基于Zigbee与蓝牙的限压型SPD在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于Zigbee与蓝牙的限压型SPD在线监测系统，包含电流信号采集放大模块、编码控制模块、温度采集模块、芯片处理模块、外部时钟模块、数据显示模块、数据打印模块、数据存储模块、RF阵列天线、ZigBee无线信号中继模块和蓝牙模块。工作时，芯片处理模块将接受到的监测数据存储到数据存储模块中，且当监测数据中SPD的总泄露电流大于预设的电流阈值时，将该监测数据设定为异常数据，控制显示模块对异常数据进行高亮显示，同时将该异常数据依次经过RF阵列天线、ZigBee无线信号中继模块、蓝牙模块发送至外部监测终端。本实用新型专利技术协调了在线监测与电流成分提取问题，实时了解SPD在线运行情况，有效减少由于SPD老化、劣化所造成的事故。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及监测领域，尤其涉及一种基于Zigbee与蓝牙的限压型SPD在线监测系统。
技术介绍
电涌保护器(SPD)是一种用于限制瞬态过电压同时泄放电涌电流的器件，其中至少应该包含一个非线性元件。现有的电涌保护器类型主要分为开关型和限压型两种。氧化锌压敏电阻凭借其优良的非线性特性以及响应速度快、限制电压能力强、能通过大电流和无工频续流等特点，使其成为限压型电涌保护器的核心元件。经过多年对电涌保护器的研究，氧化锌压敏电阻已经被广泛应用于低压电源系统、电子信息系统的过电压防护中，其性能质量的好坏将直接影响保护的效果。但SPD在使用中也存在一系列的问题，易老化、裂化是SPD的一大问题。SPD内部受潮、表面受潮受污、SPD长期受到过电压的冲击，这些都容易引起的SPD老化、劣化。轻则会使SPD失去保护作用，重则会影响整个系统，引发火灾、爆炸等事故。因此需要对SPD进行出厂检测和定期跟踪检测，以防止事故发生。目前，对于限压型SPD的检测通常采用的定期对总泄漏电流检测的方法，通过检测SPD的泄露电流、压敏电压、残压等指标来判定其是否老化、劣化。比如《一种自动监测限压型SPD性能的装置》(专利号：CN103969523A)中采用穿心式罗氏线圈进行泄露电流信号采集，对采集到电流信号进行处理分析，从而得知SPD是否能继续正常工作。然而，泄露电流由阻性电流和容性电流两种成分组成，总泄漏电流法虽能在一定程度上反应SPD整体受潮和其中压敏电阻片老化等情况，但由于阻性分量在总泄漏电流中所占的比例很小，有可能当阻性电流己经增加很多时总泄漏电流的变化仍然不明显。同时阻性电流往往是阀片发热的主要原因，因此该方法的灵敏度不高，采集的数据仅能用于SPD运行状况的初判。为了能减少容性电流的干扰，有研究人员在《一种限压型SPD阻性电流在线监测装置及其方法》(专利号：ZL2015203482612)中提到采用互感器来提取漏电流，并用谐波法来提取其中的阻性电流。然而阻性电流在漏电流中的比例是随着漏电流的增加而增加的，该方法对阻性电流的提取效率较低。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
中所涉及到的缺陷，提供一种基于Zigbee与蓝牙的限压型SPD在线监测系统，坚持了在线监测的原则和阻性电流的提取分析，将阻性电流占泄漏电流的比率作为限压型SPD老化、劣化的判据，同时加入通信等模块，进行组网。本技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：基于Zigbee与蓝牙的限压型SPD在线监测系统，包含电流信号采集放大模块、编码控制模块、温度采集模块、芯片处理模块、外部时钟模块、数据显示模块、数据打印模块、数据存储模块、RF阵列天线、ZigBee无线信号中继模块和蓝牙模块；所述芯片处理模块分别和流信号采集放大模块、编码控制模块、温度采集模块、外部时钟模块、数据显示模块、数据打印模块、数据存储模块、RF阵列天线电气相连；所述ZigBee无线信号中继模块和蓝牙模块电气相连；所述电流信号采集放大模块用于采集SPD的总泄露电流，对信号进行放大后传递给所述芯片处理模块；所述编码控制模块用于朝所述芯片处理模块输入控制指令；所述温度采集模块包含第一温度传感器和第二温度传感器，其中，第一温度传感器用于采集环境温度并将其传递给芯片处理模块，第二温度传感器用于采集SPD中的压敏电阻片的温度并将其传递给芯片处理模块；所述外部时钟模块用于提供当前实时的时间信息给所述芯片处理模块；所述数据显示模块用于实时显示监测数据，所述监测数据包含监测时间、SPD的总泄露电流、环境温度和SPD压敏电阻片的温度；所述数据存储模块用于存储监测数据；所述数据打印模块用于打印监测数据；所述RF阵列天线通过ZigBee无线信号中继模块和蓝牙模块进行无线通信；蓝牙模块用于和外部监测终端进行通信；所述芯片处理模块用于将接受到的监测数据存储到数据存储模块中，当监测数据中SPD的总泄露电流大于预设的电流阈值时，将该监测数据设定为异常数据，控制显示模块对异常数据进行高亮显示，同时将该异常数据依次经过RF阵列天线、ZigBee无线信号中继模块、蓝牙模块发送至外部监测终端。作为本技术基于Zigbee与蓝牙的限压型SPD在线监测系统进一步的优化方案，所述预设的电流阈值设定为20μA。作为本技术基于Zigbee与蓝牙的限压型SPD在线监测系统进一步的优化方案，所述第一温度传感器和第二温度传感器均采用TI公司的TMP275。作为本技术基于Zigbee与蓝牙的限压型SPD在线监测系统进一步的优化方案，所述外部时钟模块采用DS1302实时时钟芯片。作为本技术基于Zigbee与蓝牙的限压型SPD在线监测系统进一步的优化方案，所述数据显示模块采用点阵液晶显示器12864。本技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1.对电流信号直接进行提取，避免了以往通过线圈提取及互感器处理产生的电流信号相位的变化。2.当阻性电流大于预设的电流阈值时对异常数据进行高亮显示，并将异常数据发送给外部监测终端，起到警示作用。3.实时在线运行，可全天候24小时监测限压型SPD工作状态，便于推广。附图说明图1为限压型SPD在线监测系统的原理框图；图2为电流信号采集放大流程图；图3为温度/时间/编码控制模块信号输入dsPIC芯片流程图；图4为电流信号采集放大电路图。具体实施方式下面结合附图对本技术的技术方案做进一步的详细说明：(1)基于Zigbee与蓝牙的限压型SPD在线监测系统的原理结构说明本技术的原理结构如图1所示，包含电流信号采集放大模块、编码控制模块、温度采集模块、芯片处理模块、外部时钟模块、数据显示模块、数据打印模块、数据存储模块、RF阵列天线、ZigBee无线信号中继模块和蓝牙模块；所述芯片处理模块分别和流信号采集放大模块、编码控制模块、温度采集模块、外部时钟模块、数据显示模块、数据打印模块、数据存储模块、RF阵列天线电气相连；所述ZigBee无线信号中继模块和蓝牙模块电气相连。电流信号采集放大模块用于采集SPD的总泄露电流，对信号进行放大后传递给所述芯片处理模块。编码控制模块用于朝所述芯片处理模块输入控制指令。温度采集模块包含第一温度传感器和第二温度传感器，其中，第一温度传感器用于采集环境温度并将其传递给芯片处理模块，第二温度传感器用于采集SPD中的压敏电阻片的温度并将其传递给芯片处理模块。外部时钟模块用于提供当前实时的时间信息给所述芯片处理模块。数据显示模块用于实时显示监测数据，所述监测数据包含监测时间、SPD的总泄露电流、环境温度和SPD压敏电阻片的温度。数据存储模块用于存储监测数据。数据打印模块用于打印监测数据。RF阵列天线通过ZigBee无线信号中继模块和蓝牙模块进行无线通信；蓝牙模块用于和外部监测终端进行通信。芯片处理模块用于将接受到的监测数据存储到数据存储模块中，当监测数据中SPD的总泄露电流大于预设的电流阈值时，将该监测数据设定为异常数据，控制显示模块对异常数据进行高亮显示，同时将该异常数据依次经过RF阵列天线、ZigBee无线信号中继模块、蓝牙模块发送至外部监测终端。预设的电流阈值优先设定为20μA。(2)基于Zigbee与蓝牙的限压型SPD在线监测系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于Zigbee与蓝牙的限压型SPD在线监测系统，其特征在于，包含电流信号采集放大模块、编码控制模块、温度采集模块、芯片处理模块、外部时钟模块、数据显示模块、数据打印模块、数据存储模块、RF阵列天线、ZigBee无线信号中继模块和蓝牙模块；所述芯片处理模块分别和流信号采集放大模块、编码控制模块、温度采集模块、外部时钟模块、数据显示模块、数据打印模块、数据存储模块、RF阵列天线电气相连；所述ZigBee无线信号中继模块和蓝牙模块电气相连；所述电流信号采集放大模块用于采集SPD的总泄露电流，对信号进行放大后传递给所述芯片处理模块；所述编码控制模块用于朝所述芯片处理模块输入控制指令；所述温度采集模块包含第一温度传感器和第二温度传感器，其中，第一温度传感器用于采集环境温度并将其传递给芯片处理模块，第二温度传感器用于采集SPD中的压敏电阻片的温度并将其传递给芯片处理模块；所述外部时钟模块用于提供当前实时的时间信息给所述芯片处理模块；所述数据显示模块用于实时显示监测数据，所述监测数据包含监测时间、SPD的总泄露电流、环境温度和SPD压敏电阻片的温度；所述数据存储模块用于存储监测数据；所述数据打印模块用于打印监测数据；所述RF阵列天线通过ZigBee无线信号中继模块和蓝牙模块进行无线通信；蓝牙模块用于和外部监测终端进行通信；所述芯片处理模块用于将接受到的监测数据存储到数据存储模块中，当监测数据中SPD的总泄露电流大于预设的电流阈值时，将该监测数据设定为异常数据，控制显示模块对异常数据进行高亮显示，同时将该异常数据依次经过RF阵列天线、ZigBee无线信号中继模块、蓝牙模块发送至外部监测终端。...

【技术特征摘要】
1.基于Zigbee与蓝牙的限压型SPD在线监测系统，其特征在于，包含电流信号采集放大模块、编码控制模块、温度采集模块、芯片处理模块、外部时钟模块、数据显示模块、数据打印模块、数据存储模块、RF阵列天线、ZigBee无线信号中继模块和蓝牙模块；所述芯片处理模块分别和流信号采集放大模块、编码控制模块、温度采集模块、外部时钟模块、数据显示模块、数据打印模块、数据存储模块、RF阵列天线电气相连；所述ZigBee无线信号中继模块和蓝牙模块电气相连；所述电流信号采集放大模块用于采集SPD的总泄露电流，对信号进行放大后传递给所述芯片处理模块；所述编码控制模块用于朝所述芯片处理模块输入控制指令；所述温度采集模块包含第一温度传感器和第二温度传感器，其中，第一温度传感器用于采集环境温度并将其传递给芯片处理模块，第二温度传感器用于采集SPD中的压敏电阻片的温度并将其传递给芯片处理模块；所述外部时钟模块用于提供当前实时的时间信息给所述芯片处理模块；所述数据显示模块用于实时显示监测数据，所述监测数据包含监测时间、SPD的总泄露电流、环境温度和SPD压敏电阻片的温度；所述数据存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨仲江，王昊，万治成，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32