一种用于防雷远程预警监控箱的通讯仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于防雷远程预警监控箱的通讯仪，包括与供电单元连接的智能CPU单元，智能CPU单元通过三相电流/电压检测模块分别连接三相电流/电压采集单元，三相电流/电压采集单元连接三相交流电；电涌保护器通过DC隔离输入模块连接智能CPU单元，智能CPU单元通过DC隔离输出模块与电涌保护器的主动脱扣保护装置连接；智能CPU单元与上位控制计算机、接地电阻检测模块及远程温度检测模块相连；液晶显示模块和人机输入模块也与智能CPU单元连接。本实用新型提供的装置可对用户供电系统防雷环境进行智能化的监测，实现集约化的管理，提高管理监控效率，降低人工劳动强度。
【专利说明】一种用于防雷远程预警监控箱的通讯仪
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种用电系统防雷现场实施远程预警、监控、保护所采用的通讯 仪，属于雷电防护【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济建设的发展和现代化水平的提高，特别是信息技术中超大规模集成 电路的应用，电子产品耐冲击电压水平不断降低，雷电灾害造成的经济损失也就日益严重， 它已经成为我国最严重的自然灾害之一。为了保证用电设备的安全运行，电涌保护器作为 一种雷电防护的重要手段得到了日趋广泛地采用，并显示出了不可缺少的卓越特性。但是， 一切事物都有它的两面性。电涌保护器同样也有一定的使用寿命，当出现劣化时存在着一 定的使用风险。电涌保护器中的MOV(即压敏电阻）在承受系统持续运行电压的同时，还要 吸收系统中可能出现的过电压能量，吸收过电压能量后，MOV的温度会上升，使MOV发生劣 化（参数变坏）。当吸收的热量大于散发的热量时，MOV的温度会进一步升高，随着时间的 积累和MOV温度的持续升高，最后出现热击穿，甚至造成起火燃烧。为了避免电涌保护器因 M0V的劣化引发的事故，目前电涌保护器中都设置了内部脱离器，当M0V温度持续升高，有 可能出现热击穿前，电涌保护器中的内部脱离器首先动作，使电涌保护器与供电线路断开， 防止事故的发生。虽然电涌保护器中的内部脱离器使电涌保护器与供电线路断开，起到了 安全保护作用，但是它也使供电线路从此失去了电涌保护器的防护，当再有雷电或过电压 入侵时，用电设备极易受到损坏。所以及时更换劣化了的电涌保护器，保持用电设备始终处 于电涌保护器的正常保护之下，是非常重要的。
[0003] 由于用户对雷电防护重要性认识的提高，电涌保护器正得到日益广泛的应用，一 个重大项目的防护措施将会涉及到几百、上千个电涌保护器，并且安装位置较为分散，这样 就会使维护及故障排查耗费大量的时间和精力，给项目现场的管理带来诸多不便。
[0004] 因此，研发一种适用于雷电保护工作环境下，对电涌保护器的劣化状态及用电设 备的工作数据实现实时记录、并能进行远程监控及通讯的设备具有重大的现实意义。 实用新型内容
[0005] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于雷电保护工作环境下，对电涌保护 器的劣化状态及用电设备的工作数据进行实时记录，并能进行远程监控及通讯的设备。
[0006] 为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种用于防雷远程预警监 控箱的通讯仪，其特征在于：包括与供电单元连接的智能CPU单元，智能CPU单元通过三相 电流/电压检测模块分别连接三相电流/电压采集单元，三相电流/电压采集单元连接三 相交流电；电涌保护器通过DC隔离输入模块连接智能CPU单元，智能CPU单元通过DC隔离 输出模块与电涌保护器的主动脱扣保护装置连接；智能CPU单元通过一 RS485通信口与上 位控制计算机相连，智能CPU单元通过另一 RS485通信口与接地电阻检测模块及远程温度 检测模块相连；液晶显示模块和人机输入模块也与智能CPU单元连接。
[0007] 优选地，所述三相电流/电压采集单元通过隔离耦合器连接三相交流电。
[0008] 优选地，所述智能CPU单元连接电涌保护器故障周波检测及脱扣控制单元，电涌 保护器故障周波检测及脱扣控制单元连接所述电涌保护器及主动脱扣保护装置。
[0009] 优选地，雷击传感器连接雷击计数输入单元，雷击计数输入单元通过所述DC隔离 输入模块连接智能CPU单元。
[0010] 与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
[0011] (1)对用户供电系统防雷环境进行智能化的监测，对电涌保护器的劣化状态、断路 器脱网状态、遭受雷击状况及雷击次数实现记录和远传，并提供事后查询功能；
[0012] (2)通过对电涌保护器中故障电流周波信号的检测，可以控制断路器从电网中脱 离，实现对防雷远程预警监控箱自身的保护；
[0013] (3)可对用电系统进行智能化的监测，实时显示相电压、相电流、环境温度、环境湿 度等数据，并具有过电压、欠电压、过电流故障报警功能；
[0014] (4)可对采集的信息数据应用Modbus工业化通讯协议，通过RS485通讯口（通讯 电缆或光端机）实现异地远传至中央控制平台进行监控管理，实现集约化的管理模式，提 高管理监控效率，降低人工劳动强度；
[0015] (5)智能CPU单元连接人机界面，人机交互界面友好，主画面可直观显示各回路的 运行状态，主要参数交替显示于人机交互界面并实时刷新。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为本实用新型提供的一种用于防雷远程预警监控箱的监测通讯仪原理框图；
[0017] 图2为本实用新型提供的一种用于防雷远程预警监控箱的监测通讯仪接口布置 图。
【具体实施方式】
[0018] 为使本实用新型更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0019] 本实用新型是为了实现智能化的防雷远程预警监控任务的需要，提供的一种集成 扩展功能的监测通讯仪。该通讯仪能对现场用户端用电设备运行状态进行实时监测；监测 用户防雷设备运行状况，在其含有劣化隐患时即时发现、及时报警；所有的监控报警信号， 能通过通讯网络进行远程传输。
[0020] 图1和图2分别为本实用新型提供的用于防雷远程预警监控箱的监测通讯仪原理 框图和接口布置图，所述的用于防雷远程预警监控箱的监测通讯仪包括智能CPU单元，智 能CPU单元采用高性能的型号为ATMEGA64A的基于增强的AVRRISC结构的低功耗CMOS微 控制器，它能够高效地实时采集数据，进行数据的解算和处理，根据所编制的工作程序对监 测通讯仪进行管理，以实现其特定的功能。ATMEGA64A的I/O 口线多，满足了本系统控制的 I/O 口多的要求；ATMEGA64A具有2个串行USART(同步异步收发器）串口，满足CPU主从工 作各1个通讯接口，便于RS485通讯方式的进行。
[0021] 智能CPU单元通过模数转换单元（AD转换器）并经由电流采集单元及电压采集单 元连接三相交流电。其中，电流采集单元采用了 3个电流传感器对三相电流进行采样；电压 采集单元采用了分压取样和保护电路对三相电压进行采样。
[0022] 防雷远程预警监控箱内设有主动脱扣保护装置，主动脱扣保护装置通过防雷器故 障周波检测及脱扣控制单元与智能CPU单元连接。当电涌保护器（简称为：防雷器）出现 工频漏电流或故障续流时，通过脉冲计数装置对流过防雷器的工频脉冲进行计数，当计数 脉冲达到所设置的数值后，防雷器故障周波检测及脱扣控制单元可主动使断路器脱扣，切 断故障电流，同时发出故障报警信号，保护防雷器免于烧毁，防止发生意外事故。
[0023] 智能CPU单元通过DC (直流）隔离输入模块来连接多路电涌保护器。电涌保护器 劣化时产生的遥信信号直接送至智能CPU单元的输入口，智能CPU单元读取相应输入口的 状态来判断电涌保护器是否劣化。
[0024] 智能CPU单元还连接雷击计数输入单元，雷击计数输入单元将雷击传感器中采集 到的雷电感应信号经取样电阻后，再通过整形和信号匹配转换为TTL电平，输入到智能CPU 单元的外部中断输入，智能CPU单元响应中断进行相应的计数。
[0025] 智能CPU单元还连接RS485通讯单元。RS485通讯单元采用了光电隔离、防雷保 护等措施。RS485通信口 1通过485主网与上位控制计算机相连；RS485通信口 2通过485 子网与接地电阻检测模块及远程温度检测模块相连。
[0026] 智能CPU单元还与液晶显示模块、人机输入模块相连。通过宽屏中文字符液晶显 示器来显示所检测的电流值、电压值，各路防雷器劣化状态和雷击计数等信息，并通过人机 输入按键来设定参数和修改时间。
【权利要求】
1. 一种用于防雷远程预警监控箱的通讯仪，其特征在于：包括与供电单元连接的智能 CPU单元，智能CPU单元通过三相电流/电压检测模块分别连接三相电流/电压采集单元， 三相电流/电压采集单元连接三相交流电；电涌保护器通过DC隔离输入模块连接智能CPU 单元，智能CPU单元通过DC隔离输出模块与电涌保护器的主动脱扣保护装置连接；智能 CPU单元通过一 RS485通信口与上位控制计算机相连，智能CPU单元通过另一 RS485通信 口与接地电阻检测模块及远程温度检测模块相连；液晶显示模块和人机输入模块也与智能 CPU单元连接。
2. 如权利要求1所述的一种用于防雷远程预警监控箱的通讯仪，其特征在于：所述三 相电流/电压采集单元通过隔离耦合器连接三相交流电。
3. 如权利要求1所述的一种用于防雷远程预警监控箱的通讯仪，其特征在于：所述智 能CPU单元连接电涌保护器故障周波检测及脱扣控制单元，电涌保护器故障周波检测及脱 扣控制单元连接所述电涌保护器及主动脱扣保护装置。
4. 如权利要求1所述的一种用于防雷远程预警监控箱的通讯仪，其特征在于：雷击传 感器连接雷击计数输入单元，雷击计数输入单元通过所述DC隔离输入模块连接智能CPU单 J L· 〇
【文档编号】H02J13/00GK203850925SQ201420261438
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】李正元, 刘余平, 毛协国, 伍先德, 陈伟, 孙中梁 申请人:上海臻和防雷电气技术有限责任公司