本实用新型涉及一种防雷检测系统，具体涉及一种高速公路防雷设施智能在线监测系统。
背景技术：
传统的高速公路雷电防护方案一般按照防雷国标进行设计，国标制定的技术基础只是根据少量的引雷实验所得到的数据，但现实中雷电环境复杂，如雷电能量超过防雷系统设计值，被保护系统便存在损坏的风险。其次，防雷系统属于易损系统，如接地网会因腐蚀、氧化问题导致接地电阻上升甚至断开，电源电涌保护器(SPD)会因工频电压或泄放雷电次数过多而产生老化甚至失效。所以，高速公路防雷系统在安装后需要做定期检测和维护，确保系统稳定有效运行。
传统高速公路防雷设施和设备的维护主要依靠人工进行，不但需要安排大量人力到现场使用专用设备对防雷系统进行全面的检查，并且由于两次检查中间隔时间很长，极易出现防雷设施损坏而未能检测到，从而导致被保护设备损坏的现象。同时，由于缺乏相关实时数据，防雷设备损坏后无法分析具体原因，造成后期大量的重复投资。
技术实现要素：
为了克服背景技术的不足，本实用新型提供一种高速公路防雷设施智能在线监测系统，解决了现有技术中高速公路防雷设施人工维护存在的时效性差、准确性低、漏检和误检等长期存在的问题。
本实用新型所采用的技术方案：一种高速公路防雷设施智能在线监测系统，该系统应用层面采用B/S架构，其包括对监测对象运行状态进行实时获取的数据采集单元、数据通信传输单元、客户端监测单元和对数据进行处理、算法分析，并将结果向客户端监测单元进行展示的数据接收处理单元；所述数据采集单元包括电涌保护器监测模块、雷电波形监测模块、接地电阻监测模块、单片机、电源模块、FLASH模块、显示模块和远程通信报警模块，其中电涌保护器监测模块、雷电波形监测模块、接地电阻监测模块与单片机电连接，单片机与FLASH模块电连接，FLASH模块与显示模块、远程通信报警模块依次电连接，电源模块为该系统进行供电。
所述电涌保护器监测模块包括将线路中uA或mA级电流转换为电压信号的漏电流监测模块、将温度转换为电压信号的温度监测模块、雷击时产生电压脉冲的雷击计数模块、将开关状态转换为电压信号的开关量监测模块和时间模块一。
所述漏电流监测模块包括供电模块、线圈采集模块、有效值计算模块、输出选择模块。
所述接地电阻监测模块包括A/D转换模块、D/A转换模块、与A/D转换模块连接的纳米晶电磁感应线圈和与D/A转换模块连接的电压芯片，所述纳米晶电磁感应线圈包括电压线圈和电流线圈。
所述电压线圈和电流线圈连接有线圈浪涌防护模块。
所述雷电波形监测模块包括高速A/D转换模块、时间模块二、对雷电波形还原并转换为电压波形的积分模块和罗氏线圈。
所述电源模块连接有电源浪涌防护模块。
所述FLASH模块连接有有线通信浪涌防护模块。
所述数据接收处理单元由局域网服务器和云服务器构成。
所述客户端监测单元由桌面终端监测软件和移动终端监测软件构成。
本实用新型的有益效果：克服了当前高速公路防雷设施人工维护存在的时效性差、准确性低、漏检和误检等长期存在的问题，不仅降低了人工维护的成本，而且彻底解决了长期“无法及时掌握防雷装置有效性”的问题，确保了防雷设施的有效运行。
附图说明
图1为本实用新型实施例高速公路防雷设施智能在线监测系统的物联网系统组网示意图；
图2为本实用新型实施例高速公路防雷设施智能在线监测系统的局域网系统组网示意图；
图3为本实用新型实施例高速公路防雷设施智能在线监测系统的客户端软件功能示意图；
图4为本实用新型实施例高速公路防雷设施智能在线监测系统的电涌保护器监测模块框架示意图；
图5为本实用新型实施例高速公路防雷设施智能在线监测系统的电涌保护器监测原理图；
图6为本实用新型实施例高速公路防雷设施智能在线监测系统的雷电波形监测模块框架示意图；
图7为本实用新型实施例高速公路防雷设施智能在线监测系统的雷电波形监测原理图；
图8为本实用新型实施例高速公路防雷设施智能在线监测系统的接地电阻监测模块框架示意图；
图9为本实用新型实施例高速公路防雷设施智能在线监测系统的接地电阻监测原理图。
图中：11-电涌保护器监测模块，12-雷电波形监测模块，13-接地电阻监测模块。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施例作进一步说明：
如图1～图9所示的高速公路防雷设施智能在线监测系统，该系统应用层面采用B/S架构，其包括数据采集单元、数据通信传输单元、对数据进行处理、数据接收处理单元和客户端监测单元；所述数据采集单元包括电涌保护器监测模块11、雷电波形监测模块12、接地电阻监测模块13、单片机、电源模块、FLASH模块、显示模块和远程通信报警模块，其中电涌保护器监测模块、雷电波形监测模块、接地电阻监测模块与单片机电连接，单片机与FLASH模块电连接，FLASH模块与显示模块、远程通信报警模块依次电连接，电源模块将市电转换为内部设备所需的直流电，也可自行对内部设备进行供电；所述数据采集单元负责对监测对象运行状态进行实时获取，并通过数据通信传输单元对数据进行传输；所述数据通信传输单元由若干层次的有线局域网、无线局域网以及移动通信系统提供的通信链路构成的通讯网络组成，数据接入包括Zigbee无线局域网、以太网局域网、移动通讯网络(GPRS、4G)等；所述数据接收处理单元由局域网服务器和云服务器构成，负责对数据进行处理、算法分析，并将结果实时向客户端监测单元进行推送；所述客户端监测单元由桌面终端监测软件和移动终端监测软件构成，负责对监测对象运行状态的实时监测。
作为优选的，所述电涌保护器监测模块11包括将线路中uA或mA级电流转换为电压信号的漏电流监测模块、将温度转换为电压信号的温度监测模块、雷击时产生电压脉冲的雷击计数模块、将开关状态转换为电压信号的开关量监测模块和时间模块一，单片机依据这些采集模块传回的信息再利用寿命算法进行寿命计算，并将这些信息与寿命信息存储在FLASH模块中用于显示与远程通信；进一步的，所述漏电流监测模块包括供电模块、线圈采集模块、有效值计算模块、输出选择模块，该监测模块具有硬件结构简单、体积小、功能强、工作稳定、测量精准、使用简便的特点。
作为优选的，所述接地电阻监测模块13包括A/D转换模块、D/A转换模块、与A/D转换模块连接的纳米晶电磁感应线圈和与D/A转换模块连接的电压芯片，所述纳米晶电磁感应线圈包括电压线圈和电流线圈，由单片机产生一个数字信号由D／A模块转换为频率信号后最终由电压芯片为被测环路注入一个固定峰值的电压信号。再由电流线圈采集被测回路中经过欧姆定律变化后所得到的电流值，经A／D转换后再交由单片机进行回路阻值的计算。单片机依据计算所得阻值自动进行量程切换后再通过以上步骤进行准确阻值计算，并将所得阻值存储再FLASH模块中交由通信模块进行对外的数据传输；进一步的，所述电压线圈和电流线圈连接有线圈浪涌防护模块，防止回路大电流在电压线圈和电流线圈中产生破坏性感应过电压，该监测模块具有硬件结构简单、体积小、功能强、工作稳定、测量精准、使用简便的特点。
作为优选的，所述雷电波形监测模块12包括高速A/D转换模块、时间模块二、对雷电波形还原并转换为电压波形的积分模块和罗氏线圈，在对接地引下线在发生直击雷时罗氏线圈感应到的大电流强电信号，经过积分模块对波形还原并转换为电压波形，高速A/D转换模块对电压波形进行高速采集并转换为数字信号交由单片机读取，单片机依据内部计算方式还原波形，并统计雷电流的峰值、极性和能量，并依照波形发生时时间模块的记录统计雷击发生时间，这些信息存储在FLASH模块中用于远程通信，该监测模块具有硬件结构简单、体积小、功能强、工作稳定、测量精准、使用简便的特点。
作为优选的，所述电源模块连接有电源浪涌防护模块，为其提供最高5ka感应浪涌电流的防护能力。
作为优选的，所述FLASH模块连接有有线通信浪涌防护模块，在通信线进入通信芯片前提供最大600A的感应浪涌防护。
图1示意图为物联网系统组网方式，采用集中式监测，无需专人值守，实时触发、实时采集、自动监测、远程管理、不受距离限制，实时将设备采集控制端各模块数据信息传递到管理中心的系统终端，从而进行实时的、准确的进行监测。
图2示意图为局域网系统组网方式，与物联网相比，它没有云端服务器，设备采集控制端各模块的数据通过RS485或者无线AP的方式先汇总到数据中转模块，经由发送给客户端软件。
图3示意图为客户端软件功能展示，主要由设备节点显示、设备监控、详细参数监控、参数实时统计、雷电参数监控、报警数据查询、统计分析、连接设置、权限设置九大功能组成。
本实施例的有益效果：
（一）该系统不仅为雷电防护技术的发展提供基础数据，且在建筑物易遭雷电侵入地点（如直击雷接闪器、各户外线路穿墙进入室内后第一级SPD安装位、各防雷或电气与接地装置连接点等）安装防雷监测设备后可对各点雷电侵入的次数、时间、大小、波形等数据进行记录，从而分析出该建筑雷电侵入点及侵入雷电的能量，后期根据这些数据，在易受雷电侵入点加强雷电防护，更好的保护系统安全。
（二）该系统可通过设备采集控制端的监测设备，实时采集到电涌保护器的工作状态、电源电涌保护器的漏电流、电涌保护器安装电网电压、周边环境温湿度、泄放雷电次数和大小、防雷接地电阻阻值等参数，并将数据发往客户端软件或者本地触摸屏显示，从而实时了解防雷系统各设备运行状态、寿命，一旦发现防雷系统劣化、老化或损坏时便可及时安排人员到现场进行相关，防止防雷系统在雷暴过程中损坏而导致的防护失效问题。并可通过采集到的这些数据可分析出电涌保护器质量和损坏原因。
（三）该系统一旦电涌保护器损坏或运行参数超过阈值设定时，便会通过界面显示、声光报警、短信报警、外接屏幕报警等方式提醒用户，并可通过控制模块实现现场端开关节点的控制，再通过这些开关节点对断路器的开合闸、各种电子电气设备的开关、双电源的切换等功能进行控制。这一控制即可是通过用户自行设置的阈值进行自动化操作，也可由人员进行手动操作。
实施例不应视为对实用新型的限制，但任何基于本实用新型的精神所作的改进，都应在本实用新型的保护范围之内。