一種數據信號線rs-485智能防雷器及方法
【專利摘要】一種數據信號線RS-485智能防雷器及方法，屬于智能化信號防雷【技術領域】。它包括雷電阻斷器及雷電監測單元，雷電監測單元包括電流感應器、A/D轉換器等，雷電阻斷器上設置嵌入式芯片，接地線上設置感應線圈，感應線圈依次與電流感應器、A/D轉換器、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據監測中心。本發明通過在信號線上增加本發明的智能防雷器后，電力工作人員只需在電力數據監測中心，根據該系統反饋回來的數據信息，即能有效確定每個雷電阻斷器是否出現雷擊及出現的防雷次數，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，有利于推廣應用。
【專利說明】—種數據信號線RS-485智能防雷器及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于智能化信號防雷【技術領域】，具體涉及一種可以在信號線上出現雷擊浪涌的情況下將雷擊信號及時反饋回電力公司數據監測中心的數據信號線RS-485智能防雷器及方法。
【背景技術】
[0002]隨著用電信息采集系統的全覆蓋，采集系統及終端遭雷擊損害的問題日益突出，而現有的防雷擊產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失去了其防雷的功能，而在出現雷雨天后，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。
【發明內容】
[0003]針對現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種可以在信號線上出現雷擊浪涌的情況下將雷擊信號及時反饋回電力公司數據監測中心的數據信號線RS-485智能防雷器及方法。
[0004]所述的一種數據信號線RS-485智能防雷器，包括相互連接的雷電阻斷器及雷電監測單元，雷電阻斷器連接接地線，所述的雷電監測單元包括電流感應器、A/D轉換器、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置嵌入式芯片，所述的接地線上設置感應線圈，感應線圈與電流感應器連接，電流感應器與A/D轉換器、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據監測中心。其原理是在雷電阻斷器在阻斷雷電浪涌的同時，電流感應器感應到RS-485信號線上產生了雷電浪涌的信息，并通過A/D轉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據監測中心。
[0005]所述的一種數據信號線RS-485智能防雷器，其特征在于所述的電流感應器、A/D轉換器、單片機、RS-458芯片、光電耦合器與電源連接，由電源供電。
[0006]所述的一種數據信號線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，電流感應器用于監測感應線圈的電流信號，A/D轉換器用于將電流模擬信號轉換成數字信號，單片機用于對信號的保存和處理。
[0007]所述的一種數據信號線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，當出現雷擊浪涌時，利用原有的電力信息數據信號線將信息傳出，當無雷擊發生時，RS-485信號線不與無線采集終端通訊。
[0008]所述的一種數據信號線RS-485智能防雷器，其特征在于電力公司數據監測中心通過無線采集終端向智能防雷器發送命令，實時讀取智能防雷器的狀態量與監測量等信肩、O
[0009]所述的一種數據信號線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，用于對該智能防雷器的電力所在區域內任一信息采集線路進行雷擊監控。
[0010]所述的一種數據信號線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，接地線上的感應線圈產生電流信號，同時電流感應器監測到感應線圈上的電流信號，將信號通過A/D轉換器轉換成兼容的電流，由單片機保存與處理，同時該信號經過RS-458芯片處理，再經過光電耦合器沿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據監測中心；
3)電力公司數據監測中心接收到信息后，監測中心工作人員通過接收的數據信息，判斷相應的雷電阻斷器的雷擊次數，再到相應的雷電現場勘察，更換雷擊次數達到極限的雷電阻斷器等，從而達到對雷擊進行監控。
[0011]通過采用上述技術，與現有技術相比，本發明有如下有益效果:
I)本發明安裝在電力信息智能采集終端的前端位置，并串聯在與采集終端相連的RS-485信號線上。
[0012]2)本發明的主要結構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生的雷擊等浪涌進行監測，監測到信號后，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測，將信號傳給電力數據監測中心，使電力工作人員在電力數據監測中心就能通過對無線采集終端發送過來的浪涌信息分析出產生浪涌的準確地點，避免了現有技術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器，當線路上出現浪涌時，雷電阻斷器動作，將電流通過接地線引入地下，電流感應器就監測到電流信號，并將信號通過模數轉換器傳入單片機內，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據監測中心，便于電力工作人員作出準確的判斷；
5)本發明的數據監測中心也可以主動通過數據采集終端向智能防雷器發送命令，讀取智能防雷器的狀態量與監測量等信息，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，這樣就可以做到對電力所在區域內任一信息采集線路進行雷擊監控；
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，特別是偏遠山區等雷擊高發區域，經常檢查需消耗大量的人力物力；通過在信號線上增加本發明的智能防雷器后，電力工作人員只需在電力數據監測中心，根據該系統反饋回來的數據信息，即能有效確定每個雷電阻斷器是否出現雷擊及出現的防雷次數，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，有利于推廣應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的結構示意圖。
[0014]圖中:1-電源，2-單片機，3-A/D轉換器，4-電流感應器，5-感應線圈，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]以下結合說明書附圖對本發明作進一步的描述:
如圖1所示，一種數據信號線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、電流感應器4、A/D轉換器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上設置接地線，當信號線M端監測到雷電浪涌時，雷電阻斷器6瞬間動作，將電流通過接地線傳下地下，同時接地線上設置的感應線圈5感應到信號，與感應線圈5連接的電流感應器4感應電流，通過與其連接的A/D轉換器3對電流數據進行轉換，轉換成兼容的信號，由與A/D轉換器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據監測中心，由電力工作人員根據信號數據對相應的雷電阻斷器雷擊次數等進行判斷，即時更換達到雷電阻斷器使用壽命的相應的雷電阻斷器6，達到智能防雷監測，本發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，無雷擊發生時，RS-485信號線10不與無線采集終端通訊，當發生雷擊發生時，光電耦合器7等通過RS-485信號線10聯入信號線9，并在N端與無線采集終端連接，用于傳輸信號；電力公司數據監測中心通過無線采集終端向智能防雷器發送命令，讀取智能防雷器的狀態量與監測量等信息，為了減少電力工作人員的工作量，本發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，用于對該智能防雷器的電力所在區域內任一信息采集線路進行雷擊監控。
[0017]本發明的數據信號線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，由于接地線上設有感應線圈5，感應線圈5作出感應，電流感應器4監測到感應線圈5上的電流信號，將信號傳給A/D轉換器3，由A/D轉換器3轉換成兼容的電流，由單片機2保存與處理，同時該信號經過RS-458芯片8處理，再經過光電耦合器7沿RS-485信號線10傳入電力數據信號線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據監測中心；
3)電力公司數據監測中心接收到信息后，監測中心工作人員通過接收的數據信息，確定每個區域的雷電阻斷器6遭遇的雷擊及雷擊次數，在雷電阻斷器6達到雷擊次數極限前，到相應的雷電現場勘察，更換智能雷電阻斷器，從而達到對雷擊進行監控。
[0018]本發明是對信號線進行智能防雷監測，特別適于裝在偏遠地區等雷擊高發區域，電力工作人員直接在電力公司數據監測中心就能看到信號數據，由電力工作人員根據信號數據對相應的雷電阻斷器雷6擊次數等進行判斷，即時更換達到雷電阻斷器6使用壽命的相應的智能雷電阻斷器，可以在雷電阻斷器6損壞之前就可以換掉，提高工作效率。
【權利要求】
1.一種數據信號線RS-485智能防雷器，包括相互連接的雷電阻斷器(6)及雷電監測單元，雷電阻斷器(6)連接接地線，所述的雷電監測單元包括電流感應器(4)、A/D轉換器(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)上設置嵌入式芯片，所述的接地線上設置感應線圈(5 )，感應線圈(5 )與電流感應器(4 )連接，電流感應器(4)與A/D轉換器(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據監測中心。
2.根據權利要求1所述的一種數據信號線RS-485智能防雷器，其特征在于所述的電流感應器(4)、A/D轉換器(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.根據權利要求1所述的一種數據信號線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，電流感應器(4 )用于監測感應線圈(5 )的電流信號，A/D轉換器(3 )用于將電流模擬信號轉換成數字信號，單片機(2)用于對信號的保存和處理。
4.根據權利要求1所述的一種數據信號線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，當出現雷擊浪涌時，利用原有的電力信息數據信號線將信息傳出，當無雷擊發生時，RS-485信號線(10)不與無線采集終端通訊。
5.根據權利要求1所述的一種數據信號線RS-485智能防雷器，其特征在于電力公司數據監測中心通過無線采集終端向智能防雷器發送命令，實時讀取智能防雷器的狀態量與監測量等信息。
6.根據權利要求1所述的一種數據信號線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，用于對該智能防雷器的電力所在區域內任一信息采集線路進行雷擊監控。
7.一種數據信號線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，接地線上的感應線圈(5)產生電流信號，同時電流感應器(4)監測到感應線圈(5)上的電流信號，將信號通過A/D轉換器(3)轉換成兼容的電流，由單片機(2)保存與處理，同時該信號經過RS-458芯片(8)處理，再經過光電耦合器(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據監測中心； 3)電力公司數據監測中心接收到信息后，監測中心工作人員通過接收的數據信息，判斷相應的雷電阻斷器(6)的雷擊次數，再到相應的雷電現場勘察，更換雷擊次數達到極限的雷電阻斷器(6)等，從而達到對雷擊進行監控。
【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 優先權日:2014年1月20日
【發明者】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