具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)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(jiān)測裝置，包括信號調(diào)理電路模塊和與信號調(diào)理電路模塊連接的AD采樣芯片，信號調(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監(jiān)測裝置，解決了現(xiàn)有氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置無法對避雷器上的雷擊信號進(jìn)行采集錄波的問題，能夠更全面地對氧化鋅避雷器的狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測，而且能及時(shí)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(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于智能變電站在線監(jiān)測裝置【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監(jiān)測裝置。 具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置

【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 雷器的在線監(jiān)測以及對雷擊信號的研究尤為重要?，F(xiàn)有的對氧化鋅避雷器的在線監(jiān)測裝置 僅僅只限于采集氧化鋅避雷器的末屏電流信號，根據(jù)其末屏電流信號的特征來診斷氧化鋅 避雷器是否老化，不能對氧化鋅避雷器上的雷擊信號進(jìn)行采集錄波，無法進(jìn)行全面監(jiān)測。 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監(jiān)測裝 置，解決了現(xiàn)有氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置無法對避雷器上的雷擊信號進(jìn)行采集錄波的問 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監(jiān)測裝 置，包括信號調(diào)理電路模塊和與信號調(diào)理電路模塊連接的AD采樣芯片，信號調(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米樣芯片的型號為AD7656。
[0008] DSP數(shù)字處理器的型號為TMS320F28335。
[0009] DSP數(shù)字處理器通過SPI接口與ARM微處理器連接。
[0010] 存儲模塊采用EEPR0M存儲器。
[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監(jiān) 測裝置，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)存儲到存儲模塊 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)后臺傳輸供其處理、數(shù)據(jù)存儲及故障 診斷，解決了現(xiàn)有氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置無法對避雷器上的雷擊信號進(jìn)行采集錄波的 問題，能夠更全面地對氧化鋅避雷器的狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測，而且能及時(shí)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(shí)用新型具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置的結(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監(jiān)測裝置信號調(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 模塊，6. ARM微處理器，7.以太網(wǎng)通信模塊，8.信號調(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】對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017] 本實(shí)用新型具有雷擊錄波功能的氧化鋅避雷器在線監(jiān)測裝置，如圖1所示，包括 信號調(diào)理電路模塊8和與信號調(diào)理電路模塊8通過導(dǎo)線連接的型號為AD7656的AD采樣芯 片2,信號調(diào)理電路模塊8和AD采樣芯片2同時(shí)通過導(dǎo)線與DSP數(shù)字處理器1連接，DSP數(shù) 字處理器1分別通過導(dǎo)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采用EEPR0M存儲器，ARM微處理器6采用SC2440芯片，DSP數(shù)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 較高的性價(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。具有集成度高，速度快，精度高等特 點(diǎn)，主要負(fù)責(zé)對雷擊電流波形進(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 電流信號特征，能很好地滿足對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向后臺發(fā)送存儲模塊5中存儲的雷擊次數(shù)和對應(yīng)的時(shí)間信息等；RS485通信模 塊3能很好地將后臺與監(jiān)測裝置聯(lián)系起來，傳輸后臺給監(jiān)測裝置的命令，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，通過以太網(wǎng)通信模塊 7將數(shù)據(jù)上傳至后臺；以太網(wǎng)上傳速度快，能很好地滿足雷擊電流采樣的速度；
[0023] 信號調(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)，并開始控制AD采樣芯 片2對雷擊電流信號進(jìn)行采樣；另一路直接送到AD采樣芯片2進(jìn)行采樣；
[0024] 存儲模塊5采用EEPR0M存儲器，負(fù)責(zé)存儲雷擊次數(shù)，以及雷擊的時(shí)間，每次雷擊都 能對應(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)測裝置的信號調(diào)理電路模塊8,如圖2 所示，AddCircuit為雷擊信號的輸入口，首先經(jīng)過R54、R56所在支路組成的加法電路，然后 并聯(lián)上R58、R61及滑動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，將信號進(jìn)行放大，最終由IN輸出口，調(diào)理過后 的信號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)，并開始控制AD采樣芯片2對雷擊電流信號進(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)間存儲到存儲模塊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)后臺傳輸供其處理、數(shù)據(jù)存儲及故障診 斷；其中RS485通信模塊3用于后臺向DSP數(shù)字處理器1發(fā)送命令，通知DSP數(shù)字處理器1 向后臺發(fā)送存儲模塊5中存儲的雷擊次數(shù)和對應(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監(jiān)測裝置，對氧化鋅避雷器的 在線監(jiān)測不僅局限于測末屏電流，記錄雷擊次數(shù)等，還可以對雷擊電流進(jìn)行錄波，使得對于 氧化鋅避雷器的監(jiān)測更加完備，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監(jiān)測裝置，其特征在于，包括信號調(diào)理電路 模塊（8)和與所述信號調(diào)理電路模塊（8)連接的AD采樣芯片（2)，所述信號調(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監(jiān)測裝置，其特征在 于，所述信號調(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監(jiān)測裝置，其特征在 于，所述AD米樣芯片（2)的型號為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監(jiān)測裝置，其特征在 于，所述DSP數(shù)字處理器（1)的型號為TMS320F28335。
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監(jiān)測裝置，其特征 在于，所述DSP數(shù)字處理器（1)通過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監(jiān)測裝置，其特征在 于，所述存儲模塊（5)采用EEPROM存儲器。
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監(jiān)測裝置，其特征在 于，所述ARM微處理器（6)采用SC2440芯片。
【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(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 申請人:西安工程大學(xué)