一种避雷器雷击动作的计数电路的制作方法

1.本发明涉及一种避雷器雷击动作的计数电路，属于电力系统安全控制技术领域。


背景技术：

2.雷电流具有时间短，冲击电流大的特点。现有的避雷器监视器是采用电磁感应的原理，雷击时，通过感应避雷器的放电电流来拨动机械号牌来计数。电力技术人员必须对所有的避雷器在线监测装置定期查看，定期巡检。而电力系统中的避雷器数量大，所以电力技术人员巡检避雷器的工作量也大。
3.中国发明专利申请cn 102121949a公开了一种电子式避雷器雷击次数采集系统，包括依次连接的保护模块、整流模块、充放电模块、采集系统、隔离系统、数字开关量模块。优点是：能将雷击次数转化为数字信号输送给微机处理，然后微机将通过网络将数据传给电力监控系统中，从而不再需要人员去就地查看雷击次数，节省了人力物力。缺点是：雷电流大小是不确定的，导致电容收集能量的多少也是不确定的，不能保证可靠的驱动光耦；隔离系统中采用了继电器，功耗较高，不利于低功耗设计。


技术实现要素：

4.本发明要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，提供一种更简单的避雷器雷击动作的计数电路，不仅能够正确可靠的测量动作次数，且功耗极低，更适用于低功耗设计。
5.本发明提出的技术方案是：一种避雷器雷击动作的计数电路，包括氧化锌阀片、整流桥、电流互感器、反相器u1a、rs锁存器和单片机，其特征在于：所述氧化锌阀片与避雷器串联，整流桥的输入端与氧化锌阀片并联，所述电流互感器的原边连接所述整流桥的输出端，所述电流互感器的副边并接有负载电阻r1、滤波电容c1，反相器u1a的第一输入端接高电平，电流互感器副边的信号经滤波稳压处理后得到脉冲电压信号，该信号连接反相器u1a的第二输入端，反相器u1a的输出连接rs锁存器的输入端，rs锁存器的输出端和复位信号端分别接单片机的计数信号输入端和复位信号输出端，当锁存器输出高电平信号被单片机获取后，单片机对雷击动作进行一次计数并对锁存器进行复位。
6.避雷器动作电流在氧化锌阀片上产生一个脉冲电压，通过整流桥对脉冲电压进行整流并输出正极性脉冲电压，该正极性脉冲电压在电流互感器原边产生脉冲电流，电流互感器副边感生一个脉冲电流，该脉冲电流通过负载电阻和滤波电容滤波后形成一个脉冲电压信号，该脉冲电压信号被锁存器锁定，当锁存器输出高电平信号被单片机获取后，单片机对雷击动作进行一次计数并对锁存器进行复位。
7.与现有技术相比，本发明的优点是：电路结构简单，基本是电压信号传递，所需能量极低，极利于低功耗设计，能稳定可靠的将雷击次数转化为数字信号输送给微机处理，完成计数。
附图说明
8.图1是本发明避雷器动作计数电路图。
具体实施方式
9.如图1所示，本实施例避雷器雷击动作的计数电路，包括氧化锌阀片f1、整流桥d2、电流互感器l1、反相器u1a、rs锁存器（由反相器uib和反相器uic组成）和单片机，氧化锌阀片与避雷器串联，整流桥的输入端与氧化锌阀片并联。整流桥的规格为5a/1500v。整流桥的副边串接限流电阻r2,再连接电流互感器l1的原边，电流互感器l1的副边并接有负载电阻r1、滤波电容c1和稳压管v1。电阻r1的规格为36kω/0.25w，电阻r2的规格为1.5mω/0.25w。在避雷器动作电流来时，电流互感器副边感生一个脉冲电流，电阻r1产生一个脉冲电压。电容c1的规格为330uf/25v，稳压管v1的规格为3.3v。反相器u1a的第一输入端接高电平，稳压管v1的负极连接反相器u1a的第二输入端，反相器u1a的输出连接rs锁存器的输入端，rs锁存器的输出端和复位信号端分别接单片机的计数信号输入端和复位信号输出端，当锁存器输出高电平信号被单片机获取后，单片机对雷击动作进行一次计数并对锁存器进行复位。
10.本实施计数电路中的rs锁存器为低电平触发，即rs锁存器的输入端为低电平时，rs锁存器输出高电平信号。具体来说，如图1所示，rs锁存器包含反相器u1b和反相器u1c，反相器u1b的第一输入端连接反相器u1a的输出端，反相器u1c的输出端连接反相器u1b的第二输入端，反相器u1b的输出端连接反相器u1c的第一输出端和单片机的计数信号输入端，单片机的复位信号输出端连接反相器u1c的第二输入端。
11.如图1所示，本实施例计数电路还具有一个用于滤除负信号的二极管d1，二极管d1的型号为ll4148。二极管d1的阳极连接电流互感器l1副边的同名端，二极管d1的阴极连接稳压管v1的阴极。
12.本实施例中，反相器uia、反相器uib、反相器uic集成在逻辑芯片u1内部，该逻辑芯片的型号为sn74hc00qdrq。触发信号rs连接ui的2脚，输出信号接ui的11脚。该输出信号可以直接与单片机连接，使得微机能实时记录雷击次数，并将该数据通过无线网络传输给在线监测监控系统，工作人员在平台上得知每个避雷器遭雷击次数，而不用在去每个避雷器处查看。
13.本发明一种避雷器雷击动作的计数方法如下：避雷器动作电流在阀片上产生一个脉冲电压，通过整流桥对脉冲电压进行整流并输出正极性脉冲电压，该正极性脉冲电压在电流互感器原边产生脉冲电流，电流互感器副边感生一个脉冲电流，该脉冲电流通过负载电阻和滤波电容滤波后形成一个脉冲电压信号，连接反相器u1a的第二输入端，反相器u1a的第一输入端连接高电平。当避雷器动作，则反相器u1a向rs锁存器输出低电平，rs锁存器将输出高电平信号发送给单片机进行计数，单片机计数完成后对锁存器进行复位，等待下一次避雷器动作。具体来说，rs锁存器包含反相器u1b和反相器u1c，当避雷器动作，则反相器u1a向反相器u1b输出短暂的低电平，则反相器u1b输出高电平给反相器u1c，反相器u1c输出低电平给反相器u1b，使得反相器u1b持续的输出高电平给和单片机，单片机捕获到该高电平信号后进行雷击计数，计数完成后对反相器u1c输出的高电平信号进行短时间的拉低，进而实现对反相器u1b信号的复位。
14.本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要
求的保护范围。


技术特征：
1.一种避雷器雷击动作的计数电路，包括氧化锌阀片、整流桥、电流互感器、反相器u1a、rs锁存器和单片机，所述氧化锌阀片与避雷器串联，整流桥的输入端与氧化锌阀片并联，所述电流互感器的原边连接所述整流桥的输出端，其特征在于：所述电流互感器的副边并接有负载电阻r1、滤波电容c1，反相器u1a的第一输入端接接高电平，电流互感器副边的信号经滤波稳压处理后得到脉冲电压信号，该信号连接反相器u1a的第二输入端，反相器u1a的输出连接rs锁存器的输入端，rs锁存器的输出端和复位信号端分别接单片机的计数信号输入端和复位信号输出端，当锁存器输出高电平信号被单片机获取后，单片机对雷击动作进行一次计数并对锁存器进行复位。2.根据权利要求1所述的避雷器雷击动作的计数电路，其特征在于：所述电流互感器的副边还并接稳压管v1。3.根据权利要求2所述的避雷器雷击动作的计数电路，其特征在于：还具有一个用于滤除负信号的二极管d1，所述二极管d1的阳极连接电流互感器副边同名端，二极管d1的阴极连接稳压管v1的阴极。4.根据权利要求1所述的避雷器雷击动作的计数电路，其特征在于：所述rs锁存器为低电平触发，即rs锁存器的输入端为低电平时，rs锁存器输出高电平信号。5.根据权利要求1所述的避雷器雷击动作的计数电路，其特征在于：所述rs锁存器包含反相器u1b和反相器u1c，所述反相器u1b的第一输入端连接反相器u1a的输出端，反相器u1c的输出端连接反相器u1b的第二输入端，反相器u1b的输出端连接反相器u1c的第一输出端和单片机的计数信号输入端，单片机的复位信号输出端连接反相器u1c的第二输入端。6.一种避雷器雷击动作的计数方法，其特征在于：利用权利要求1
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5任一项所述的计数电路实现。7.一种避雷器雷击动作的计数方法，其特征在于：避雷器动作电流在阀片上产生一个脉冲电压，通过整流桥对脉冲电压进行整流并输出正极性脉冲电压，该正极性脉冲电压在电流互感器原边产生脉冲电流，电流互感器副边感生一个脉冲电流，该脉冲电流通过负载电阻r1和滤波电容c1滤波后形成一个脉冲电压信号，输入反相器u1a的第二输入端，反相器u1a的第一输入端接高电平，反相器u1a向rs锁存器输出低电平，rs锁存器将信号发送给单片机进行计数，单片机计数完成后对锁存器进行复位，等待下一次避雷器动作。8.根据权利要求7所述的避雷器雷击动作的计数方法，其特征在于：所述rs锁存器包含反相器u1b和反相器u1c，当避雷器动作，则反相器u1a向反相器u1b输出短暂的低电平，则反相器u1b输出高电平给反相器u1c，反相器u1c输出低电平给反相器u1b，使得反相器u1b持续的输出高电平给和单片机，单片机捕获到该高电平信号后进行雷击计数，计数完成后对反相器u1c输出的高电平信号进行短时间的拉低，进而实现对反相器u1b信号的复位。

技术总结
本发明涉及一种避雷器雷击动作的计数电路，包括氧化锌阀片F1、整流桥、电流互感器、反相器U1A、RS锁存器和单片机。氧化锌阀片与避雷器串联，整流桥的输入端与氧化锌阀片并联。电流互感器的原边连接所述整流桥的输出端，电流互感器的副边并接有负载电阻、滤波电容。反相器U1A的第一输入端接高电平，电流互感器副边的信号经滤波稳压处理后得到脉冲电压信号，该信号连接反相器U1A的第二输入端。反相器U1A的输出连接RS锁存器的输入端，RS锁存器的输出端和复位信号端分别接单片机的计数信号输入端和复位信号输出端，当锁存器输出高电平信号被单片机获取后，单片机对雷击动作进行一次计数并对锁存器进行复位。本发明电路易于实现，能够较稳定的对避雷器雷击动作次数进行计数，非常适用于低功耗要求设计。常适用于低功耗要求设计。常适用于低功耗要求设计。


技术研发人员：韦海荣
受保护的技术使用者：南京导纳能科技有限公司
技术研发日：2021.08.11
技术公布日：2021/11/4