專利名稱：浪涌保護(hù)器的在線檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力電氣設(shè)備領(lǐng)域，更具體的講屬于雷電浪涌防護(hù)裝置領(lǐng)域。 技術(shù)背景
雷電是由帶電的云在空中放電導(dǎo)致的一種特殊的天氣現(xiàn)象。雷電是造成電子設(shè) 備損壞的重要原因，它威脅建筑、鐵路、民航、通信、工控、軍事等各個(gè)領(lǐng)域電子 信息系統(tǒng)的安全。浪涌保護(hù)器是主要用于抑制雷電浪涌的保護(hù)類器件。在連接于電 子設(shè)備的電源線、信號(hào)線以及控制線等金屬線路上安裝浪涌保護(hù)器是雷電防護(hù)重要 措施之一。目前各地區(qū)各行業(yè)每年都投入巨額資金大量采購(gòu)安裝浪涌保護(hù)器。但是 本質(zhì)上，浪涌保護(hù)器是一種"犧牲自己，^護(hù)別人"的器件，當(dāng)浪涌保護(hù)器遭受雷 擊浪涌電流，或長(zhǎng)期使用，必然出現(xiàn)老化和損壞，這時(shí)，浪涌保護(hù)器就失去了保護(hù) 電子電氣設(shè)備的功能，受損到一定程度的浪涌保護(hù)器甚至可能引發(fā)線路中斷或者短 路。這對(duì)那些對(duì)雷電敏感的設(shè)備，特別是在雷電高發(fā)的季節(jié)或地區(qū)，是不能容忍的， 甚至是"致命"的。這就引發(fā)了用戶迫切的需求 一是要及時(shí)知道每一個(gè)浪涌保護(hù) 器此時(shí)是否還在起到應(yīng)有的保護(hù)作用，如果不是，則應(yīng)立刻維護(hù)更換；二是要知道 浪涌保護(hù)器已經(jīng)遭到過(guò)雷擊的情況，也就是說(shuō)，要預(yù)知浪涌保護(hù)器是否快要失效了， 以便提前進(jìn)行維護(hù)工作。
由此可見，由于用戶不知道每個(gè)浪涌保護(hù)器的當(dāng)前狀態(tài)，對(duì)雷電防護(hù)就成了"盲
人"，電子信息系統(tǒng)的防雷安全就成為不可知的事情。事實(shí)上，對(duì)近10年各行各業(yè)的 雷電災(zāi)害進(jìn)行的調(diào)査統(tǒng)計(jì)表明，很多浪涌保護(hù)器已損壞但未被發(fā)現(xiàn)，由此造成雷電 打壞設(shè)備的事故的情況占相當(dāng)大的比例。因此這一問(wèn)題雖然看似很小，但卻切實(shí)關(guān) 系到各地區(qū)各行業(yè)電子信息系統(tǒng)的安全。因此對(duì)浪涌保護(hù)器的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)和后續(xù) 分析處理就顯的十分重要了。
目前，為解決上述問(wèn)題而采取的方法和技術(shù)方案有如下幾種
一、 目前普遍采用定期對(duì)浪涌保護(hù)器進(jìn)行檢測(cè)的方法， 一般每年在雷雨季節(jié)前 后進(jìn)行檢測(cè)，但這種方法常常不能起到作用，這是因?yàn)樵诙ㄆ诘臋z測(cè)后，可能浪涌 保護(hù)器馬上就被雷電打壞，后續(xù)雷擊將擊毀設(shè)備。另外，對(duì)于安裝于信號(hào)回路中的 浪涌保護(hù)器，常常由于不能停機(jī)中斷信號(hào)，故而即使在定期檢測(cè)時(shí)也不能得到有效 檢測(cè)。 、
二、 在電源浪涌保護(hù)器內(nèi)部設(shè)置熱脫扣裝置及與其相聯(lián)的微動(dòng)開關(guān)，當(dāng)電源浪 涌保護(hù)器發(fā)生過(guò)熱損壞時(shí)輸出一個(gè)開關(guān)量，通過(guò)這個(gè)開關(guān)量對(duì)浪涌保護(hù)器的故障進(jìn)行報(bào)警。這一方法其存在的問(wèn)題是1、浪涌抑制器件劣化或損壞未必產(chǎn)生足以使 脫扣裝置動(dòng)作的能量，這時(shí)報(bào)警單元不能進(jìn)行報(bào)警輸出。2、在器件損壞才可能輸出 報(bào)警信號(hào)，不能提前預(yù)知。對(duì)其損壞過(guò)程中的狀態(tài)以及損壞的原因均不能確定；3、 不適用于信號(hào)類浪涌保護(hù)器；4、雷擊浪涌電流的能量和時(shí)間尚無(wú)法通過(guò)專用設(shè)備進(jìn) 行分析處理。
三、 以電子器件介入浪涌保護(hù)器電路進(jìn)行檢測(cè)。其缺陷為，測(cè)量電路本身與浪 涌保護(hù)器電路發(fā)生了電連接，導(dǎo)致測(cè)量電路被雷擊浪涌提前損壞。
四、 由本人提出的"浪涌保護(hù)器的新型檢測(cè)裝置"(專利號(hào)zl200720177057.4) 為上述問(wèn)題提出了一種解決方案。這一方案初步解決了浪涌保護(hù)器的在線檢測(cè)問(wèn)題。 其缺陷為溫度開關(guān)尚不能對(duì)浪涌抑制器件溫度變化準(zhǔn)確及時(shí)反映，因此可資判斷 的溫度信息不夠充分和直接。

實(shí)用新型內(nèi)容
為了有效解決以上問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種基于采集浪涌抑制器件光信號(hào) 來(lái)實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)浪涌保護(hù)器上流過(guò)的浪涌電流特性以及損壞或劣化情況的裝置。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為本實(shí)用新型的浪涌保護(hù)器的在線 檢測(cè)裝置，包含測(cè)光單元(1)、信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)和數(shù)據(jù)分析單元(3)，所述
浪涌保護(hù)器中包含浪涌抑制器件(4)和發(fā)光器件(7)，所述測(cè)光單元(1)安裝于 發(fā)光器件(7)照射的范圍內(nèi)，所述測(cè)光單元(1)通過(guò)傳輸線路(5)與信號(hào)轉(zhuǎn)換傳 輸單元(2)連接，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)與數(shù)據(jù)分析單元(3)連接。 所述發(fā)光器件(7)與浪涌抑制器件(4)直接串聯(lián)。
所述浪涌抑制器件(4)連接能量耦合單元(10)，所述能量耦合單元(10)連 接所述發(fā)光器件(7)。
所述測(cè)光單元(1)和浪涌抑制器件(4)之間電氣不導(dǎo)通
所述信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)包含A/D轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字信號(hào)傳輸電路，信號(hào)轉(zhuǎn)換 傳輸單元(2)與數(shù)據(jù)分析單元(3)之間以總線制或多線制方式連接，或通過(guò)網(wǎng)絡(luò) 連接。
數(shù)據(jù)分析單元(3)包含計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)運(yùn)行的判斷顯示軟件；所述判斷顯示軟 件包含顯示功能模塊、計(jì)算功能模塊；所述計(jì)算功能模塊包含基于光的強(qiáng)度或光譜、 浪涌電流大小和特性、浪涌保護(hù)器損壞程度三者之中各種關(guān)系的算法。 所述數(shù)據(jù)分析單元(3)是按照既定數(shù)據(jù)分析模型運(yùn)行的集成電路。 一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)可連接一個(gè)或多個(gè)測(cè)光單元(1)， 一個(gè)數(shù)據(jù)分析單 元(3)可連接一個(gè)或多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸平元(2)，數(shù)據(jù)分析單元(3)可接入專用 網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)。
4所述信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)與測(cè)光器件(1)集成于一體。 所述信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)與數(shù)據(jù)分析單元(3)集成于一體。 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是-
一、 能夠在線實(shí)時(shí)檢測(cè)浪涌保護(hù)器的狀態(tài)、以及是否還在起到應(yīng)有的保護(hù)作用， 為浪涌保護(hù)器的維護(hù)提供了及時(shí)準(zhǔn)確的信息；
二、 有效的解決了現(xiàn)有檢測(cè)方法存在的浪涌抑制器件劣化或損壞時(shí)未產(chǎn)生足以 使脫扣裝置動(dòng)作的能量，致使報(bào)警單元不能進(jìn)行報(bào)警輸出的問(wèn)題。
三、 能夠及時(shí)掌握浪涌保護(hù)器己經(jīng)遭到過(guò)雷擊的情況，從而預(yù)知浪涌保護(hù)器是 否快要失效，以便提前進(jìn)行維護(hù)工作，解決了現(xiàn)有檢測(cè)方法只有在器件損壞后才能 輸出報(bào)警信號(hào)的難題。
四、 可以檢測(cè)記錄浪涌抑制器件損壞過(guò)程中的狀態(tài)以及據(jù)此分析損壞的原因； 為雷電防護(hù)提供翔實(shí)的數(shù)據(jù)信息。
五、 適用廣泛，不但適用電源類浪涌保護(hù)器，而且適用于信號(hào)類浪涌保護(hù)器。
六、 測(cè)量電路本身與浪涌保護(hù)器電路無(wú)電連接，避免了測(cè)量電路被雷擊浪涌提 前損壞的問(wèn)題，也避免了由于測(cè)量電路的介入使信號(hào)類浪涌保護(hù)器出現(xiàn)信號(hào)損耗和 故障點(diǎn)的問(wèn)題。
七、 一個(gè)數(shù)據(jù)分析單元(3)可同時(shí)連接多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)及多個(gè)測(cè) 光單元(1)，提高了處理效率，同時(shí)，數(shù)據(jù)分析單元(3)接入專用網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn) 遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，也可以在網(wǎng)絡(luò)上傳輸和共享所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)。


圖1是實(shí)用新型的第一實(shí)施例的原理示意圖 圖2是實(shí)用新型的第二實(shí)施例的原理示意圖 圖3是實(shí)用新型的第二實(shí)施例的局部示意圖 圖4是實(shí)用新型接入網(wǎng)絡(luò)的示意圖 圖5是實(shí)用新型的第三實(shí)施例的原理示意圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例來(lái)論述具體實(shí)施方式
參閱圖1-3所示，1是測(cè)光單元，2是信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元，3是數(shù)據(jù)分析單元，4是浪涌抑制器件，5是傳輸線路，6是浪涌保護(hù)器外殼，7是發(fā)光器件，8是專用 網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)，9是傳輸通路，IO是能量耦合單元。
將浪涌抑制器件(4)與測(cè)光單元(1)安裝于浪涌保護(hù)器外殼內(nèi)。當(dāng)有雷擊浪 涌電流通過(guò)浪涌抑制器件(4)件時(shí)，與浪涌抑制器件串聯(lián)的，或通過(guò)能量耦合單元 連接的發(fā)光器件會(huì)發(fā)光，測(cè)光單元很容易就能檢測(cè)到，該信號(hào)通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單 元(2)將其傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分析單元(3)，數(shù)據(jù)分析單元(3)將浪涌抑制器件(4)的 相關(guān)信息與已經(jīng)建立的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行比對(duì)分析，以判斷和顯示浪涌電流的類型、來(lái) 源、大小和浪涌抑制器件(4)的損壞程度。數(shù)據(jù)分析單元(3)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn) 程分析處理和檢測(cè)信息的網(wǎng)絡(luò)共享。
本實(shí)用新型的浪涌保護(hù)器的在線檢測(cè)裝置，包含測(cè)光單元(1)、信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸 單元(2)和數(shù)據(jù)分析單元(3)，所述浪涌保護(hù)器中包含浪涌抑制器件(4)和發(fā)光 器件(7)，所述測(cè)光單元(1)安裝于發(fā)光器件(7)能夠照射到的范圍內(nèi)，所述測(cè) 光單元(1)通過(guò)傳輸線路(5)與信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)連接，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸 單元(2)與數(shù)據(jù)分析單元(3)連接。
本實(shí)用新型中列舉了發(fā)光器件的二種設(shè)置方式-
一是，所述發(fā)光器件(3)與浪涌抑制器件(4)直接串聯(lián)；測(cè)光單元(1)安裝 于發(fā)光器件照射的范圍內(nèi)，接收光信號(hào)。
二是，所述浪涌抑制器件(4)連接能量耦合單元(10)，所述能量耦合單元連 接所述發(fā)光器件(7)。也就是說(shuō)，浪涌抑制器件(4)通過(guò)浪涌電流時(shí)，能量耦合單 元(10)將浪涌電流能量的一部分耦合到發(fā)光器件(7)，使其發(fā)光，所述測(cè)光單元 (1)接收光信號(hào)，如圖2所示。圖3為能量耦合單元(10)的一種形式及其與浪涌 抑制器件(4)、發(fā)光器件(3)連接關(guān)系的一種示意圖。
測(cè)光單元(l)采集到的信號(hào)通過(guò)傳輸線路(5)送到信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)，信 號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2) —方面為測(cè)光單元(1)提供電源，另一方面將此信號(hào)進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換，變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，并通過(guò)數(shù)字信號(hào)的總線方式傳輸，將其傳輸至計(jì)算機(jī)中，即 傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分析單元(3)，除傳輸電信號(hào)外，還將浪涌保護(hù)器(6)的地址碼信息、 浪涌抑制器件(4)熱脫扣的開關(guān)量和其它開關(guān)量信息傳輸給數(shù)據(jù)分析單元(3)。
所述信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)包含A/D轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字信號(hào)傳輸電路，信號(hào)轉(zhuǎn)換 傳輸單元(2)與數(shù)據(jù)分析單元(3)之間的傳輸通路(9)以總線制或多線制方式連 接，或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接。
數(shù)據(jù)分析單元(3)包含計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)運(yùn)行的判斷顯示軟件；所述判斷顯示軟件包含顯示功能模塊、計(jì)算功能模塊；所述計(jì)算功能模塊包含基于光的強(qiáng)度或光譜、 浪涌電流大小和特性、浪涌保護(hù)器損壞程度三者之間的各種關(guān)系的算法。
所述數(shù)據(jù)分析單元(3)是按照既定數(shù)據(jù)分析模型運(yùn)行的集成電路，其是包含基 于光的強(qiáng)度或光譜、浪涌電流大小和特性、浪涌保護(hù)器損壞程度三者之間的各種關(guān) 系的算法，且能夠按照上述算法運(yùn)行計(jì)算的集成電路。
一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)可連接一個(gè)或多個(gè)測(cè)光單元(1)， 一個(gè)數(shù)據(jù)分析單 元(3)可連接一個(gè)或多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)，數(shù)據(jù)分析單元(3)可接入專用 網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)(見圖5)。信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)與數(shù)據(jù)分析單元(3)之間的傳輸形 式不局限于總線形式，根據(jù)實(shí)際情況，也可以采用多線制方式傳輸，特別強(qiáng)調(diào)的是 二者之間也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，即轉(zhuǎn)化得出的數(shù)字信號(hào)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞到任何一個(gè) 可以連接聯(lián)絡(luò)的計(jì)算機(jī)中，該數(shù)字信號(hào)不但可以被采集，而且還可以用計(jì)算機(jī)運(yùn)行 軟件進(jìn)行分析處理，得出結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)了浪涌保護(hù)器檢測(cè)的遠(yuǎn)程信息處理和信息 共享。
不但如此，本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)， 一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)可同時(shí)處理多個(gè) 測(cè)光單元(1)發(fā)出的信息；而且一個(gè)數(shù)據(jù)分析單元(3)可同時(shí)處理多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換 傳輸單元(2)傳遞來(lái)的信息，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)測(cè)處理，并且可以得出橫向的比較數(shù)據(jù)， 為未來(lái)雷電防護(hù)工作提供翔實(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
而且，數(shù)據(jù)分析單元(3)可接入專用網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)(見圖4)。專用網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)分 析單元(3)構(gòu)成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的雷電防護(hù)檢測(cè)系統(tǒng)；互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)分析單元(3) 構(gòu)成一個(gè)更加廣泛的雷電防護(hù)檢測(cè)系統(tǒng)，結(jié)論性數(shù)據(jù)或原始數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程 檢測(cè)處理和檢測(cè)信息的網(wǎng)絡(luò)共享，可以實(shí)現(xiàn)雷電防護(hù)領(lǐng)域中浪涌保護(hù)器工作狀態(tài)的 集中監(jiān)測(cè)及后續(xù)處理，有助于提高雷電防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域的整體水平。
利用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)效果的，或者在不脫離本實(shí)用新 型的設(shè)計(jì)思想下的技術(shù)方案等同變換，均是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種浪涌保護(hù)器的在線檢測(cè)裝置，包含測(cè)光單元(1)、信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)和數(shù)據(jù)分析單元(3)，其特征在于所述浪涌保護(hù)器中包含浪涌抑制器件(4)和發(fā)光器件(7)，所述測(cè)光單元(1)安裝于發(fā)光器件(7)照射范圍內(nèi)，所述測(cè)光單元(1)通過(guò)傳輸線路(5)與信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)連接，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)與數(shù)據(jù)分析單元(3)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浪涌保護(hù)器的在線檢測(cè)裝置，其特征在于所述發(fā)光器件(7) 與浪涌抑制器件(4)直接串聯(lián)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浪涌保護(hù)器的在線檢測(cè)裝置，其特征在于所述浪涌抑制器件 (4)連接能量耦合單元(10)，所述能量耦合單元(10)連接所述發(fā)光器件(7)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的浪涌保護(hù)器的在線檢測(cè)裝置，其特征在于所述測(cè)光單元 (I)和浪涌抑制器件(4)之間電氣不導(dǎo)通。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的浪涌保護(hù)器的在線檢測(cè)裝置，其特征在于所述信號(hào)轉(zhuǎn)換 傳輸單元(2)包含A/D轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字信號(hào)傳輸電路，信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)與數(shù)據(jù)分析 單元(3)之間的傳輸通路(9)以總線制或多線制方式連接，或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的浪涌保護(hù)器的在線檢測(cè)裝置，其特征在于數(shù)據(jù)分析單元 (3)包含計(jì)算機(jī)和該計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的判斷顯示軟件；所述判斷顯示軟件包含顯示功能模塊、計(jì)算功能模塊；所述計(jì)算功能模塊包含基于光的強(qiáng)度或光譜、浪涌電流大小和特性、浪涌保 護(hù)器損壞程度三者之間的各種關(guān)系的算法。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的浪涌保護(hù)器的在線檢測(cè)裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)分析 單元(3)是按照既定數(shù)據(jù)分析模型運(yùn)行的燊成電路。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的浪涌保護(hù)器的在線檢測(cè)裝置，其特征在于 一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換 傳輸單元(2)可連接一個(gè)或多個(gè)測(cè)光單元(1)， 一個(gè)數(shù)據(jù)分析單元(3)可連接一個(gè)或多個(gè) 信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)，數(shù)據(jù)分析單元(3)可接入專用網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的浪涌保護(hù)器的在線檢測(cè)裝置，其特征在于所述信號(hào)轉(zhuǎn)換傳 輸單元(2)與測(cè)光器件(1)集成于一體。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的浪涌保護(hù)器的在線檢測(cè)裝置，其特征在于所述信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸 單元(2)與數(shù)據(jù)分析單元(3)集成于一體。
專利摘要本實(shí)用新型涉及雷電浪涌防護(hù)領(lǐng)域的一種檢測(cè)裝置。本實(shí)用新型包含測(cè)光單元(1)、信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)和數(shù)據(jù)分析單元(3)，所述浪涌保護(hù)器中包含浪涌抑制器件(4)和發(fā)光器件(7)，所述測(cè)光單元(1)安裝于發(fā)光器件(7)照射的范圍內(nèi)，所述測(cè)光單元(1)通過(guò)傳輸線路(5)與信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)連接，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)與數(shù)據(jù)分析單元(3)連接。本實(shí)用新型檢測(cè)精度高，反應(yīng)靈敏，且實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程處理和檢測(cè)信息的網(wǎng)絡(luò)共享。
文檔編號(hào)G01R19/00GK201429662SQ200920097620
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2009年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者孫巍巍 申請(qǐng)人:孫巍巍