一种集成化雷电状态监测通信反馈设备以及工作方法与流程

    专利查询2025-03-06  43


    本发明涉及雷电状态监测通信反馈,特别是一种集成化雷电状态监测通信反馈设备以及工作方法。


    背景技术:

    1、雷电状态监测是指通过一系列专业设备和技术手段,对大气中的雷电活动进行实时监测、数据收集与分析的过程。这一过程主要利用雷电辐射的声、光、电磁场等特性,通过布设雷电监测站、电场传感器、电磁传感器等设备,实时捕捉雷电的发生、位置、强度、极性电荷、能量等关键参数。这些监测数据经过传输、处理和分析后,能够为雷电预警、防雷工程设计、雷电灾害评估等提供重要依据。雷电状态监测是防雷减灾工作的重要组成部分,对于提高雷电灾害的预测能力、减少雷电灾害损失具有重要意义。

    2、现如今在进行雷电状态监测工作时,通常使用大气电场仪等监测设备对雷电进行检测,再利用通信模块将检测数据返回至工作人员处,涉及到的雷电状态监测现有技术包括:

    3、1、公开号为cn104917055a的一种基于雷电预警的提前放电避雷针及其雷电环境报警系统,包括大气电场仪、大气电场测量判别装置、雷电预警记录装置、尖端放电装置、声光报警装置、通信模块、远程监测系统和雷电环境参数采样装置,所述大气电场仪、大气电场测量判别装置和雷电预警记录装置依次连接,所述尖端放电装置和声光报警装置分别与雷电预警记录装置连接,所述尖端放电装置搭配有提前放电避雷针,所述大气电场仪和提前放电避雷针组合成一个整体;

    4、2、公开号为cn214412230u的一种大气电场仪避雷装置,包括固定于地面的支撑杆,所述支撑杆顶部安装有大气电场仪,所述大气电场仪呈圆柱状,其分为内壳和外壳两部分,所述外壳为顶面和侧面均开设有若干开口的屏蔽电极,所述内壳为感应电极;所述支撑杆杆身上固定有支撑部,所述支撑部与所述支撑杆垂直;所述支撑部端头处安装有避雷器,所述避雷器顶端为高压端,所述高压端通过导线与所述感应电极连接,所述避雷器底端为接地端,所述接地端通过导线与地面连接;

    5、上述专利文件中,虽然对大气电场仪设置了避雷功能,但是随着避雷功能使用时长的增加,避雷功能受损的概率也会增加,由于避雷功能的损坏不止发生于外观,还会发生在线路中,而线路损坏时,若工作人员没有及时检测,则不便于及时了解避雷功能是否生效,易影响大气电场仪的安全系数,影响雷电的监测质量与安全。

    6、鉴于此,针对上述问题深入研究,遂有本案产生。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是为了解决上述问题,设计了一种集成化雷电状态监测通信反馈设备以及工作方法,解决了大气电场仪上虽然设置了避雷功能,但是随着避雷功能使用时长的增加,避雷功能受损的概率也会增加,由于避雷功能的损坏不止发生于外观,还会发生在线路中,而线路损坏时,若工作人员没有及时检测,则不便于及时了解避雷功能是否生效,易影响大气电场仪的安全系数,影响雷电的监测质量与安全的问题。

    2、实现上述目的本发明的技术方案为:一种集成化雷电状态监测通信反馈设备,包括雷电监测模块、数据采集模块、数据传输模块、中央处理服务器、反馈控制模块、云端以及人机交互界面;

    3、还包括避雷自检一体模块和接地引流模块;

    4、所述避雷自检一体模块设置在所述雷电监测模块的一侧,所述接地引流模块用于对所述避雷自检一体模块进行接地处理,所述中央处理服务器还用于生成控制指令,所述控制指令控制避雷自检一体模块调整工作模式;

    5、所述避雷自检一体模块的所述工作模式包括模式一以及模式二,所述避雷自检一体模块包括外部固定结构,所述外部固定结构上活动插装有中部连接结构,所述中部连接结构上活动插装有顶尖结构;

    6、所述外部固定结构包括外套筒,所述外套筒侧壁面下方部位安装有动力供应部,所述动力供应部上安装有活塞挡杆,所述外套筒上安装有模式调节部以及自检部;

    7、所述自检部包括连接组件,所述连接组件安装于外套筒外侧壁面上,所述连接组件上安装有第一液压缸,所述第一液压缸的伸缩端安装有高压蓄电池,所述高压蓄电池上安装有输出端;

    8、所述中部连接结构包括两侧对称设置的导向条,所述导向条活动插装于外套筒侧壁面内侧壁面上,所述导向条侧壁面下方部位开设有凹槽,所述凹槽上安装有第二液压缸,所述导向条上安装有与外套筒同轴的中部套筒,所述中部套筒上设有第一安装平面,所述第一安装平面上设置有第一啮合齿,所述中部套筒上开设有与活塞挡杆相互匹配的中部过孔,所述中部套筒侧壁面上方部位插装有第三液压缸;

    9、所述顶尖结构包括与中部套筒同轴的插装柱,所述插装柱的横截面为中字型结构,所述插装柱活动插装于导向条上,所述插装柱上设有第二安装平面,所述第二安装平面上设置有第二啮合齿,所述插装柱上壁面中心部位安装有延长尖柱,所述输出端与插装柱外侧壁面相互对应设置,所述插装柱外侧壁面上安装有外凸弧架,所述外凸弧架上开设有与活塞挡杆相互匹配的内部过孔;

    10、所述模式调节部与第一啮合齿、第二啮合齿相互匹配。

    11、优选的,所述模式调节部包括第一支撑杆,所述第一支撑杆安装于外套筒外侧壁面上,所述第一支撑杆一端安装有丝杆模组,所述丝杆模组的移动端安装有第四液压缸,所述第四液压缸的伸缩端安装有电机,所述电机的驱动端安装有与第一啮合齿、第二啮合齿相互啮合的齿轮。

    12、优选的,所述动力供应部包括密封套筒,所述密封套筒插装于外套筒上,所述活塞挡杆插装于密封套筒一端,所述密封套筒另一端安装有水箱,所述水箱与密封套筒之间贯穿有两个连通管,两个所述连通管上均安装有止逆电磁阀,所述止逆电磁阀一端安装有三通管,所述三通管一端安装有双向水泵,所述第一液压缸、第二液压缸与第三液压缸可与动力供应部相互替换。

    13、优选的,所述连接组件包括第二支撑杆,所述第二支撑杆安装于外套筒外侧壁面上,所述第二支撑杆一端安装有安装板,所述第一液压缸安装于安装板上。

    14、优选的,所述人机交互界面用于设定所述避雷自检一体模块的工作模式。

    15、优选的,所述导向条与中部套筒为一体结构。

    16、优选的,所述丝杆模组的移动端与第四液压缸之间安装有稳固架。

    17、一种集成化雷电状态监测通信反馈工作方法,包括以下操作步骤:

    18、步骤1、雷电监测与数据采集:雷电监测模块实时监测环境中的雷电情况,包括雷电的发生、强度、方向等信息,并生成雷电数据;数据采集模块对雷电数据进行处理与存储,设置第一阈值,得到处理数据;

    19、步骤2、数据传输:数据传输模块将处理数据通过有线方式或无线方式传输至中央处理服务器;

    20、步骤3、数据分析与预警:中央处理服务器对接收到的传输数据进行处理、分析和计算;当处理数据的数值大于设定的第一阈值时,中央处理服务器生成预警信息,表明将有雷电发生;

    21、步骤4、反馈控制与避雷自检:当接收到预警信息时,中央处理服务器生成控制指令,控制避雷自检一体模块以模式二运行;同时,若处理数据的数值不大于第一阈值,表明短期内不会有雷电发生,控制避雷自检一体模块以模式一运行;

    22、步骤5、避雷自检一体模块工作模式切换:模式一时,外部固定结构、中部连接结构与顶尖结构处于堆叠状态,低于大气电场仪的最高点;第一液压缸伸长,使高压蓄电池的输出端贴合插装柱,进行自检工作,监测接地电阻值;若接地电阻值正常,则避雷工作有效;若不正常,则进行维护;模式二时,动力供应部工作,调整活塞挡杆位置;第四液压缸与电机配合工作,通过齿轮与啮合齿带动中部连接结构与顶尖结构升高;当延长尖柱高度高于雷电监测模块的最高点时,完成避雷部署,保护雷电监测模块;

    23、步骤6、数据传输与云端存储:将处理数据及预警信息传输至云端进行存储与备份;

    24、步骤7、人机交互:人机交互界面实时展示雷电数据及预警信息;可通过人机交互界面设定避雷自检一体模块的工作模式,包括自动进入自检模式或手动操作进入自检模式;

    25、步骤8、持续监测与反馈:雷电监测模块持续监测雷电情况,数据不断采集、传输、分析,形成闭环监测与反馈系统。

    26、有益效果

    27、利用本发明的技术方案制作的一种集成化雷电状态监测通信反馈设备以及工作方法,集成了数据采集、处理、传输、分析、预警、自检及反馈控制等多个功能模块,实现了雷电监测与防护的自动化和智能化,通过雷电监测模块时监测环境中的雷电情况,为雷电预警提供了及时、准确的数据支持,避雷自检一体模块具备自检功能,能够在雷电监测模块监测到短期内无雷电发生时,自动进行自检工作,检查接地电阻值是否正常,确保防雷系统的有效性,若发现接地电阻值异常,设备能及时发出警示,提醒工作人员进行维护,避免了因防雷系统失效而导致的雷电灾害,避雷自检一体模块能够根据雷电监测结果自动调整工作模式,无需人工干预,提高了工作效率和安全性。


    技术特征:

    1.一种集成化雷电状态监测通信反馈设备,包括雷电监测模块、数据采集模块、数据传输模块、中央处理服务器、反馈控制模块、云端以及人机交互界面;

    2.根据权利要求1所述的一种集成化雷电状态监测通信反馈设备,其特征在于,所述模式调节部包括第一支撑杆(17),所述第一支撑杆(17)安装于外套筒(1)外侧壁面上,所述第一支撑杆(17)一端安装有丝杆模组(18),所述丝杆模组(18)的移动端安装有第四液压缸(19),所述第四液压缸(19)的伸缩端安装有电机(20),所述电机(20)的驱动端安装有与第一啮合齿(9)、第二啮合齿(13)相互啮合的齿轮(21)。

    3.根据权利要求1所述的一种集成化雷电状态监测通信反馈设备,其特征在于,所述动力供应部包括密封套筒(22),所述密封套筒(22)插装于外套筒(1)上,所述活塞挡杆(2)插装于密封套筒(22)一端,所述密封套筒(22)另一端安装有水箱(23),所述水箱(23)与密封套筒(22)之间贯穿有两个连通管(24),两个所述连通管(24)上均安装有止逆电磁阀(25),所述止逆电磁阀(25)一端安装有三通管(26),所述三通管(26)一端安装有双向水泵(27),所述第一液压缸(3)、第二液压缸(7)与第三液压缸(11)可与动力供应部相互替换。

    4.根据权利要求1所述的一种集成化雷电状态监测通信反馈设备,其特征在于,所述连接组件包括第二支撑杆(28),所述第二支撑杆(28)安装于外套筒(1)外侧壁面上,所述第二支撑杆(28)一端安装有安装板(29),所述第一液压缸(3)安装于安装板(29)上。

    5.根据权利要求1所述的一种集成化雷电状态监测通信反馈设备,其特征在于,所述人机交互界面用于设定所述避雷自检一体模块的工作模式。

    6.根据权利要求1所述的一种集成化雷电状态监测通信反馈设备,其特征在于,所述导向条(6)与中部套筒(8)为一体结构。

    7.根据权利要求2所述的一种集成化雷电状态监测通信反馈设备,其特征在于,所述丝杆模组(18)的移动端与第四液压缸(19)之间安装有稳固架(30)。

    8.一种集成化雷电状态监测通信反馈工作方法,应用于权利要求1-7任一项所述的一种集成化雷电状态监测通信反馈设备,其特征在于,包括以下操作步骤:


    技术总结
    本发明公开了一种集成化雷电状态监测通信反馈设备以及工作方法,包括雷电监测模块、数据采集模块、数据传输模块、中央处理服务器、反馈控制模块、云端以及人机交互界面;还包括避雷自检一体模块和接地引流模块。本发明的有益效果是,集成了数据采集、处理、传输、分析、预警、自检及反馈控制等多个功能模块,实现了雷电监测与防护的自动化和智能化,通过雷电监测模块时监测环境中的雷电情况,为雷电预警提供了及时、准确的数据支持,避雷自检一体模块具备自检功能,能够在雷电监测模块监测到短期内无雷电发生时,自动进行自检工作,检查接地电阻值是否正常,确保防雷系统的有效性。

    技术研发人员:祝森林,朱懿,邓江明,冯猛,孙巍巍,邹卫亮
    受保护的技术使用者:四川蜀道电气化建设有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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