具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，包括信號(hào)調(diào)理電路模塊和與信號(hào)調(diào)理電路模塊連接的AD采樣芯片，信號(hào)調(diào)理電路模塊和AD采樣芯片同時(shí)與DSP數(shù)字處理器連接，DSP數(shù)字處理器分別連接有RS485通信模塊、存儲(chǔ)模塊和ARM微處理器，ARM微處理器與以太網(wǎng)通信模塊連接，DSP數(shù)字處理器還連接有電源模塊。本實(shí)用新型具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，解決了現(xiàn)有氧化鋅避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置無(wú)法對(duì)避雷器上的雷擊信號(hào)進(jìn)行采集錄波的問(wèn)題，能夠更全面地對(duì)氧化鋅避雷器的狀態(tài)進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，而且能及時(shí)記錄下雷擊信號(hào)，為研究雷擊的特性提供大量資源。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于智能變電站在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種具有雷擊錄波 功能的氧化鋅避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置。 具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 雷電災(zāi)害是自然界中最嚴(yán)重的災(zāi)害之一，每年因雷擊造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失 都十分巨大。因此避雷器能否正常工作對(duì)于保障人們的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全都很重要，避 雷器的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)以及對(duì)雷擊信號(hào)的研究尤為重要?，F(xiàn)有的對(duì)氧化鋅避雷器的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置 僅僅只限于采集氧化鋅避雷器的末屏電流信號(hào)，根據(jù)其末屏電流信號(hào)的特征來(lái)診斷氧化鋅 避雷器是否老化，不能對(duì)氧化鋅避雷器上的雷擊信號(hào)進(jìn)行采集錄波，無(wú)法進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝 置，解決了現(xiàn)有氧化鋅避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置無(wú)法對(duì)避雷器上的雷擊信號(hào)進(jìn)行采集錄波的問(wèn) 題。
[0004] 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝 置，包括信號(hào)調(diào)理電路模塊和與信號(hào)調(diào)理電路模塊連接的AD采樣芯片，信號(hào)調(diào)理電路模塊 和AD采樣芯片同時(shí)與DSP數(shù)字處理器連接，DSP數(shù)字處理器分別連接有RS485通信模塊、 存儲(chǔ)模塊和ARM微處理器，ARM微處理器與以太網(wǎng)通信模塊連接，DSP數(shù)字處理器還連接有 電源模塊。
[0005] 本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于，
[0006] 信號(hào)調(diào)理電路模塊的電路結(jié)構(gòu)包括運(yùn)算放大器，運(yùn)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(yùn)算放大器的同相輸入端連接，減法電路與運(yùn)算放大器 的反相輸入端連接，運(yùn)算放大器的輸出端分別與AD采樣芯片和DSP數(shù)字處理器連接。
[0007] AD米樣芯片的型號(hào)為AD7656。
[0008] DSP數(shù)字處理器的型號(hào)為T(mén)MS320F28335。
[0009] DSP數(shù)字處理器通過(guò)SPI接口與ARM微處理器連接。
[0010] 存儲(chǔ)模塊采用EEPR0M存儲(chǔ)器。
[0011] ARM微處理器采用SC2440芯片。
[0012] 本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線(xiàn)監(jiān) 測(cè)裝置，DSP數(shù)字處理器控制AD采樣芯片將采集到的雷擊電流波形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)模塊 中，ARM微處理器利用以太網(wǎng)通信模塊將數(shù)據(jù)往上位機(jī)后臺(tái)傳輸供其處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及故障 診斷，解決了現(xiàn)有氧化鋅避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置無(wú)法對(duì)避雷器上的雷擊信號(hào)進(jìn)行采集錄波的 問(wèn)題，能夠更全面地對(duì)氧化鋅避雷器的狀態(tài)進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，而且能及時(shí)記錄下雷擊信號(hào)，為 研究雷擊的特性提供大量資源。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1是本實(shí)用新型具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0014] 圖2是本實(shí)用新型具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置信號(hào)調(diào)理電 路模塊的電路圖。
[0015] 圖中，1.DSP數(shù)字處理器，2.AD采樣芯片，3.RS485通信模塊，4.電源模塊，5.存儲(chǔ) 模塊，6. ARM微處理器，7.以太網(wǎng)通信模塊，8.信號(hào)調(diào)理電路模塊。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0017] 本實(shí)用新型具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，如圖1所示，包括 信號(hào)調(diào)理電路模塊8和與信號(hào)調(diào)理電路模塊8通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接的型號(hào)為AD7656的AD采樣芯 片2,信號(hào)調(diào)理電路模塊8和AD采樣芯片2同時(shí)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與DSP數(shù)字處理器1連接，DSP數(shù) 字處理器1分別通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接有RS485通信模塊3、存儲(chǔ)模塊5和ARM微處理器6,存儲(chǔ)模 塊5采用EEPR0M存儲(chǔ)器，ARM微處理器6采用SC2440芯片，DSP數(shù)字處理器1通過(guò)SPI接 口與ARM微處理器6連接，ARM微處理器6與以太網(wǎng)通信模塊7連接，DSP數(shù)字處理器1還 連接有電源模塊4 ;
[0018] 如圖2所示，信號(hào)調(diào)理電路模塊8的電路結(jié)構(gòu)包括運(yùn)算放大器，運(yùn)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(yùn)算放大器的同相輸入端連接，減法電路 與運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，運(yùn)算放大器的輸出端分別與AD采樣芯片2和DSP數(shù)字處 理器1連接。
[0019] 其中，DSP數(shù)字處理器1采用TI公司最新推出的TMS320F28335,此款數(shù)字處理器 具有豐富的I/O 口功能，大量片上外設(shè)，強(qiáng)大的中斷管理功能，適合于工業(yè)控制領(lǐng)域，具有 較高的性?xún)r(jià)比。DSP數(shù)字處理器1主要負(fù)責(zé)接收雷擊電流的觸發(fā)并控制AD采樣芯片2進(jìn)行 采樣，將采樣所得數(shù)據(jù)打包，通過(guò)SPI接口與ARM微處理器6進(jìn)行通信；
[0020] AD采樣芯片2采用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(dá)250kSPS的采樣率，并且具有寬帶采樣保 持放大器（T/H)，以便處理輸入頻率高達(dá)8MHz的信號(hào)。具有集成度高，速度快，精度高等特 點(diǎn)，主要負(fù)責(zé)對(duì)雷擊電流波形進(jìn)行采集，將采集到的數(shù)據(jù)傳送給DSP數(shù)字處理器1提取雷擊 電流信號(hào)特征，能很好地滿(mǎn)足對(duì)雷擊電流采樣的要求；
[0021] RS485通信模塊3主要負(fù)責(zé)傳輸后臺(tái)給DSP數(shù)字處理器1發(fā)送的命令，通知DSP數(shù) 字處理器1向后臺(tái)發(fā)送存儲(chǔ)模塊5中存儲(chǔ)的雷擊次數(shù)和對(duì)應(yīng)的時(shí)間信息等；RS485通信模 塊3能很好地將后臺(tái)與監(jiān)測(cè)裝置聯(lián)系起來(lái)，傳輸后臺(tái)給監(jiān)測(cè)裝置的命令，可靠性高；
[0022] ARM微處理器6采用SAMSUNG公司的SC2440,該芯片處理速度快，功能強(qiáng)大。ARM 微處理器6主要負(fù)責(zé)將DSP數(shù)字處理器1上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行打包處理，通過(guò)以太網(wǎng)通信模塊 7將數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)；以太網(wǎng)上傳速度快，能很好地滿(mǎn)足雷擊電流采樣的速度；
[0023] 信號(hào)調(diào)理電路模塊8主要負(fù)責(zé)將氧化鋅雷擊末屏電流信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，然后分成兩 路，一路作為雷擊觸發(fā)源，觸發(fā)DSP數(shù)字處理器1，使其記錄雷擊次數(shù)，并開(kāi)始控制AD采樣芯 片2對(duì)雷擊電流信號(hào)進(jìn)行采樣；另一路直接送到AD采樣芯片2進(jìn)行采樣；
[0024] 存儲(chǔ)模塊5采用EEPR0M存儲(chǔ)器，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)雷擊次數(shù)，以及雷擊的時(shí)間，每次雷擊都 能對(duì)應(yīng)發(fā)生雷擊的時(shí)間；
[0025] 電源模塊4負(fù)責(zé)為裝置的各個(gè)模塊進(jìn)行供電。
[0026] 使用時(shí)，氧化鋅避雷器末屏雷擊電流進(jìn)入監(jiān)測(cè)裝置的信號(hào)調(diào)理電路模塊8,如圖2 所示，AddCircuit為雷擊信號(hào)的輸入口，首先經(jīng)過(guò)R54、R56所在支路組成的加法電路，然后 并聯(lián)上R58、R61及滑動(dòng)變阻器所在支路組成的減法電路，最后加法電路和減法電路分別作 為運(yùn)算放大器的同相輸入端與反相輸入端，將信號(hào)進(jìn)行放大，最終由IN輸出口，調(diào)理過(guò)后 的信號(hào)分成兩路一路直接送到AD采樣芯片2進(jìn)行采樣；一路作為雷擊觸發(fā)源，觸發(fā)DSP數(shù) 字處理器1，使其記錄雷擊次數(shù)，并開(kāi)始控制AD采樣芯片2對(duì)雷擊電流信號(hào)進(jìn)行采樣，并記 錄下雷擊次數(shù)和受雷擊的時(shí)間，將雷擊次數(shù)及受雷擊時(shí)間存儲(chǔ)到存儲(chǔ)模塊5中；然后DSP數(shù) 字處理器1將采樣得到的雷擊電流波形數(shù)據(jù)打包，利用SPI接口與ARM微處理器6通信，ARM 微處理器6利用以太網(wǎng)通信模塊7將數(shù)據(jù)往上位機(jī)后臺(tái)傳輸供其處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及故障診 斷；其中RS485通信模塊3用于后臺(tái)向DSP數(shù)字處理器1發(fā)送命令，通知DSP數(shù)字處理器1 向后臺(tái)發(fā)送存儲(chǔ)模塊5中存儲(chǔ)的雷擊次數(shù)和對(duì)應(yīng)的時(shí)間信息。
[0027] 本實(shí)用新型具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)氧化鋅避雷器的 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)不僅局限于測(cè)末屏電流，記錄雷擊次數(shù)等，還可以對(duì)雷擊電流進(jìn)行錄波，使得對(duì)于 氧化鋅避雷器的監(jiān)測(cè)更加完備，而且能獲得大量雷擊電流的特征數(shù)據(jù)，為研究雷擊特性提 供大量資料。
【權(quán)利要求】
1. 具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括信號(hào)調(diào)理電路 模塊（8)和與所述信號(hào)調(diào)理電路模塊（8)連接的AD采樣芯片（2)，所述信號(hào)調(diào)理電路模塊 (8)和所述AD采樣芯片（2)同時(shí)與DSP數(shù)字處理器（1)連接，所述DSP數(shù)字處理器（1)分 別連接有RS485通信模塊（3)、存儲(chǔ)模塊（5)和ARM微處理器（6)，所述ARM微處理器（6) 與以太網(wǎng)通信模塊（7)連接，所述DSP數(shù)字處理器（1)還連接有電源模塊（4)。
2. 如權(quán)利要求1所述的具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在 于，所述信號(hào)調(diào)理電路模塊（8)的電路結(jié)構(gòu)包括運(yùn)算放大器，所述運(yùn)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(yùn)算放大器的同相輸入端連接，所述 減法電路與所述運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，所述運(yùn)算放大器的輸出端分別與所述AD 采樣芯片⑵和DSP數(shù)字處理器（1)連接。
3. 如權(quán)利要求1所述的具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在 于，所述AD米樣芯片（2)的型號(hào)為AD7656。
4. 如權(quán)利要求1所述的具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在 于，所述DSP數(shù)字處理器（1)的型號(hào)為T(mén)MS320F28335。
5. 如權(quán)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(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，其特征 在于，所述DSP數(shù)字處理器（1)通過(guò)SPI接口與所述ARM微處理器（6)連接。
6. 如權(quán)利要求1所述的具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在 于，所述存儲(chǔ)模塊（5)采用EEPROM存儲(chǔ)器。
7. 如權(quán)利要求1所述的具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在 于，所述ARM微處理器（6)采用SC2440芯片。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK203894349SQ201420275448
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】黃新波, 郭劍峰, 朱永燦, 鄧凸, 石杰 申請(qǐng)人:西安工程大學(xué)