具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監測裝置製造方法
2023-09-22 03:32:40
具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監測裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監測裝置，包括信號調理電路模塊和與信號調理電路模塊連接的AD採樣晶片，信號調理電路模塊和AD採樣晶片同時與DSP數字處理器連接，DSP數字處理器分別連接有RS485通信模塊、存儲模塊和ARM微處理器，ARM微處理器與乙太網通信模塊連接，DSP數字處理器還連接有電源模塊。本實用新型具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監測裝置，解決了現有氧化鋅避雷器在線監測裝置無法對避雷器上的雷擊信號進行採集錄波的問題，能夠更全面地對氧化鋅避雷器的狀態進行在線監測，而且能及時記錄下雷擊信號，為研究雷擊的特性提供大量資源。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬於智能變電站在線監測裝置【技術領域】，具體涉及一種具有雷擊錄波 功能的氧化鋅避雷器在線監測裝置。 具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監測裝置
【背景技術】
[0002] 雷電災害是自然界中最嚴重的災害之一，每年因雷擊造成的人員傷亡和財產損失 都十分巨大。因此避雷器能否正常工作對於保障人們的人身安全和財產安全都很重要，避 雷器的在線監測以及對雷擊信號的研究尤為重要。現有的對氧化鋅避雷器的在線監測裝置 僅僅只限於採集氧化鋅避雷器的末屏電流信號，根據其末屏電流信號的特徵來診斷氧化鋅 避雷器是否老化，不能對氧化鋅避雷器上的雷擊信號進行採集錄波，無法進行全面監測。 實用新型內容
[0003] 本實用新型的目的在於提供一種具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監測裝 置，解決了現有氧化鋅避雷器在線監測裝置無法對避雷器上的雷擊信號進行採集錄波的問 題。
[0004] 本實用新型所採用的技術方案是：具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監測裝 置，包括信號調理電路模塊和與信號調理電路模塊連接的AD採樣晶片，信號調理電路模塊 和AD採樣晶片同時與DSP數字處理器連接，DSP數字處理器分別連接有RS485通信模塊、 存儲模塊和ARM微處理器，ARM微處理器與乙太網通信模塊連接，DSP數字處理器還連接有 電源模塊。
[0005] 本實用新型的特點還在於，
[0006] 信號調理電路模塊的電路結構包括運算放大器，運算放大器的輸入端分別與加法 電路和減法電路連接，加法電路與運算放大器的同相輸入端連接，減法電路與運算放大器 的反相輸入端連接，運算放大器的輸出端分別與AD採樣晶片和DSP數字處理器連接。
[0007] AD米樣晶片的型號為AD7656。
[0008] DSP數字處理器的型號為TMS320F28335。
[0009] DSP數字處理器通過SPI接口與ARM微處理器連接。
[0010] 存儲模塊採用EEPR0M存儲器。
[0011] ARM微處理器採用SC2440晶片。
[0012] 本實用新型的有益效果是：本實用新型具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監 測裝置，DSP數字處理器控制AD採樣晶片將採集到的雷擊電流波形數據存儲到存儲模塊 中，ARM微處理器利用乙太網通信模塊將數據往上位機後臺傳輸供其處理、數據存儲及故障 診斷，解決了現有氧化鋅避雷器在線監測裝置無法對避雷器上的雷擊信號進行採集錄波的 問題，能夠更全面地對氧化鋅避雷器的狀態進行在線監測，而且能及時記錄下雷擊信號，為 研究雷擊的特性提供大量資源。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1是本實用新型具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監測裝置的結構示意 圖；
[0014] 圖2是本實用新型具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監測裝置信號調理電 路模塊的電路圖。
[0015] 圖中，1.DSP數字處理器，2.AD採樣晶片，3.RS485通信模塊，4.電源模塊，5.存儲 模塊，6. ARM微處理器，7.乙太網通信模塊，8.信號調理電路模塊。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0017] 本實用新型具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監測裝置，如圖1所示，包括 信號調理電路模塊8和與信號調理電路模塊8通過導線連接的型號為AD7656的AD採樣芯 片2,信號調理電路模塊8和AD採樣晶片2同時通過導線與DSP數字處理器1連接，DSP數 字處理器1分別通過導線連接有RS485通信模塊3、存儲模塊5和ARM微處理器6,存儲模 塊5採用EEPR0M存儲器，ARM微處理器6採用SC2440晶片，DSP數字處理器1通過SPI接 口與ARM微處理器6連接，ARM微處理器6與乙太網通信模塊7連接，DSP數字處理器1還 連接有電源模塊4 ;
[0018] 如圖2所示，信號調理電路模塊8的電路結構包括運算放大器，運算放大器的輸入 端分別與加法電路和減法電路連接，加法電路與運算放大器的同相輸入端連接，減法電路 與運算放大器的反相輸入端連接，運算放大器的輸出端分別與AD採樣晶片2和DSP數字處 理器1連接。
[0019] 其中，DSP數字處理器1採用TI公司最新推出的TMS320F28335,此款數字處理器 具有豐富的I/O 口功能，大量片上外設，強大的中斷管理功能，適合於工業控制領域，具有 較高的性價比。DSP數字處理器1主要負責接收雷擊電流的觸發並控制AD採樣晶片2進行 採樣，將採樣所得數據打包，通過SPI接口與ARM微處理器6進行通信；
[0020] AD採樣晶片2採用AD公司的AD7656,是一款高集成度、6通道、16bit逐次逼近 (SAR)型ADC，它具有最大4LSBS INL和每通道達250kSPS的採樣率，並且具有寬帶採樣保 持放大器（T/H)，以便處理輸入頻率高達8MHz的信號。具有集成度高，速度快，精度高等特 點，主要負責對雷擊電流波形進行採集，將採集到的數據傳送給DSP數字處理器1提取雷擊 電流信號特徵，能很好地滿足對雷擊電流採樣的要求；
[0021] RS485通信模塊3主要負責傳輸後臺給DSP數字處理器1發送的命令，通知DSP數 字處理器1向後臺發送存儲模塊5中存儲的雷擊次數和對應的時間信息等；RS485通信模 塊3能很好地將後臺與監測裝置聯繫起來，傳輸後臺給監測裝置的命令，可靠性高；
[0022] ARM微處理器6採用SAMSUNG公司的SC2440,該晶片處理速度快，功能強大。ARM 微處理器6主要負責將DSP數字處理器1上傳的數據進行打包處理，通過乙太網通信模塊 7將數據上傳至後臺；乙太網上傳速度快，能很好地滿足雷擊電流採樣的速度；
[0023] 信號調理電路模塊8主要負責將氧化鋅雷擊末屏電流信號進行調理，然後分成兩 路，一路作為雷擊觸發源，觸發DSP數字處理器1，使其記錄雷擊次數，並開始控制AD採樣芯 片2對雷擊電流信號進行採樣；另一路直接送到AD採樣晶片2進行採樣；
[0024] 存儲模塊5採用EEPR0M存儲器，負責存儲雷擊次數，以及雷擊的時間，每次雷擊都 能對應發生雷擊的時間；
[0025] 電源模塊4負責為裝置的各個模塊進行供電。
[0026] 使用時，氧化鋅避雷器末屏雷擊電流進入監測裝置的信號調理電路模塊8,如圖2 所示，AddCircuit為雷擊信號的輸入口，首先經過R54、R56所在支路組成的加法電路，然後 並聯上R58、R61及滑動變阻器所在支路組成的減法電路，最後加法電路和減法電路分別作 為運算放大器的同相輸入端與反相輸入端，將信號進行放大，最終由IN輸出口，調理過後 的信號分成兩路一路直接送到AD採樣晶片2進行採樣；一路作為雷擊觸發源，觸發DSP數 字處理器1，使其記錄雷擊次數，並開始控制AD採樣晶片2對雷擊電流信號進行採樣，並記 錄下雷擊次數和受雷擊的時間，將雷擊次數及受雷擊時間存儲到存儲模塊5中；然後DSP數 字處理器1將採樣得到的雷擊電流波形數據打包，利用SPI接口與ARM微處理器6通信，ARM 微處理器6利用乙太網通信模塊7將數據往上位機後臺傳輸供其處理、數據存儲及故障診 斷；其中RS485通信模塊3用於後臺向DSP數字處理器1發送命令，通知DSP數字處理器1 向後臺發送存儲模塊5中存儲的雷擊次數和對應的時間信息。
[0027] 本實用新型具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監測裝置，對氧化鋅避雷器的 在線監測不僅局限於測末屏電流，記錄雷擊次數等，還可以對雷擊電流進行錄波，使得對於 氧化鋅避雷器的監測更加完備，而且能獲得大量雷擊電流的特徵數據，為研究雷擊特性提 供大量資料。
【權利要求】
1. 具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監測裝置，其特徵在於，包括信號調理電路 模塊（8)和與所述信號調理電路模塊（8)連接的AD採樣晶片（2)，所述信號調理電路模塊 (8)和所述AD採樣晶片（2)同時與DSP數字處理器（1)連接，所述DSP數字處理器（1)分 別連接有RS485通信模塊（3)、存儲模塊（5)和ARM微處理器（6)，所述ARM微處理器（6) 與乙太網通信模塊（7)連接，所述DSP數字處理器（1)還連接有電源模塊（4)。
2. 如權利要求1所述的具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監測裝置，其特徵在 於，所述信號調理電路模塊（8)的電路結構包括運算放大器，所述運算放大器的輸入端分 別與加法電路和減法電路連接，所述加法電路與所述運算放大器的同相輸入端連接，所述 減法電路與所述運算放大器的反相輸入端連接，所述運算放大器的輸出端分別與所述AD 採樣晶片⑵和DSP數字處理器（1)連接。
3. 如權利要求1所述的具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監測裝置，其特徵在 於，所述AD米樣晶片（2)的型號為AD7656。
4. 如權利要求1所述的具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監測裝置，其特徵在 於，所述DSP數字處理器（1)的型號為TMS320F28335。
5. 如權利要求1或4所述的具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監測裝置，其特徵 在於，所述DSP數字處理器（1)通過SPI接口與所述ARM微處理器（6)連接。
6. 如權利要求1所述的具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監測裝置，其特徵在 於，所述存儲模塊（5)採用EEPROM存儲器。
7. 如權利要求1所述的具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監測裝置，其特徵在 於，所述ARM微處理器（6)採用SC2440晶片。
【文檔編號】G01R31/00GK203894349SQ201420275448
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月27日 優先權日:2014年5月27日
【發明者】黃新波, 郭劍峰, 朱永燦, 鄧凸, 石傑 申請人:西安工程大學