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一种超低功耗避雷器泄漏电流监测系统及方法 

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申请/专利权人:云南电力试验研究院(集团)有限公司

摘要:本发明涉及电力技术领域,公开了一种超低功耗避雷器泄漏电流监测系统,包括安装于被检测设备上的端设备,与端设备通讯连接的边设备,与边设备通讯连接的物联网数据处理云平台,以及与物联网数据处理云平台通讯连接的PC检测端和移动检测端。边设备利用电场检测电路检测所在微区域空间电场变化,实现微区域内雷电预警,不再因为等待端设备的随机雷击信息导致不能深度休眠的桎梏,实现超功耗的系统休眠及唤醒策略,实现边设备超低功耗的泄漏电流在线监测;边设备将空间电场监测输出信号通过运放电路、AD转换、MCU计算,实现在不同雷击危险性下的各功能电路互动和电源控制,实现精准的休眠唤醒功能,从而实现边设备的超低功运行。

主权项:1.一种超低功耗避雷器泄漏电流监测方法,该方法基于超低功耗避雷器泄漏电流监测系统,其特征在于:所述超低功耗避雷器泄漏电流监测系统包括安装于若干被检测设备上的若干端设备,与若干端设备通讯连接的边设备,与边设备通过4G或5G基站通讯连接的物联网数据处理云平台,以及与物联网数据处理云平台通讯连接的PC检测端和移动检测端;所述边设备为中继网关,其包括低功耗电源,与低功耗电源连接的32位低功耗MCU,与低功耗MCU连接的电场检测电路、低功耗4G5G通信模块、Lora低功耗通信模块、存储芯片,以及与电场检测电路和32位低功耗MCU连接的低功耗运放信号调理电路和低功耗高精度AD转换器;所述端设备为传感器;所述端设备包括低功耗电源,与低功耗电源连接的32位低功耗MCU,与低功耗MCU连接的Lora低功耗通信模块、泄漏电流数据采集处理支路、雷击数据采集处理支路和雷击触发处理支路;所述泄漏电流数据采集处理支路包括泄漏电流检测传感器组件,与泄漏电流检测传感器组件连接的信号调理电路,与信号调理电路和32位低功耗MCU连接的AD转换器;所述雷击数据采集处理支路包括雷击电流检测传感器,与雷击电流检测传感器连接的信号调理电路,与信号调理电路和32位低功耗MCU连接的AD转换器;所述雷击触发处理支路包括雷击电流检测传感器,与雷击电流检测传感器和32位低功耗MCU连接的调理电路;所述雷击数据采集处理支路和雷击触发处理支路共用一个雷击电流检测传感器;该超低功耗避雷器泄漏电流监测方法,包括以下步骤:步骤1唤醒MCU:边设备正常状态下处于休眠模式,仅有其电场检测电路处于工作状态,电场检测电路实时对空间电场强度进行检测;当雷云在空中形成或雷云移动到边设备所在微区域时,若电场检测电路测到空间电场强度大于20KVcm,则输出一个高电平唤醒边设备的32位低功耗MCU,32位低功耗MCU进行空间电场强度采集计算;步骤2等待雷击:边设备的32位低功耗MCU通过低功耗运放信号调理电路和低功耗高精度AD转换器对电场检测电路实时输出的模拟信号进行数字化处理,并计算判断大气电场强度数值和大气电场强度数值增量ΔE;当大气电场强度数值大于25KVcm,且大气电场强度数值增量ΔE>0时,边设备进入数据处理模式;当大气电场强度数值不大于25KVcm时,边设备继续处于等待雷击模式;当大气电场强度数值不大于20KVcm时,边设备重新进入休眠模式;步骤3数据处理:边设备的32位低功耗MCU开启Lora低功耗通信模块,待端设备发送雷击信息;雷击发生后,边设备的32位低功耗MCU将存储端设备发送的雷击数据,并关闭Lora低功耗通信模块,等待下一次雷击;步骤4数据传输:边设备开启低功耗4G5G通信模块,将数据通过4G5G基站发送到物联网数据处理云平台;步骤5重新休眠:边设备完成雷击数据传输或确定没有雷击风险后,重新进入休眠状态;重新休眠由三个条件同时满足时触发:一是空间电场强度数值不大于20KVcm且持续60秒,此时判断为没有雷击或雷击已发生;二是边设备控制低功耗4G5G通信模块向物联网数据处理云平台传输数据任务已完成,且没有收到物联网数据处理云平台控制指令;三是边设备收到物联网数据处理云平台控制指令,且处理完成;该超低功耗避雷器泄漏电流监测方法包括三重休眠规则:一是在边设备正常状态下,仅有其电场检测电路处于工作状态,边设备的其余电器元件均处于休眠状态;二是在边设备等待雷击时,仅有电场检测电路、低功耗运放信号调理电路、低功耗高精度AD转换器、以及32位低功耗MCU处于工作状态,边设备的其余电器元件均处于休眠状态;三是在边设备与物联网数据处理云平台互动或与端设备进行互动时,仅有32位低功耗MCU、以及低功耗4G5G通信模块或Lora低功耗通信模块处于工作状态,边设备的其余电器元件均处于休眠状态;通过以上三重休眠规则,实现避雷器泄漏电流监测系统中边设备的超低功耗运行。

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权利要求:

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