专利名称：一种多功能雷电监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种雷电监测装置，属于电子技术领域，特别是一种集成多种功能于一体的雷电监测装置。
背景技术：
目前市面上的雷电监测装置由于技术不成熟，功能比较单一，没有监测雷电灾害相关气象信息的功能，使得机房设备因雷击造成温度升高导致的起火事故不易及时发现，机房湿度过大导致的设备线路漏电事故不易察觉，这些防雷设备的隐性安全问题对机房的安全具备极大的威胁。采用磁环作为传感器来采集雷击电流的强度，在大电流情况下容易磁饱和，不能监测到线性变化的雷电流数据，采集的数据不准确。没有远程告警功能，即使有些利用无线模块进行远程告警，传输距离也只能在200米以内，维护人员离开现场就无法知道告警事故的发生。针对以上问题的出现，现有技术并没有很好的解决，给本领域工作 的正常进行带来了麻烦。
发明内容本实用新型要解决现有的雷电监测装置功能比较单一的技术问题，本实用新型设计了一种多功能雷电监测装置，集成多种功能于一体，更好的对雷电进行监控，从而更好的保护易受雷电危害的各种设备。本实用新型为实现发明目的采用的技术方案是，一种多功能雷电监测装置，结构中包括壳体、设置在壳体内的电路板，电路板的电路结构中包括控制单元、借助第三A/D转换电路与控制单元相连的雷击电流采集电路、及与外设连接的接口电路，雷击电流采集电路包括感应线圈和感应信号处理电路，感应信号处理电路的输出端与控制单元连接，关键在于上述的感应线圈内装的是高磁阻介质材料或者是空心的。本实用新型的有益效果是，雷电监测装置集成多种功能于一体，能实时准确地采集到零地电压、大气温湿度的相关数据，雷击电流感应电路有效克服了磁饱和的问题，能准确地检测采集到线性变化的雷击电流数据，更好的保护机房内的设备。而且利用GSM网络以短信形式发送故障信号到用户的手机上使传输距离不受限制，解决了现有的无线模块只能短距离传输的问题。
以下结合附图对本实用新型进行详细说明。
图I是本实用新型中雷击电流采集电路的逻辑框图。图2是本实用新型中雷击电流采集电路的电原理图。附图中，I是控制单元，2是零地电压采集电路，3是雷击电流采集电路，4是温湿度米集电路，5是RS485通彳目模块，6是SF1D模块,7是IXD显不模块,8是薄膜键盘模块，9是/[目号告警模块，10-1是第一 A/D转换电路，10-2是第二 A/D转换电路，10-3是第三A/D转换电路，11是电源模块。
具体实施方式
参看附图，一种多功能雷电监测装置，结构中包括壳体、设置在壳体内的电路板，电路板的电路结构中包括控制单元I、借助第三A/D转换电路10-3与控制单元I相连的雷击电流采集电路3、及与外设连接的接口电路，雷击电流采集电路3包括感应线圈和感应信号处理电路，感应信号处理电路的输出端与控制单元I连接，关键在于上述的感应线圈内装的是高磁阻介质材料或者是空心的。上述的结构中还包括分别借助第二 A/D转换电路10-2和第一 A/D转换电路10_1与控制单元I相连的零地电压采集电路2、温湿度采集电路4。上述的结构中还包括与控制单元I相连的Sro模块6、IXD显示模块7、薄膜键盘模块8及信号告警模块9。上述的接口电路为借助modbus协议与控制单元I通信的RS485通信模块5。上述的sro模块6内包括一组串联的退耦器，退耦器采用绕线铜条式结构、导轨式安装、串接于电源线的相线和零线上。上述的感应信号处理电路包括与感应线圈和SPD模块6连接的整流电路、与整流电路连接的保持电路、及均与控制中心I连接的跟随器、比较器和复位电路，保持电路还分另Ij与跟随器、复位电路连接，跟随器与比较器连接。感应线圈由多扎漆包线绕制在硅钢片上组成，并用环氧树脂包封。本实用新型在具体使用时电源模块11经电路处理后接入控制单元1，负责给控制单元I供电，同时处理雷击时从电源串进的干扰。零地电压采集电路2、雷击电流采集电路3和温湿度采集电路4采集到的信号分别借助第二 A/D转换电路10-2、第三A/D转换电路10-3和第一 A/D转换电路10-1传输给控制单元I，控制单元I将处理后的数据分别传输给RS485通信模块5、IXD显示模块7和信号告警模块9，RS485通信模块5将接收到的数据传输给与它相连的外部设备，并借助GSM网络以短信形式发送故障信号到用户的手机上，传输距离不受限制，解决了现有的无线模块只能短距离传输的问题。同时RS485通信模块5还可以接收外部设备返回的信息，并将信息反馈给控制单元I。SPD模块6即常说的电涌保护器，它在限制瞬态过电压和分走电涌电流的同时，将处理过的信号送入控制单元1，控制单元I将处理后的数据送入IXD显示模块7和信号告警模块9。SPD模块6内包括一组串联的退耦器，可以抗击同一地网80KA以上的大电流。工作人员利用薄膜键盘模块8输入的信息经电路处理后送入控制单元1，控制单元I将处理后的信息传给IXD显示模块7显示出来，使现场操作直观、方便，同时控制中心I还将信息传给信号告警模块9使其发出告警信号。监测装置还可以借助B/S架构管理软件将监测数据进行远程传输，实现远程监控。感应线圈为空心电感LI，不存在介质磁化而影响精度的问题。sro模块6的电路中包括由压敏电阻MOV和电容Cl组成的过电压吸收部分、以及由二极管Dl和D4组成的钳位电路部分，该钳位电路使得跟随器的输入端电压不超过设定范围。整流电路中包括高速整流管D2、D3、D4和D5，均为纳秒级。保持电路采用高频特性好的电容器C2，C2充电且具有保持功能。跟随器由运算放大器U1A、电阻R3和电位器RTl组成，起着电路的匹配和缓冲作用，RTl用于误差的校准。比较器是运算放大器U1B，用于产生对控制单元I的中断请求。复位电路由电阻Rl、R2和三极管Ql组成，采样后的复位信号来自控制单元I。感应线圈感应到浪涌信号，整流后给电容C2充电，经跟随器的缓冲和隔离，运算放大器UlA的I脚电压输出给UlB的5脚，UlB将5脚的电压与6脚输入的基准电压比较， 如果高于基准电压，则在7脚输出高电压至控制单元1，即对控制单元I发出中断信号INTO请求。控制单元I进行处理后延时一定时间，确保电容C2的充电电压已经到了峰值。控制单元I将跟随器端口 MAXcurrent点的电压即峰值电压进行A/D转换，然后输出复位脉冲至复位电路的端口 Sreset，完成对电容C2的复位。
权利要求1.一种多功能雷电监测装置，结构中包括壳体、设置在壳体内的电路板，电路板的电路结构中包括控制单元(I)、借助第三A/D转换电路(10-3)与控制单元(I)相连的雷击电流采集电路(3)、及与外设连接的接口电路，雷击电流采集电路(3)包括感应线圈和感应信号处理电路，感应信号处理电路的输出端与控制单元(I)连接，其特征在于所述的感应线圈内装的是高磁阻介质材料或者是空心的。
2.根据权利要求I所述的一种多功能雷电监测装置，其特征在于所述的结构中还包括分别借助第二 A/D转换电路(10-2)和第一 A/D转换电路(10-1)与控制单元(I)相连的零地电压采集电路(2)、温湿度采集电路(4)。
3.根据权利要求I所述的一种多功能雷电监测装置，其特征在于所述的结构中还包括与控制单元(I)相连的SH)模块(6)、LCD显示模块(7)、薄膜键盘模块(8)及信号告警模块(9)。
4.根据权利要求I所述的一种多功能雷电监测装置，其特征在于所述的接口电路为借助modbus协议与控制单元(I)通信的RS485通信模块(5)。
5.根据权利要求3所述的一种多功能雷电监测装置，其特征在于所述的Sro模块(6)内包括一组串联的退藕器，退藕器采用绕线铜条式结构、导轨式安装、串接于电源线的相线和零线上。
6.根据权利要求3所述的一种多功能雷电监测装置，其特征在于所述的感应信号处理电路包括与感应线圈和sro模块(6)连接的整流电路、与整流电路连接的保持电路、及均与控制中心(I)连接的跟随器、比较器和复位电路，保持电路还分别与跟随器、复位电路连接，跟随器与比较器连接。
7.根据权利要求I所述的一种多功能雷电监测装置，其特征在于所述的感应线圈由多扎漆包线绕制在硅钢片上组成，并用环氧树脂包封。
专利摘要一种多功能雷电监测装置，解决了雷电监测装置功能比较单一的技术问题，采用的技术方案是，结构中包括壳体、设置在壳体内的电路板，电路板的电路结构中包括控制单元、借助第三A/D转换电路与控制单元相连的雷击电流采集电路、及与外设连接的接口电路，雷击电流采集电路包括感应线圈和感应信号处理电路，感应信号处理电路的输出端与控制单元连接，关键在于上述的感应线圈内装的是高磁阻介质材料或者是空心的。本实用新型的优点是，集成多种功能于一体，能更好地保护各种设备，而且解决了无线模块只能短距离传输故障信号的问题。
文档编号G01D21/02GK202403725SQ20112046145
公开日2012年8月29日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日
发明者吴波, 吴铁军, 崔利俊, 徐平, 文婷, 李波, 沈伯辉, 邓卓奇, 邝振星, 阮国恒, 雷全学 申请人:广东电网公司清远供电局, 深圳市康普盾电子科技有限公司