避雷针运行状态在线监测装置的制作方法

本实用新型涉及防雷技术领域，具体涉及一种避雷针运行状态在线监测装置。

背景技术：

近年来，雷电灾害渐已成为较严重的自然灾害之一，对于电力、通讯、铁路、煤炭、石油化工等行业来说，变电站避雷针是必须安装的，避雷针是否稳定可靠运行，将直接影响到工业生产与人身安全。

在雷击中，直击雷的威力最为强大，避雷针是最常见的直击雷防护装置。当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变，在避雷针的顶端，形成局部电场集中的空间，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护对象免遭雷击。

目前，对于避雷针运行状态的检测方式是周期巡检。此方法，无法实时掌握避雷针运行状态，变电站多个避雷针运行状态的检测也带来了极大的人工和时间成本。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种避雷针运行状态在线监测装置。

为解决现有技术存在的问题，本实用新型的技术方案是：一种避雷针运行状态在线监测装置，其特征在于：包括电源模块、CPU、通信模块，所述的CPU分别与电源模块和通信模块连接，所述的CPU还分别与雷击次数采集模块、接地网阻值采集模块、接地引下线阻值采集模块和告警模块连接，通信模块包括通信模块一和通信模块二，所述的通信模块一通过2.4G频段的无线与上位机连接，通信模块二通过运营商网络与远程智能监控终端连接。

所述的电源模块分别太阳能和蓄电池连接。

所述的CPU1的型号为：DSPIC33FJ128GP310A-E/PT。

所述的通信模块一的型号为E3A-DTU-1W。

所述的通信模块二的型号为WG-8010。

所述的运营商网络为GPRS、3G、4G或WIFI。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

1、避雷针运行状态实时在线监测技术，填补了防雷行业检测领域的空白；

2、避雷针接地网阻值、接地引下线阻值可实时在线监测；

3、避雷针雷击次数可在线监测、记录；

4、与无线通信相结合，后台系统可集中监控多个避雷针的运行状态。

附图说明

图1是本实用新型结构模块图；

图2为本实用新型接地网阻值采集模块原理框图；

图3为本实用新型接地引下线阻值采集模块原理框图；

图4为本实用新型雷击次数采集模块原理框图。

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明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1：一种避雷针运行状态在线监测装置，包括电源模块2、CPU1、通信模块4，所述的电源模块2分别与太阳能201和蓄电池202连接，所述的CPU1分别与电源模块2和通信模块4连接，所述的CPU1还分别与雷击次数采集模块301、接地网阻值采集模块302、接地引下线阻值采集模块303和告警模块304连接，通信模块4包括通信模块一401和通信模块二402，所述的通信模块一401通过2.4G频段的无线与上位机501连接，通信模块二402通过运营商网络（GPRS、3G、4G或WIFI）与远程智能监控终端502连接。

所述的CPU1的型号为：DSPIC33FJ128GP310A-E/PT。

所述的通信模块一401的型号为E3A-DTU-1W。

所述的通信模块二402的型号为WG-8010。

太阳能模块201与蓄电池模块202和电源模块2使用有线连接，电源模块2控制太阳能201模块对蓄电池202模块进行充电，同时电源模块2负责为CPU供电；

在CPU1模块控制下，雷击次数采集模块301将采集的数据传递给CPU进行运算处理；

接地网阻值模块302采集数据传递给CPU进行运算处理；

接地引下线阻值模块303采集数据传递给CPU进行运算处理；

告警模块304对装置的告警数据进行信息提示或者语音提示；

上位机501与通信模块一401通过2.4G无线方式进行通信，远程智能终端502与通信模块二402使用移动通信运营商网络（GPRS/3G/4G/WIFI）等连接通信，可将避雷针运行状态信息传递到有网络覆盖的地方；

本实用新型通过对雷击次数采集模块301、接地网阻值采集模块302、接地引下线阻值采集模块303采集的数据在CPU1模块内进行运算处理，并对处理后的数据结果通过通信模块4传递到上位机501或远程智能监控终端502（如手机、电脑、平板等），如果有超过域值阈值可通过告警模块304在后台进行告警或者语音提醒，从而达到对避雷针运行状态的实时在线监测。

参加图2 ：其中，703与806为接地极，U₈₀₃表示803处的电压，U₈₀₅表示805处的电压，I₇₀₂表示702处的电流。CPU1发出PWM信号，经过信号发生电路6驱动升压电路7，从701输出测试电流到接地极703，CPU 1控制信号采集电路8采集702处的输出电流I₇₀₂与803处的输出电压U₈₀₃ ，如果702处无电流则测试回路开路，如果有电流则采集805处的电压U₈₀₅，根据R=U/I,则可以计算出接地网电阻R=U₈₀₅/I₇₀₂ 。

CPU 1模块通过发送PWM信号，经过信号发生电路6模块后驱动升压电路7模块，升压电路7模块输出测试电流701经测试点702到接地极703, 接地极703经过地网705流回704处。同时信号采集电路8通过801流向702处采集数据，通过802流向803处采集数据，通过804流向地网807处并采集805处数据，信号采集电路将采集的数据返回CPU模块1，进行运算处理。

参加图3 ：其中，C为接地引下线，U_A05表示A05处的电压，I_A02表示A02处的电流。CPU1发出PWM信号，经过信号发生电路9驱动升压电路A，从A01输出测试电流到接地引下线C， CPU1控制型号采集电路采集B采集A02处的输出电流与A05处的输出电压，如果A02处无电流则测试回路开路，如果有电流则采集A05处的电压，根据R=U/I,则可以计算出接地引下线电阻R=U_A05/I_A02 。

CPU 1模块通过发送PWM信号，经过信号发生电路9模块后驱动升压电路A模块，升压电路A模块输出测试电流A01经测试点A02到接地引下线C处的A03, 接地引下线经地网通过A04处流向A05并流回升压电路A模块。同时信号采集电路B通过B01流向A05处采集数据，通过B02流向A02处采集数据，信号采集电路将采集的数据返回CPU模块1，进行运算处理。

参加图4 ：其中，D为信号采集电路，D04为接地极，U_D02表示D02处的电压。当发生雷击后，在地网D03与接地极D04间会产生电压，信号采集电路D如果采集到D02处电压U_D02 则表明发生了雷击现象，信号采集电路将此数据传递给CPU1 作计数处理。

CPU1模块通过信号采集电路D发出信号经D01到D04处，D04经大地与地网D03相连后，信号再经由D02返回信号采集电路D01，信号采集电路D将采集的数据返回CPU模块1，完成运算处理。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，本领域技术人员通过阅读本实用新型技术方案所作出的任何等效变换，均为本实用新型权利要求所涵盖。