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申请/专利权人：沈阳工业大学

摘要：本发明提供一种避雷器在线监测装置及方法，涉及避雷器自动监测及防雷保护技术领域。本发明系统包括系统采集单元、第一在线监测单元、地址按键、第一5位段8位数码管、220V交流电源、避雷器电压互感器；通过采集避雷器内部监测电流信号，雷击电流输入信号、避雷器铁芯电流信号及避雷器互感器测量的电压信号，进行数据处理，输出监测量，包括：全电流，阻性电流或功耗，环境温度和湿度，雷电计数结果，完成避雷器的在线监测。

主权项：1.一种避雷器在线监测装置，其特征在于：包括系统采集单元、第一在线监测单元、地址按键、第一5位段8位数码管、220V交流电源、避雷器电压互感器；所述系统采集单元包括第一避雷器电流采集单元、第二避雷器电流采集模块、电源模块、铁芯电流采集单元、第一同步采样器、第一可编程逻辑器件、PT电压调理电路、第一数据处理模块；所述电源模块包括电源PT电压调理电路、第一电源接口；所述第一避雷器电流采集单元包括雷击计数比较电路、第一电流采集调理电路；所述雷击计数比较电路输入端输入第一雷击电流信号，输出端与所述第一同步采样器的输入端连接，避雷器内部监测电流信号输入第一电流采集调理电路；所述第二避雷器电流采集单元包括调理电路、电流采集单元电压互感器、第二同步采样器、第二5位段8位数码管、处理器、第二可编程逻辑器件、第二电源接口、电压比较器、第二在线监测单元；所述调理电路输入端输入避雷器交流漏电流信号，输出端与第二同步采样器输入端连接，第二同步采样器输入端分别与电流采集单元电压互感器输出端、第二可编程逻辑器件输出端、调理电路输出端连接，其输出端与第二可编程逻辑器件输入端连接，所述第二可编程逻辑器件输入端与电压比较器输出端、第二在线监测单元输出端连接，所述处理器输入端与第二可编程逻辑器件输出端连接，输出端与第二5位段8数码管输入端、电网调试接口输入端连接，所述第一电源接口输入端与所述220V交流电源输出端连接，所述第二电源接口输入端与所述220V交流电源输出端连接，所述电压比较器输入第二雷击电流信号；所述铁芯电流采集单元输入端输入避雷器铁芯电流信号；所述第一同步采样器输出端与第一可编程逻辑器件输入端连接，输入端分别与第一避雷器电流采集单元中的第一电流采集调理电路输出端、铁芯电流采集单元输出端、PT电压调理电路输出端连接，所述PT电压调理电路输入端与所述避雷器电压互感器输出端连接；所述第一可编程逻辑器件输入端与PT电压调理电路的输出端、第一数据处理模块输出端、地址按键输出端连接，输出端与第一同步采样器输入端连接；所述第一数据处理模块输入端与PT电压调理电路的输出端、第一在线监测单元输出端、第一可编程逻辑器件输出端、第一5位段8位数码管输出端连接，输出端与第一在线监测单元输入端连接；所述在线监测单元包括可扩展处理平台PL模块、可扩展处理平台PS模块、第一调试串口、第二调试串口、第一光口、第二光口、第一通讯接口、第二通讯接口、第三通讯接口、第四通讯接口、第五通讯接口、第六通讯接口；所述第一调试串口输入端与可扩展处理平台PS模块输出端连接，所述第二调试串口输入端与可扩展处理平台PL模块输出端连接，所述第一光口输入端与可扩展处理平台PL模块输出端连接，所述第二光口输入端与可扩展处理平台PL模块输出端连接；所述可扩展处理平台PL模块输入端分别与第二调试串口输出端、第一光口输出端、第二光口输出端、第一通讯接口输出端、第二通讯接口输出端、第三通讯接口输出端、第四通讯接口输出端、第五通讯接口输出端、第六通讯接口输出端连接，输出端与第一通讯接口输入端、第二通讯接口输入端、第三通讯接口输入端、第四通讯接口输入端、第五通讯接口输入端、第六通讯接口输入端连接；所述一种避雷器在线监测装置，用于实现一种避雷器在线监测方法，包括以下步骤；步骤1：采集避雷器内部监测电流信号，雷击电流输入信号、避雷器铁芯电流信号及避雷器互感器测量的电压信号进入系统采集单元；步骤2：利用可编程逻辑器件的数据采集和处理程序以及雷击计数比较电路的雷击计数程序对步骤1中的信号进行处理；所述可编程逻辑器件的数据采集和处理程序包括以下步骤：步骤S1：第一在线监测单元上电并对可第一编程逻辑器件下达预配置指令，发配置可编程逻辑器件配置完成；步骤S2：第一可编程逻辑器件进入空闲状态；步骤S3：监测装置对第一可编程逻辑器件发送控制指令；步骤S4：可编程逻辑器件接收控制指令并解析串口报文；步骤S5：检测报文是否包含采样命令，若包含采样命令，则驱动同步采样器开始间隔采样，进入步骤S6，若不包含采样命令，返回步骤S4；步骤S6：将避雷器铁芯电流信号采样数据存入第一可编程逻辑器件中的缓存FIFO；步骤S7：雷电流采样信号在第一可编程逻辑器件中的数据是否包含中断标志位即上升沿，若包含中断标志位即上升沿，则中断标志位数据通过第一可编程逻辑器件中的SPI总线，将FIFO缓存数据送至系统采集单元中的第一数据处理模块处理，进入步骤S8，若不包含中断标志位即下降沿，则返回步骤S6；步骤S8：数据通过SPI总线将FIFO缓存数据送至MCU处理后第一可编程逻辑器件返回空闲状态，即步骤S2，雷电计数结果在第一5位段8数码管输出，即步骤3；所述雷击计数比较电路的雷击计数程序包括以下步骤：步骤D1：上电、可编程逻辑器件配置完成；步骤D2：装置进入空闲状态；步骤D3：检测避雷器电流采集单元中的雷击电流信号，若发生雷击，则采集脉冲信号宽度，进入步骤D4，若未发生雷击，则返回步骤D2；步骤D4：脉冲信号输入第二可编程逻辑器件，开始记录雷击脉冲个数；步骤D5：第二可编程逻辑器件中的SPI接口模块问询，第一可编程逻辑器件中的数据是否包含中断标志位即上升沿，若包含中断标志位即上升沿，则中断标志位数据通过第二可编程逻辑器件中SPI总线将FIFO缓存数据送至MCU处理，进入步骤D6，若不包含中断标志位即下降沿，则返回步骤D4；步骤D6：数据通过第二可编程逻辑器件中的SPI总线将FIFO缓存数据送至第二数据处理模块MCU处理后在第一5位段8数码管输出监测量，即步骤3；步骤3：在第一5位段8数码管输出监测量，包括：全电流，阻性电流或功耗，环境温度和湿度，雷电计数结果，完成避雷器的在线监测。

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