一种复合型电涌保护器检测方法、电涌保护器及存储介质 |
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| 申请号 | CN202410292762.7 | 申请日 | 2024-03-14 | 公开(公告)号 | CN117929902A | 公开(公告)日 | 2024-04-26 |
| 申请人 | 浙江泰科天唯电气有限公司; | 发明人 | 郑铁如; 徐旭阳; 郑铁颖; 韩丹丹; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种复合型电涌保护器检测方法、电涌保护器及存储介质，包括：响应于目标电涌保护器初始 采样 信号 ，获取至少两条放电支路上所有间隙单元的初始 电阻 信息；按预设巡检周期或响应于目标电涌保护器巡检采样信号，获取所有间隙单元的当前电阻信息；分别比较当前电阻信息与初始电阻信息和预设电阻 阈值 的关系，判断各个间隙单元的电阻状态信息；根据各条放电支路上各个间隙单元的所述电阻状态信息，计算各条放电支路的支路状态信息；根据所有放电支路的支路状态信息，以确定目标电涌保护器的整体防雷性能。本发明实现对复合型电涌保护器防电涌性能的精确评级，使电涌保护器应用趋向智能化，保证用电回路的安全性，避免合规电涌保护器的浪费。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种复合型电涌保护器检测方法，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种复合型电涌保护器检测方法、电涌保护器及存储介质技术领域[0001] 本发明涉及电器保护设备技术领域，具体涉及一种复合型电涌保护器检测方法、电涌保护器及存储介质。 背景技术[0002] 电涌保护器，也叫防雷器或浪涌保护器，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置；当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，电涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免电涌对回路中其他设备的损害。 [0003] 随着应用场景对防雷性能提出更高的要求，电涌保护器内部的防雷回路设计也不断发展，例如公开号为CN114336553A的中国专利公开了一种电涌保护器，利用触发电路来对间隙单元进行提前触发，缩短了间隙单元逐层触发的层叠数量，减少上一个间隙单元触发后的阻抗影响下一个间隙单元启动的基数，有效降低波前放电电压，降低启动电压，提高响应速度，提高产品的保护性能。 [0004] 对于设置多个不同种类间隙单元的电涌保护器经过长期运行和多次电涌作用后，会出现性能下降甚至失效的情况，现有电涌保护器通过在内部设置特定结构的脱扣装置进行指示或输出相应开关信号提示用户电涌保护器需要更换，而脱扣装置不仅占用空间且动作灵敏度受限大，无法精准地反映电涌保护器当下的性能。而当间隙单元的性能下降时，无法在电涌作用下形成低阻抗回路快速进行能量泄放，导致后续备保护电器受损；间隙单元中的短路失效容易在电涌作用下急剧发热甚至引起火灾。 [0005] 因此，如何对设置多个不同种类间隙单元的电涌保护器进行精确的防电涌性能检测是行业内使电涌保护器智能化的重要途径。 发明内容[0006] 有鉴于此，本发明提出了一种复合型电涌保护器检测方法、电涌保护器及存储介质。 [0007] 本发明的第一方面，提供一种复合型电涌保护器检测方法，包括：响应于目标电涌保护器初始采样信号，获取至少两条放电支路上所有间隙单元的初始电阻信息； 按预设巡检周期或响应于目标电涌保护器巡检采样信号，获取所有所述间隙单元的当前电阻信息； 分别比较所述当前电阻信息与所述初始电阻信息和预设电阻阈值的关系，判断各个所述间隙单元的电阻状态信息； 根据各条所述放电支路上各个所述间隙单元的所述电阻状态信息，计算各条所述放电支路的支路状态信息； 根据所有所述放电支路的所述支路状态信息，以确定目标电涌保护器的整体防雷性能。 [0008] 本发明进一步设置为定义每条所述放电支路为Branch(i)，2≤i≤N，i和N均为自然数，Branch(i)代表第i条放电支路；定义各个所述间隙单元为Element(i，j)，2≤j≤M，j和M均为自然数，Element(i，j)代表第i条放电支路上的第j个放电间隙； 定义所述间隙单元的初始电阻信息为Rinital，定义所述间隙单元的当前电阻信息为Rcurrent，定义所述预设电阻阈值为Rthreshold； 若所述间隙单元Element(i，j)的所述当前电阻信息Rcurrent小于所述预设电阻阈值Rthreshold时，确定该所述间隙单元Element(i，j)的电阻状态信息为损坏状态； 若所述间隙单元Element(i，j)的所述当前电阻信息Rcurrent不小于所述预设电阻阈值Rthreshold时，根据所述当前电阻信息Rcurrent与所述初始电阻信息Rinital的比值将该所述间隙单元Element(i，j)的电阻状态信息划分为若干个健康等级状态。 [0009] 本发明进一步设置为轮询每条所述放电支路Branch(i)上的所述间隙单元Element(i，j)的电阻状态信息；若所述放电支路Branch(i)上的第一个所述间隙单元Element(i，1)的电阻状态信息为损坏状态，则直接确定该所述放电支路Branch(i)为无效放电支路； 若所述放电支路Branch(i)上的第一个所述间隙单元Element(i，1)的电阻状态信息为某健康等级状态，则继续查询下一所述间隙单元Element(i，2)的电阻状态信息直至轮询到的所述间隙单元Element(i，j)的电阻状态信息为损坏状态或所述放电支路Branch(i)上的最后一个所述间隙单元Element(i，M)。 [0010] 本发明进一步设置为定义所述放电支路Branch(i)的所述支路状态信息为Branch_state(i)；定义轮询完所述放电支路Branch(i)后，所述放电支路Branch(i)上含有L个连续处于任意一个健康等级状态的所述间隙单元；计算所述支路状态信息： ， 其中，P、t、R均为常数，1≤L≤M，1 [0011] 本发明进一步设置为将除了无效放电支路外的所述放电支路Branch(i)的支路状态信息Branch_state(i)进行累加求和，得到所述目标电涌保护器的整体防雷性能Protector_PERF；将所述目标电涌保护器的整体防雷性能Protector_PERF与预设防雷性能阈值 PERF_threshold进行比较；若所述目标电涌保护器的整体防雷性能Protector_PERF小于所述整体防雷性能Protector_PERF，则确定所述目标电涌保护器防雷性能不合格，并发出报警信息；若所述目标电涌保护器的整体防雷性能Protector_PERF不小于所述整体防雷性能Protector_PERF，则确定所述目标电涌保护器防雷性能合格。 [0012] 本发明进一步设置为根据所述当前电阻信息Rcurrent与所述初始电阻信息Rinital的比值将所述间隙单元Element(i，j)的电阻状态信息划分为至少三个健康等级状态，根据不同的健康等级状态赋予所述间隙单元Element(i，j)对应的性能下降因子。 [0013] 本发明进一步设置为根据所述间隙单元Element(i，j)的不同种类，定义相应的单元防雷性能；所述支路状态信息的计算公式中的性能转化系数与所述性能下降因子和所述单元防雷性能呈正相关。 [0014] 本发明进一步设置为同一所述放电支路或所述目标电涌保护器包括至少两种所述间隙单元。 [0015] 本发明的第二方面，提供一种电涌保护器，包括电涌保护模组和通过插针座连接在所述电涌保护模组一侧的监测模组，所述电涌保护模组内设置有若干间隙单元，若干所述间隙单元组成至少两条放电支路，每条所述放电支路上包括至少两个所述间隙单元，同一所述放电支路或所述电涌保护模组包括至少两种所述间隙单元，所述放电支路分别与外部电源相连接，所述监测模组内设置有MCU、电阻采样单元和通信报警单元，所述电阻采样单元的输入端分别连接各个所述间隙单元的两端，所述电阻采样单元的输出端分别连接所述MCU的信号输入端，所述MCU与所述通信报警单元通信连接，所述MCU在电涌保护器工作时执行上述的复合型电涌保护器检测方法。 [0016] 本发明的第三方面，提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的复合型电涌保护器检测方法。 [0017] 采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：本技术方案电涌保护器检测方法是针对内部防雷器件由不同间隙单元组成的电涌保护器，其防雷回路为复合型，此种电涌保护器有时呈现开关型SPD的特性，有时呈现限压型SPD的特性，有时同时呈现两种特性，对于电源系统和信号系统的后续防雷保护、户内精细保护具有很好的效果，但相应的成本也较高。本发明复合型电涌保护器检测方法通过比较间隙单元的当前电阻信息与初始电阻信息和预设电阻阈值的关系，判断各个间隙单元的电阻状态信息，从而计算各条放电支路的支路状态信息，根据各个支路状态信息综合计算目标电涌保护器的整体防雷性能，实现对复合型电涌保护器防电涌性能的精确评级，使电涌保护器的应用趋向智能化；当电涌保护器中的部分间隙单元性能下降后但整体防雷性能仍处于合格范围，电涌保护器仍可继续用于用电回路中，仍能有效保护后备用电器，保证用电回路的安全性，避免合规电涌保护器的浪费。 附图说明 [0019] 图2为本发明实施例复合型电涌保护器电路原理图。 [0020] 图3为本发明实施例电涌保护器爆炸图。 [0021] 图4为本发明实施例电涌保护模组内部示意图。 [0022] 图5为本发明实施例电涌保护器中各个单元电气连接框图。 具体实施方式[0023] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例 [0024] 结合附图1，本发明技术方案是一种复合型电涌保护器检测方法，包括：S100，响应于目标电涌保护器初始采样信号，获取至少两条放电支路上所有间隙单元的初始电阻信息； S200，按预设巡检周期或响应于目标电涌保护器巡检采样信号，获取所有所述间隙单元的当前电阻信息； S300，分别比较所述当前电阻信息与所述初始电阻信息和预设电阻阈值的关系，判断各个所述间隙单元的电阻状态信息； S400，根据各条所述放电支路上各个所述间隙单元的所述电阻状态信息，计算各条所述放电支路的支路状态信息； S500，根据所有所述放电支路的所述支路状态信息，以确定目标电涌保护器的整体防雷性能。 [0025] 在本实施例中，所述初始电阻信息是所述间隙单元在产品在出厂时或第一次安装在需要保护的用电回路上时的电阻阻值。 [0026] 在本实施例中，所述当前电阻信息是所述间隙单元在电涌保护器使用过程中的电阻阻值，其由控制器定时对所述间隙单元进行电阻采样或由外部上位机主动对目标电涌保护器进行巡检触发；需要说明的是，按预设巡检周期是下述实施例2中监测模组来定时触发的，对间隙单元的电阻阻值采集均在正常用电时进行的。 [0027] 在本实施例中，所述预设电阻阈值是间隙单元中的短路失效对应的电阻阻值，例如压敏电阻在反复经过多次浪涌电压冲击后，压敏电阻最终会形成1000欧姆左右的失效器件，因此不同的间隙单元所对应的预设电阻阈值是不同的。 [0028] 在本实施例中，所述电阻状态信息是指电涌保护器在使用一段期间后所述间隙单元当下的健康状况。 [0029] 在本实施例中，所述支路状态信息是指电涌保护器在使用一段期间后所述放电支路当下的防雷性能。 [0030] 在本实施例中，定义每条所述放电支路为Branch(i)，2≤i≤N，i和N均为自然数，Branch(i)代表第i条放电支路；定义各个所述间隙单元为Element(i，j)，2≤j≤M，j和M均为自然数，Element(i，j)代表第i条放电支路上的第j个放电间隙； S310，定义所述间隙单元的初始电阻信息为Rinital，定义所述间隙单元的当前电阻信息为Rcurrent，定义所述预设电阻阈值为Rthreshold； S320，若所述间隙单元Element(i，j)的所述当前电阻信息Rcurrent小于所述预设电阻阈值Rthreshold时，确定该所述间隙单元Element(i，j)的电阻状态信息为损坏状态； S330，若所述间隙单元Element(i，j)的所述当前电阻信息Rcurrent不小于所述预设电阻阈值Rthreshold时，根据所述当前电阻信息Rcurrent与所述初始电阻信息Rinital的比值将该所述间隙单元Element(i，j)的电阻状态信息划分为若干个健康等级状态。 [0031] 在本实施例中，如附图2所示，所述电涌保护器包括i条放电支路Branch(i)，每条放电支路Branch(i)上串联有相同或不同的间隙单元Element(i，j)，每一个间隙单元Element(i，j)都对应有相应的触发单元Trigger(i，j)，所有放电支路Branch(i)的两端分别通过接线端Terminal_1和接线端Terminal_2连接至外部电源。 [0032] 在上述实施例中，对所述电涌保护器的电路应用进行说明：当外部电源发生浪涌时，各个放电支路Branch(i)同步进行放电，无论哪条放电支路Branch(i)，所述间隙单元Element(i，j)按顺序进行触发放电，例如触发单元Trigger(1，1)触发间隙单元Element(1，1)后，间隙单元Element(1，1)放电导通后，触发单元Trigger(1，2)才能对间隙单元Element(1，2)进行触发。 [0033] 在上述实施例中，需要说明的是，各个所述放电支路Branch(i)中间隙单元Element(i，j)的数量j可以相同或不同，例如第一放电支路Branch(1)上设有3个间隙单元，第二放电支路Branch(1)上设有4个间隙单元。 [0034] 在本实施例中，S410，轮询每条所述放电支路Branch(i)上的所述间隙单元Element(i，j)的电阻状态信息；S420，若所述放电支路Branch(i)上的第一个所述间隙单元Element(i，1)的电阻状态信息为损坏状态，则直接确定该所述放电支路Branch(i)为无效放电支路； S430，若所述放电支路Branch(i)上的第一个所述间隙单元Element(i，1)的电阻状态信息为某健康等级状态，则继续查询下一所述间隙单元Element(i，2)的电阻状态信息直至轮询到的所述间隙单元Element(i，j)的电阻状态信息为损坏状态或所述放电支路Branch(i)上的最后一个所述间隙单元Element(i，M)。 [0035] 在本实施例中，正由于同一放电支路Branch(i)上的间隙单元Element(i，j)按顺序进行触发放电，因此若某放电支路Branch(i)上的第一个所述间隙单元Element(i，1)的电阻状态信息为损坏状态，则直接确定该所述放电支路Branch(i)为无效放电支路，无需进行下一级间隙单元Element(i，2)的电阻信息查询，减少非必要的计算量。 [0036] 在本实施例中，S440，定义所述放电支路Branch(i)的所述支路状态信息为Branch_state(i)；定义轮询完所述放电支路Branch(i)后，所述放电支路Branch(i)上含有L个连续处于任意一个健康等级状态的所述间隙单元；计算所述支路状态信息： ， 其中，式中P、t、R均为常数，1≤L≤M，1 [0037] 在本实施例中，通过对放电支路Branch(i)上的间隙单元Element(i，1)进行健康状态评级，结合相应的性能转化系数对整体放电支路Branch(i)的防雷性能进行量化，以实现电涌保护器整体防雷性能的量化。 [0038] 在本实施例中，S510，将除了无效放电支路外的所述放电支路Branch(i)的支路状态信息Branch_state(i)进行累加求和，得到所述目标电涌保护器的整体防雷性能Protector_PERF；S520，将所述目标电涌保护器的整体防雷性能Protector_PERF与预设防雷性能阈值PERF_threshold进行比较；若所述目标电涌保护器的整体防雷性能Protector_PERF小于所述整体防雷性能Protector_PERF，则确定所述目标电涌保护器防雷性能不合格，并发出报警信息；若所述目标电涌保护器的整体防雷性能Protector_PERF不小于所述整体防雷性能Protector_PERF，则确定所述目标电涌保护器防雷性能合格。 [0039] 在本实施例中，根据所述当前电阻信息Rcurrent与所述初始电阻信息Rinital的比值将所述间隙单元Element(i，j)的电阻状态信息划分为至少三个健康等级状态，根据不同的健康等级状态赋予所述间隙单元Element(i，j)对应的性能下降因子。 [0040] 在本实施例中，根据所述间隙单元Element(i，j)的不同种类，定义相应的单元防雷性能；所述支路状态信息的计算公式中的性能转化系数与所述性能下降因子和所述单元防雷性能呈正相关。 [0041] 在上述实施例中，不同种类的间隙单元Element(i，j)的性能下降曲线存在差异，因此引入单元防雷性能来确定性能转化系数使得对电涌保护器整体防雷性能的评价更为准确。 [0043] 本发明技术方案电涌保护器检测方法是针对内部防雷器件由不同间隙单元组成的电涌保护器，其防雷回路为复合型，此种电涌保护器有时呈现开关型SPD的特性，有时呈现限压型SPD的特性，有时同时呈现两种特性，对于电源系统和信号系统的后续防雷保护、户内精细保护具有很好的效果，但相应的成本也较高。 [0044] 而本发明复合型电涌保护器检测方法通过比较间隙单元的当前电阻信息与初始电阻信息和预设电阻阈值的关系，判断各个间隙单元的电阻状态信息，从而计算各条放电支路的支路状态信息，根据各个支路状态信息综合计算目标电涌保护器的整体防雷性能，实现对复合型电涌保护器防电涌性能的精确评级，使电涌保护器的应用趋向智能化；当电涌保护器中的部分间隙单元性能下降后但整体防雷性能仍处于合格范围，电涌保护器仍可继续用于用电回路中，仍能有效保护后备用电器，保证用电回路的安全性，避免合规电涌保护器的浪费。实施例 [0045] 结合附图2至附图5，本发明技术方案是一种电涌保护器，包括电涌保护模组10和通过插针座20连接在所述电涌保护模组10一侧的监测模组30，所述电涌保护模组10内设置有若干间隙单元11，若干所述间隙单元11组成至少两条放电支路12，每条所述放电支路12上包括至少两个所述间隙单元11，同一所述放电支路12或所述电涌保护模组包括至少两种所述间隙单元11，所述放电支路12通过接线端子40分别与外部电源相连接，所述监测模组30内设置有MCU31、电阻采样单元32和通信报警单元33，所述电阻采样单元32的输入端分别连接各个所述间隙单元11的两端，所述电阻采样单元32的输出端分别连接所述MCU31的信号输入端，所述MCU31与所述通信报警单元33通信连接，所述MCU31在电涌保护器工作时执行实施例1所述的复合型电涌保护器检测方法。 [0046] 在本实施例中，所述电涌保护模组10和所述监测模组30通过公母插针座20连接后，再一同连接在导轨上。 [0047] 在本实施例中，所述监测模组30内还设置有开关电路以分断电阻采样单元32和间隙单元11之间的连接回路，避免供电回路中的电涌对监测模组30造成冲击。 [0048] 在本实施例中，如附图4所示，所述间隙单元11设置有8个，可以分为两条放电支路12，每条放电支路12上包括4个间隙单元11；也可以分为三条放电支路12，其中两条放电支路12上包括3个间隙单元11，另一放电支路12上包括2个间隙单元11。 [0049] 在本实施例中，所述电涌保护模组10内部设有线路板50连接各个所述间隙单元11的端部，所述线路板50与所述公母插针座20之间的连接导线未示出。 [0050] 在本实施例中，所述监测模组30通过总线或遥信模块，将电涌保护器的防雷性能进行上报。实施例 [0051] 本发明技术方案是一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例1所述的复合型电涌保护器检测方法。 [0053] 还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。 [0054] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 |
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