一种信号线路雷击监测仪的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种信号线路雷击监测仪，包括雷电流监测电路和雷电流信号处理电路；其中，所述雷电流监测电路包括依次连接的磁芯感应线圈、取样电阻、分压器、差分放大电路、检波电路；雷电流信号处理电路包括依次连接的A/D转换电路、单片机、显示器；所述检波电路与A/D转换电路连接。本发明用于监测信号传输线上雷电流的幅值及发生的时间，根据监测雷电流的参数分析统计信号出传输线上雷击的情况，也可以用于统计信号线路中的雷击事故，为信号线路的雷电防护提供参考数据。
【专利说明】一种信号线路雷击监测仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种信号线路雷击监测仪，属于雷电科学与【技术领域】。
【背景技术】
[0002]雷击对于通信信号设备的危害是巨大的，雷击可能使通讯信号的中断，严重的造成通讯设备的损坏。据统计，通讯设备信号的故障，有相当一部分是由于雷击造成的。雷击对通信设备的损坏途经有:一是直击雷经过接闪装置向大地泄放能量，形成很高的地电位，通过通风设备的接地体线将高电位引入到通风的外壳，造成绝缘性的损坏。二是由于雷电的静电感应和电磁感应形成的高电位。三是发生闪击时直接击中线缆形成高电位。
[0003]目前，电力输电线路采用磁棒法、磁带法、闪电定位系统以罗氏线圈的方法对高压输电线路进雷电监测，对于雷击造成的事故统计分析以及对高压输电线路的雷电防护提供了参考数据。但是这些监测方法的应用适应于输电线路，由于信号线路的安装的位置在室内或加有屏蔽，雷电在信号线路的幅值相对供电线路要小，这些方法不适合于在信号线路中雷电流的监测。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种信号线路雷击监测仪，用于监测信号传输线上雷电流的幅值及发生的时间，根据监测雷电流的参数分析统计信号出传输线上雷击的情况，也可以用于统计信号线路中的雷击事故，为信号线路的雷电防护提供参考数据。
[0005]本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
本发明提供一种信号线路雷击监测仪，包括雷电流监测电路和雷电流信号处理电路；其中，所述雷电流监测电路包括依次连接的磁芯感应线圈、取样电阻、分压器、差分放大电路、检波电路；雷电流信号处理电路包括依次连接的A/D转换电路、单片机、显示器；所述检波电路与A/D转换电路连接。
[0006]当信号线路中有雷电流时，磁芯感应线圈感应出信号线路中的雷电压信号，并将其加载至取样电阻上；雷电压信号经过分压器分压后，送至差分放大电路进行放大；放大的雷电压信号经过检波电路转化为直流信号后，送至A/D转换电路转化为数字信号；数字信号送至单片机进行处理并存储，通过显示器进行显示。
[0007]作为本发明的进一步优化方案，所述分压器为电阻分压电路。
[0008]作为本发明的进一步优化方案，所述磁芯感应线圈与信号线路垂直。
[0009]作为本发明的进一步优化方案，所述A/D转换电路为ADC0832型号。
[0010]作为本发明的进一步优化方案，所述单片机为型号89C52型号。
[0011]作为本发明的进一步优化方案，所述A/D转换电路通过接口电路与单片机连接。
[0012]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
I)本发明电路结构简单，工作性能稳定，使用安全可靠；安装简单，只需要装在信号线缆的附近1cm范围内均可；应用范围广泛，适应于各种线缆雷电流的监测； 2)本发明监测雷电流范围大，可监测从几十A至几十kA范围的雷电流；
3)本发明设计电路中均采用低噪声的元器件，具有信噪比大，测量精度高的特点；
4)本发明中对雷电流信号处理采用单片机，具有处理速度快、信息自动保存、可重复记录存储的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明的原理框图。
[0014]图2是磁芯感应线圈、取样电阻、分压器、差分放大电路的原理图。
[0015]图3是检波电路原理图。
[0016]图4是雷电流信号处理电路原理图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明:
本发明设计一种信号线路雷击监测仪，如图1所示，包括雷电流监测电路和雷电流信号处理电路；其中，所述雷电流监测电路包括依次连接的磁芯感应线圈、取样电阻、分压器、差分放大电路、检波电路；雷电流信号处理电路包括依次连接的A/D转换电路、单片机、显示器；所述检波电路与A/D转换电路连接。
[0018]本发明一种信号线路雷击监测仪，其工作过程为:当信号线路中有雷电流时，磁芯感应线圈感应出信号线路中的雷电压信号，并将其加载至取样电阻上；雷电压信号经过分压器分压后，送至差分放大电路进行放大；放大的雷电压信号经过检波电路转化为直流信号后，送至A/D转换电路转化为数字信号；数字信号送至单片机进行处理并存储，通过显示器进行显示。
[0019]本实施例中，磁芯感应线圈、取样电阻、分压器、差分放大电路如图2所示，由磁芯感应线圈L、取样电阻R、电阻Rl和电阻R2组成的分压电路、由集成运算放大器ICl和IC2、电阻R3至R7构成组成的差分放大电路构成。其中，磁芯感应线圈L感应到的雷电压信号加载在取样电阻R两端，取样电阻R与分压电路并联，加载在取样电阻R两端的雷电压信号经分压后，取电阻R2两端的电压送至后级差分放大电路。本实施例中，分压后的电压信号分别加至集成运算放大器IC1、IC2的反相输入端，经过差分放大电路放大后，在集成运算放大器IC2的输出端输出。本实施例中，集成运算放大器ICl和IC2均选用OP27型号，R3=R6=lkQ，R4=R5=lkQ，R7=90kQ。分压电路的分压比是10:1，差分放大电路的放大倍数为100倍。
[0020]本实施例中，检波电路如图3所示。检波电路由集成运算放大器IC3A和IC3B、二极管Dl和D2、电阻R8、电容Cl构成。集成运算放大器IC3A和IC3B采用LM358双集成运放，二极管Dl和D2构成峰值检波，电容Cl为滤波电容。经差分放大电路放大后的电压信号加至集成运算放大器IC3A的正相输入端，经过检波电路后，在集成运算放大器IC3B的输出端输出直流信号。
[0021]本实施例中，雷电流信号处理电路如图4所示。雷电流信号处理电路由A/D转换电路、接口电路、89C52单片机、显示器构成。检波电路输出的直流信号加至A/D转换电路的输入端，经A/D转换后，在A/D转换电路的输出端输出数字信号。数字信号通过接口电路发送至单片机，单片机对接收到的数字信号进行处理并存储后，由显示器进行显示。本实施例中，A/D转换模块选用ADC0832型号，该芯片可将模拟信号转换为8位的数字信号、分辨率为256。单片机选用89C52型号负责雷电流数据信号的接收、处理及计算还具有数据存储以及可以数据查询的功能。
[0022]以上所述，仅为本发明中的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种信号线路雷击监测仪，其特征在于，包括雷电流监测电路和雷电流信号处理电路；其中，所述雷电流监测电路包括依次连接的磁芯感应线圈、取样电阻、分压器、差分放大电路、检波电路；雷电流信号处理电路包括依次连接的A/D转换电路、单片机、显示器；所述检波电路与A/D转换电路连接； 当信号线路中有雷电流时，磁芯感应线圈感应出信号线路中的雷电压信号，并将其加载至取样电阻上；雷电压信号经过分压器分压后，送至差分放大电路进行放大；放大的雷电压信号经过检波电路转化为直流信号后，送至A/D转换电路转化为数字信号；数字信号送至单片机进行处理并存储，通过显示器进行显示。
2.根据权利要求1所述的一种信号线路雷击监测仪，其特征在于，所述分压器为电阻分压电路。
3.根据权利要求1所述的一种信号线路雷击监测仪，其特征在于，所述磁芯感应线圈与信号线路垂直。
4.根据权利要求1所述的一种信号线路雷击监测仪，其特征在于，所述A/D转换电路为ADC0832型号。
5.根据权利要求1所述的一种信号线路雷击监测仪，其特征在于，所述单片机为型号89C52型号。
6.根据权利要求1所述的一种信号线路雷击监测仪，其特征在于，所述A/D转换电路通过接口电路与单片机连接。
【文档编号】G01R31/12GK104483604SQ201410754869
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月11日 优先权日:2014年12月11日
【发明者】李祥超, 李鹏飞, 朱若虚, 陈则煌 申请人:南京信息工程大学