个告警指示模块的输入端与第二十三电阻r23的一端、第八二极管d8的阴极都接在继电器的一端上，三个告警指示模块的输出端都接在第二十二电阻r22的一端上，第二十二电阻r22的另一端第二十三电阻r23的另一端相连第二十三电阻r23的另一端还与第六二极管d6的阴极相连，第六二极管d6的阳极接在电源地上，第十开关管q10的控制端也接在第六二极管d6的阴极上，第十开关管q10的输出端接在电源地上，第十开关管q10的输入端接在第七二极管d7的阴极上，第七二极管d7的阳极接在电源地上，第十一开关管q11的控制端也接在第七二极管d7的阴极上，第十一开关管q11的输出端接在电源地上，第十一开关管q11的输入端接在第八二极管d8的阳极上，第十一开关管q11的输入端还与继电器的另一端相连。该告警电路可以识别三相电源浪涌保护器的工作状态和失效状态，当浪涌保护器正常工作时，指示电路绿灯常亮；当浪涌保护器失效时，常闭触点转为常开触点，红灯显示，同时触发继电器动作，为远端告警电路提供转换信号。

如图3为雷击计数电路的实施例，该雷击计数电路包括雷击脉冲电流采样电路和雷击计数及数码管显示控制电路。雷击脉冲电流采样电路由接地环形电感的引线端子con1、第二十四电阻r24、整流桥br1、光电耦合器oc1、第五电容c5和第二十五电阻r25构成，接地环形电感的引线端子con1的1接口接在整流桥br1的1输入端上，接地环形电的引线端子con1的2接口通过第二十四电阻r24接口接在整流桥br1的3输入端上，整流桥br1的2输出端接在光电耦合器oc1的发光源的阴极上，整流桥br1的4输出端接在光电耦合器oc1的发光源的阳极极上，光电耦合器oc1的受光器的输入端通过第二十五电阻r25接在5.6v的电源接口上，，光电耦合器oc1的受光器的输出端与雷击计数及数码管显示控制电路的计数信号输入端相连，光电耦合器oc1的受光器的输入端和输出端并联有第五电容c5。该雷击脉冲电流采样电路可以将雷击脉冲电流转化为雷击计数及数码管显示控制电路可识别的电信号，从而实现雷击脉冲电流的采样。雷击计数及数码管显示控制电路由第二十七电阻r27、复位开关k2、第四电容c4、第一三态输出数字选择器u1、第二三态输出数字选择器u2、第一数码管led7、第二数码管led8、显示开关k1和第二十六电阻r26组成，可提供常显模式或者触发显示模式，2个三态输出数字选择器u1和u2的电源端口通过第二十七电阻r27接在5.6v的电源接口vcc上，复位开关k2接在2个三态输出数字选择器u1和u2的电源端口vdd和复位端口reset之间，提供显示系统归零控制，第四电容c4并联在复位开关k2上，第一三态输出数字选择器u1驱动第一数码管led7，第二三态输出数字选择器u2驱动第二数码管led8，2个数码管led7和led8的端口3、8通过显示开关k1串联第二十六电阻r26接在电源地上，2个三态输出数字选择器u1和u2的接地端口vss接在电源地上。该雷击计数及数码管显示控制电路可以对雷击进行计数和显示雷击数。

本防雷器的雷击计数及告警装置工作原理如下：

如图4所示，电源电路将输入的交流电通过桥式整流电路整流为直流电，再通过三级稳压电路为告警电路、充电电池和雷击计数电路提供不同的电源;告警电路可以识别三相电源浪涌保护器的工作状态和失效状态，当浪涌保护器正常工作时，指示电路绿灯常亮。当浪涌保护器失效时，常闭触点转为常开触点，红灯显示，同时触发继电器动作，为远端告警电路提供转换信号；充电电池在电源电路正常通电时存储电能，当电源电路异常断电时，充电电池可以为雷击计数及数码管显示控制电路正常供电，保证防雷器的雷击计数及告警装置正常工作;雷击计数电路可以记录雷击次数，当接地环形电感检测到雷击脉冲信号时，可以通过雷击脉冲电流采样电路将雷击脉冲电流转化为雷击计数及数码管显示控制电路可识别的电信号，从而实现雷击脉冲电流的采样和计数。

本实用新型提出的防雷器的雷击计数及告警装置适用于通信、安防、石化、电力等行业，可结合各种防雷器安装在需要防雷措施的设备、设施以及建筑物上，本实用新型抗雷击及雷电电磁脉冲能力强、工作灵敏可靠、制造成本低。

以上所述仅为本实用新型的具体实施方式。应当指出的是，凡在本实用新型构思的精神和框架内所做出的任何修改、等同替换和变化，都应包含在本实用新型的保护范围之内。