一种智能建筑雷电安全监管系统及方法

技术领域

本发明属于雷电防护技术领域，涉及一种智能建筑雷电安全监管系统及方法。

背景技术

随着数字化、信息化和网络技术的快速发展，为了提供高效、安全、舒适、便捷的工作和生活环境，应用了很多智能化的电器、微电子设备和通讯产品。这些产品中大量采用了集成电路等敏感的电子元器件，很容易受到雷电干扰致使其损坏。

传统的防雷装置采用的是定期人工检测和维护，没有在线监测功能。无法及时了解防雷器件是否劣化或失效，接地电阻是否满足防雷要求等，因此存在着严重安全隐患。另外，人工检测和维护，工作量大，检测结论和维护效果与检测维护人员水平关联性较大，存在诸多人为因素。

传统的浪涌保护器的后备保护装置采用的多为断路器和熔断器，断路器在电涌的冲击下，容易误动作，电涌耐受能力低。为了获得更高的电涌耐受能力，选取的额定电流会比较大，从而造成无法分断低短路电流，相同额定电流的熔断器比断路器的耐受能力低，也存在选取额定电流会比较大的问题。

许多场所缺少雷电流监测记录功能，无法知道是否发生过雷击，以及雷击的强度和时间。不能对雷击事故做准确事后分析和责任认定。

许多场所没有雷电预警装置，雷电防护装置是被动防雷。不能在雷电来临前进行报警。帮助工作人员提前撤离危险区域，关掉不适于雷雨天工作的设备。

现在的防雷设备无法监控电源，电源性能异常，三相不平衡、电压波动和闪变、电压偏差超过用电设备允许范围，容易引起人身触电伤亡、用电和配电设备损坏事故。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种智能建筑雷电安全监管系统及方法，可将监测信息通过DTU数传模块上传到云平台，用户可通过智能终端设备随时访问云平台数据，从而实现远程实时监控和故障报警功能。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种智能建筑雷电安全监管系统，包括多个数据采集终端、数据采集处理模块、组态液晶屏、DTU数传模块、云平台和智能终端设备，其特征在于，多个数据采集终端通过数据线与数据采集处理模块连接，数据采集处理模块与DTU数传模块、组态液晶屏均通过信号线相连，组态液晶屏与DTU数传模块通过信号相连，DTU数传模块与云平台通过TCP/IP网络相连，云平台与智能终端设备通过无线通讯相连；

所述多个数据采集终端包括雷电预警模块、雷电流智能监测模块、SCB状态监测模块、SPD监测模块、接地电阻智能监测模块、电源性能监测模块；

所述数据采集处理模块包括数据集中采集系统和数据处理系统，数据集中采集系统和数据处理系统通过信号线连接，所述数据采集系统用于接收各种数据采集终端上传的采集数据，所述数据处理系统用于解析处理采集数据，以得到解析数据。

进一步的，所述智能终端设备为监控大屏、手机或电脑。无线通信方式可以为LTE蜂窝网络或WiFi。

进一步的，所述雷电预警模块对区域大气电场实时监测，在雷电来临之前，根据雷电预警距离和电场强度预警阈值的不同发出三级预警：一级预警预示着雷云聚集，大气电场正在增强，二级预警预示着雷云快速聚集，大气电场正在快速增强，三级预警预示着周围5km范围内随时会发生雷电活动。可通过本系统的智能终端获得的预警信息，做好相应保护措施。

进一步的，所述雷电流智能监测模块用于监测雷电发生时间、雷电流大小(电涌峰值)、极性、雷击次数参数。通过本系统的智能终端设备可查看。

进一步的，所述SCB状态监测模块实时监测SPD专用后备保护装置是否处于脱扣状态，脱扣后发出报警信息，可通过远程重合器自动重合。用于维护防雷设备持续有效。

进一步的，所述SPD监测模块通过实时监测SPD的温度、漏电流，通过预设的劣化阈值，进行SPD劣化监测并发出劣化报警；通过实时监测SPD的遥信端子，可进行SPD失效监测并发出失效报警。

进一步的，所述接地电阻智能监测模块可以实时监测接地装置、接地点的电阻值，用户通过本系统的智能终端设备，实时查看防雷接地的接地电阻大小，当电阻值超过预设的阈值时，本系统可及时发出报警信息。提醒用户检查，排除故障。

进一步的，所述电源性能监测模块具备实时监测防雷设备供给电源电压的三相不平合度、电压波动和闪变，电压允许的偏差。根据本系统设定阈值，进行监测参数并报警。

一种智能建筑雷电安全监管方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：通过多个数据采集终端进行数据采集，雷电预警模块、雷电流智能监测模块用于采集雷电数据，SCB状态监测模块、SPD监测模块、接地电阻智能监测模块、电源性能监测模块用于采集设备状态数据；

S2：数据集中采集系统接收各数据采集终端上传的雷电数据和设备状态数据，数据处理系统对各种数据进行解析处理得到监测信息，将监测信息传送到组态液晶屏和DTU数传模块；

S31：组态液晶屏上显示各种监测信息，直接供本地的人员查看；

S32：DTU数传模块将监测信息上传到云平台；

S4：用户可通过智能终端设备随时访问云平台数据，从而实现远程实时监控和故障报警。

工作原理：本智能建筑雷电安全监管系统包含雷电预警装置、雷电流智能监测模块、SCB状态监测模块、SPD监测模块、接地电阻智能监测模块、电源性能监测模块6个功能模块，分别实现雷电预警信息监测、雷电流参数监测、SCB状态的监测、SPD状态的监测、接地电阻监测和电能质量监测，这些信息通过数据采集处理模块处理后，传送到组态液晶屏，可实现监测信息的本地显示、故障信息报警功能。同时也可将监测信息通过DTU数传模块上传到云平台，用户可通过智能终端设备随时访问云平台数据，从而实现远程实时监控和故障报警功能。

与现有技术相比，本智能建筑雷电安全监管系统及方法具有以下优点：

1、本系统具备查询功能：本机具有监测数据查询功能，数据显示内容有：雷电流数值、雷电发生次数和雷电流极性、SCB状态是否脱扣、SPD状态、温度、漏电流、接地电阻数值、电源电压。本机报警功能：本机具有预警、报警功能：雷电来临时能发出雷电预警、SCB脱扣报警、SPD劣化报警，失效报警、接地电阻超过设定数值或地线断开发出报警、电源电压三相不平衡报警、电压波动和闪变报警、电压超出设定的偏差范围报警。

2、DTU数传模块以互联网通信协议方式将监测数据上传至物联网云平台，用户可通过智能终端设备随时访问云平台数据，从而实现远程实时监控。

3、云平台通过云组态软件可以一站式完成本系统各模块数据收集、实时监控、报警推送、设备分组管理、组态设计等功能。

4、智能用户终端设备：利用电脑、手机和监控大屏可以连接网络的智能用户终端设备，可查看监测的实时数据、故障报警信息；可以查看历史数据和历史报警信息，使用云服务使地理位置可视化，站点信息可视化。

附图说明

图1是智能建筑雷电安全监管系统的结构框图。

图2是智能建筑雷电安全监管方法的流程图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本智能建筑雷电安全监管系统包括多个数据采集终端、数据采集处理模块、组态液晶屏、DTU数传模块、云平台和智能终端设备，多个数据采集终端通过数据线与数据采集处理模块连接，数据采集处理模块与DTU数传模块、组态液晶屏均通过信号线相连，组态液晶屏与DTU数传模块通过信号相连，DTU数传模块与云平台通过TCP/IP网络相连，云平台与智能终端设备通过无线通讯相连。

所述多个数据采集终端包括雷电预警模块、雷电流智能监测模块、SCB状态监测模块、SPD监测模块、接地电阻智能监测模块、电源性能监测模块。

所述数据采集处理模块包括数据集中采集系统和数据处理系统，数据集中采集系统和数据处理系统通过信号线连接，所述数据采集系统用于接收各种数据采集终端上传的采集数据，所述数据处理系统用于解析处理采集数据，以得到解析数据。

所述智能终端设备为监控大屏、手机或电脑。无线通信方式可以为LTE蜂窝网络或WiFi。

所述雷电预警模块对区域大气电场实时监测，在雷电来临之前，根据雷电预警距离和电场强度预警阈值的不同发出三级预警：一级预警预示着雷云聚集，大气电场正在增强，二级预警预示着雷云快速聚集，大气电场正在快速增强，三级预警预示着周围5km范围内随时会发生雷电活动，可通过本系统的智能终端获得的预警信息，做好相应保护措施。

所述雷电流智能监测模块用于监测雷电发生时间、雷电流大小(电涌峰值)、极性、雷击次数参数。通过本系统的智能终端设备可查看。

所述SCB状态监测模块实时监测SPD专用后备保护装置是否处于脱扣状态，脱扣后发出报警信息，可通过远程重合器自动重合。用于维护防雷设备持续有效。

所述SPD监测模块通过实时监测SPD的温度、漏电流，通过预设的劣化阈值，进行SPD劣化监测并发出劣化报警；通过实时监测SPD的遥信端子，可进行SPD失效监测并发出失效报警。

所述接地电阻智能监测模块可以实时监测接地装置、接地点的电阻值，用户通过本系统的智能终端设备，实时查看防雷接地的接地电阻大小，当电阻值超过预设的阈值时，本系统可及时发出报警信息。提醒用户检查，排除故障。

所述电源性能监测模块具备实时监测防雷设备供给电源电压的三相不平合度、电压波动和闪变，电压允许的偏差。根据本系统设定阈值，进行监测参数并报警。

如图2所示，本智能建筑雷电安全监管方法包括如下步骤：

S1：通过多个数据采集终端进行数据采集，雷电预警模块、雷电流智能监测模块用于采集雷电数据，SCB状态监测模块、SPD监测模块、接地电阻智能监测模块、电源性能监测模块用于采集设备状态数据；

S2：数据集中采集系统接收各数据采集终端上传的雷电数据和设备状态数据，数据处理系统对各种数据进行解析处理得到监测信息，将监测信息传送到组态液晶屏和DTU数传模块；

S31：组态液晶屏上显示各种监测信息，直接供本地的人员查看；

S32：DTU数传模块将监测信息上传到云平台；

S4：用户可通过智能终端设备随时访问云平台数据，从而实现远程实时监控和故障报警。

工作原理：本智能建筑雷电安全监管系统包含雷电预警装置、雷电流智能监测模块、SCB状态监测模块、SPD监测模块、接地电阻智能监测模块、电源性能监测模块6个功能模块，分别实现雷电预警信息监测、雷电流参数监测、SCB状态的监测、SPD状态的监测、接地电阻监测和电能质量监测，这些信息通过数据采集处理模块处理后，传送到组态液晶屏，可实现监测信息的本地显示、故障信息报警功能。同时也可将监测信息通过DTU数传模块上传到云平台，用户可通过智能终端设备随时访问云平台数据，从而实现远程实时监控和故障报警功能。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。