智能接地网、智能接地网监测系统及监测方法
【专利摘要】本发明涉及防雷【技术领域】，尤其涉及智能接地网、智能接地网监测系统及监测方法。该智能接地网，包括：接地引线、多个水平接地极及多个垂直接地极；水平接地极外部包裹有柔性导电接地体；所有水平接地极及垂直接地极与接地引线连接构成接地网；接地引线上设置有监测传感器，用于监测雷电流信息及接地网的接地电阻信息；监测终端通过监测传感器与接地网连接构成智能接地网，并根据雷电流信息及接地电阻信息对接地网进行智能监控，其中智能监控包括：对接地网防雷状况进行监控以及根据接地网电阻变化曲线图对接地网电阻变化状况进行监控。本发明提供的该智能接地网、智能接地网监测系统及监测方法，更能满足当前防雷电的实际需求。
【专利说明】智能接地网、智能接地网监测系统及监测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及防雷【技术领域】，具体而言，涉及智能接地网、智能接地网监测系统及监测方法。
【背景技术】
[0002]现代防雷【技术领域】中，接地网是关系到防雷成败的关键环节。接地网是由接地引线以及若干接地体构成的雷电泄放网络。
[0003]利用接地网泄放雷电过程中，接地网接地电阻影响到雷电泄放效果。为了使接地网具有良好的泄放效果，一般会在接地网中添加降阻剂以降低接地网接地电阻。但对于高电阻率地区而言，利用降阻剂降低接地电阻效果微弱，而且降阻剂会对接地网中的金属接地极产生腐蚀作用。进一步地，当前的接地网一般独立设置，无法对接地网的阻值及雷击等信息进行有效监测。
[0004]由此看出，相关技术中的接地网无法满足当前防电防雷的实际需求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供智能接地网、智能接地网监测系统及监测方法，以解决上述的问题。
[0006]在本发明的实施例中提供了一种智能接地网，包括:接地引线、多个水平接地极及多个垂直接地极；所述水平接地极外部包裹有柔性导电接地体，其中所述柔性导电接地体包括:淀粉纤维素、防腐材料、高导碳粉和凝胶材料；所有所述水平接地极及所述垂直接地极与所述接地引线连接构成接地网；所述接地引线上设置有监测传感器，用于监测雷电流信息及接地网的接地电阻信息，并上报给监测终端，所述监测终端通过所述监测传感器与所述接地网连接构成智能接地网，并根据所述雷电流信息及所述接地电阻信息对所述接地网进行智能监控，其中所述智能监控包括:对所述接地网防雷状况进行监控以及根据所述接地网电阻信息生成接地网电阻变化曲线图，根据所述接地网电阻变化曲线图对所述接地网的电阻变化状况进行监控。
[0007]优选地，所述监测传感器包括:雷电流检测传感器，用于检测雷电流幅值和雷电发生时间；接地电阻监测探头，用于监测所述接地网的接地电阻值；所述雷电流检测传感器与所述接地电阻监测探头串联或分装并联。
[0008]优选地，所述垂直接地极外部包裹有柔性导电接地体。
[0009]优选地，所述雷电流检测传感器中包括用于将检测到的所述雷电流幅值和雷电发生时间按照第一预设时间间隔传输给所述监测终端的第一数据传输单元；所述接地电阻监测探头中包括用于将监测到的所述接地电阻值按照第二预设时间间隔传输给所述监测终端的第二数据传输单元。
[0010]优选地，所述第一数据传输单元及所述第二数据传输单元为光纤、数据线或无线通信模块。
[0011]本发明实施例还提供了一种智能接地网监测系统，包括:监测终端及上述智能接地网；所述监测终端与所述智能接地网中的监测传感器连接构成智能接地网，所述监测终端根据所述监测传感器传输的雷电流信息及接地电阻信息对所述接地网进行监控，其中所述监控包括:对接地网防雷状况进行监控以及根据所述接地网电阻信息生成接地网电阻变化曲线图，根据所述接地网电阻变化曲线图对所述接地网电阻变化状况进行监控。
[0012]优选地，所述监测终端包括:终端机及监测中心；所述终端机，用于获取所述雷电流检测传感器传输的雷电流幅值和雷电发生时间，并上报给所述监测中心；还用于获取所述接地电阻监测探头传输的所述接地电阻值，并上报给所述监测中心。
[0013]优选地，所述终端机与所述雷电流检测传感器及所述接地电阻监测探头通过光纤、数据线或无线通信模块进行通信。
[0014]本发明实施例还提供了一种智能接地网监测方法，包括:上述智能接地网中设置的监测传感器监测雷电流信息及接地网电阻信息，并上报给监测终端；所述监测终端根据所述雷电流信息及所述接地电阻信息对所述接地网进行智能监控，其中所述智能监控包括:对所述接地网防雷状况进行监控以及根据所述接地网电阻信息生成接地网电阻变化曲线图，根据所述接地网电阻变化曲线图对所述接地网电阻变化状况进行监控。
[0015]优选地，所述监测终端包括终端机及监测中心；所述终端机接收所述雷电流检测传感器发送的雷电流幅值和雷电发生时间并上报给所述监测中心；所述终端机还接收所述接地电阻监测探头发送的接地网的接地电阻值，并上报给所述监测中心；所述监测中心存储、汇总、展示所述雷电流幅值、雷电发生时间及所述接地电阻值，并根据固定时间段的所述接地电阻值生成接地网电阻变化曲线，进一步所述监测中心响应客户端发送的信息查询请求。
[0016]本发明实施例提供的智能接地网、智能接地网监测系统及监测方法，在水平接地极外部包裹柔性导电接地体，能够有效降低接地网的接地电阻值，同时能够使水平接地极的接地电阻长期保持稳定，不受周围含水量变化的影响；而且在水平接地极外部包裹柔性导电接地体能够减小水平接地极的被腐蚀程度，延长其使用寿命；另外，本发明实施例接地网中的接地引线上设置有监测传感器，利用上述监测传感器能够有效监测接地网的雷电流信息以及接地网的接地电阻值，且监测传感器将获取的上述雷电流信息及接地电阻信息上报给监测终端，监测终端与接地网连接构成智能接地网，用户可以在监测终端侧对接地网防雷状况进行监测且用户还可以通过手机等客户端查询防雷相关信息，由此看出，本发明实施例的上述智能接地网、智能接地网监测系统及监测方法更能满足当前防雷电的实际需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1示出了本发明实施例中智能接地网俯视图；
[0018]图2示出了本发明实施例中智能接地网侧视图；
[0019]图3示出了本发明实施例中智能接地网监测系统的一种结构示意图；
[0020]图4示出了本发明实施例中智能接地网监测系统的另一种结构示意图；
[0021]附图标记:1_水平接地极，2-柔性导电接地体，3-垂直接地极，4-接地引线，5-监测传感器，6-监测终端，51-雷电流检测传感器，52-接地电阻监测探头，61-终端机，62-监测中心。
【具体实施方式】
[0022]下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0023]本发明实施例提供了一种智能接地网，如图1及图2所示，包括:接地引线4、多个水平接地极I及多个垂直接地极3 ;水平接地极I外部包裹有柔性导电接地体2，其中柔性导电接地体2包括:淀粉纤维素、高导碳粉、防腐材料和凝胶材料；所有水平接地极I及垂直接地极3均与接地引线4连接构成接地网；接地引线4上设置有监测传感器5，用于监测雷电流信息及接地网的接地电阻信息，并上报给监测终端6，监测终端6通过监测传感器5与接地网连接构成智能接地网，并根据雷电流信息及所述接地电阻信息对接地网进行智能监控，其中该智能监控包括:对接地网防雷状况进行监控以及根据接地网电阻信息生成接地网电阻变化曲线图，根据接地网电阻变化曲线图对所述接地网电阻变化状况进行监控。
[0024]本发明实施例中的接地网，水平接地极I外部包裹有柔性导电接地体2，其中柔性导电接地体2的主要成分包括淀粉纤维素、高导碳粉、防腐材料和凝胶材料。
[0025]上述柔性导电接地体2由淀粉纤维素、高导碳粉、防腐材料、凝胶材料和水制成，在制备过程中，以重量百分比计，淀粉纤维素为0.1%?0.5%，高导碳粉为15%?24.9%，防腐材料为4%?6%、凝胶材料为15%?24.9%，水为55%?65%。
[0026]在水平接地极I外部包裹柔性导电接地体2，能够有效降低接地网的接地电阻值，经试验证明，在接地网水平接地极I外部包裹柔性导电接地体2降阻效果明显，柔性导电接地体2降阻效果系数可以达到0.16。
[0027]进一步，在水平接地体外部包裹柔性导电接地体2能够使水平接地极I的接地电阻长期保持稳定，不受周围含水量变化的影响。
[0028]而且在水平接地极I外部包裹柔性导电接地体2能够减小水平接地极I的被腐蚀程度，延长其使用寿命。
[0029]除可以在水平接地极I外部包裹柔性导电接地体2外，还可以如图2所示，在垂直接地极3外部包裹柔性导电接地体2，提高接地网降阻效果，同时使垂直接地极3的接地电阻长期保持稳定，不受周围含水量变化的影响；且减小垂直接地极3被腐蚀程度，延长其使用寿命。
[0030]一般地，现有的接地网都独立存在，用户无法监测接地网防雷信息及接地网阻值的相关信息，使得用户无法对接地网进行监测。
[0031]本发明实施例的接地网，在接地引线4上设置监测传感器5，利用监测传感器5能够监测接地网雷电流信息以及接地网的接地阻值。监测传感器5将获取的上述雷电流信息及接地电阻信息上报给监测终端6，监测终端6与接地网连接构成智能接地网，用户可以在监测终端6侧对接地网防雷状况进行监测且用户还可以通过手机等客户端查询防雷相关信息。
[0032]如图4所示，接地引线4上设置的监测传感器5包括雷电流检测传感器51，用于检测雷电流幅值和雷电发生时间；接地电阻监测探头52，用于监测接地网的接地电阻值；雷电流检测传感器51及接地电阻监测探头52串联或分装并联。
[0033]另外为了实现监测传感器5中获取的监测数据的上报，在雷电流检测传感器51中包括用于将检测到的雷电流幅值和雷电发生时间按照第一预设时间间隔传输给监测终端6的第一数据传输单元；接地电阻监测探头52中包括用于将监测到的接地网的接地电阻值按照第二预设时间间隔传输给监测终端6的第二数据传输单元。
[0034]其中，第一数据传输单元及第二数据传输单元为光纤、数据线或无线通信模块，以使雷电流检测传感器51及接地电阻监测探头52以有线或无线方式与监测终端6进行通?目。
[0035]本发明实施例还提供了一种接地网监测系统，如图3所示，包括:监测终端6及上述的智能接地网；监测终端6与智能接地网中的监测传感器5连接构成智能接地网，监测终端6根据所述监测传感器5传输的雷电流信息及接地电阻信息对所述接地网进行监控，其中所述监控包括:对接地网防雷状况进行监控以及根据所述接地网电阻信息生成接地网电阻变化曲线图，根据所述接地网电阻变化曲线图对所述接地网电阻变化状况进行监控。
[0036]如图4所示，在监测终端6中包括:终端机61及监测中心62 ;终端机61，用于获取雷电流检测传感器51传输的雷电流幅值和雷电发生时间，并上报给监测中心62;还用于获取接地电阻监测探头52传输的接地网的接地电阻值，并上报给监测中心62。
[0037]终端机61可以以无线方式或有线方式从雷电流检测传感器51及接地电阻监测探头52中获取数据，因此终端机61与雷电流检测传感器51及接地电阻监测探头52通过光纤、数据线或无线通信模块进行通信。
[0038]本发明实施例还提供了一种智能接地网监测方法，包括:智能接地网中设置的监测传感器监测雷电流信息及接地网电阻信息，所述监测终端根据所述雷电流信息及所述接地电阻信息对所述接地网进行智能监控，其中所述智能监控包括:对所述接地网防雷状况进行监控以及根据所述接地网电阻信息生成接地网电阻变化曲线图，根据所述接地网电阻变化曲线图对所述接地网电阻变化状况进行监控
[0039]具体地，在监测终端中包括终端机及监测中心；终端机接收雷电流检测传感器发送的雷电流幅值和雷电发生时间并上报给监测中心；终端机还接收接地电阻监测探头发送的接地网的接地电阻值，并上报给监测中心；监测中心存储、汇总、展示雷电流幅值、雷电发生时间及接地网的接地电阻值，并根据固定时间段的所述接地电阻值生成接地网电阻变化曲线，进一步所述监测中心响应客户端发送的信息查询请求，使得用户可以通过手机等客户端查询接地网的状况。
[0040]本发明实施例的智能接地网、智能接地网监测系统及监测方法中，水平接地极外部包裹了柔性导电接地体，使其具有良好的保水性，水平接地极的接地电阻能够长期保持稳定，在自然环境水量变化较大的情况下，能够保持接地电阻值的稳定状态。
[0041]本发明实施例的智能接地网中的垂直接地极在外部也可以包裹柔性接地体，由此能够进一步提高接地网的降阻作用。
[0042]本发明实施例中在接地网水平接地极及垂直接地极的外部包裹柔性导电接地体，能够隔绝空气与氧气，防止接地极的金属氧化；且水平接地极及垂直接地极外部设置的柔性导电接地体还能够隔绝酸性土壤防止被酸性腐蚀。另外因为柔性导电接地体的组分构成，使水平接地极及垂直接地极能够避免电化学产生的腐蚀。
[0043]另外，本发明实施例接地网的水平接地极及垂直接地极外部包裹了柔性导电接地体，泄雷过程中为电荷运动提供了多维万向通道，能够在最短时间内将雷电泄放出去与大地中反向电荷中和，防止过电压产生反击。
[0044]本发明实施例的智能接地网监测系统中，设置的雷电流检测传感器能够在接地网的雷电泄放回路中采集到雷电流的信息，并上报给终端机，并存储在终端机中以供随时调用。
[0045]雷电流检测传感器采集的雷电流信息可以包括雷电流发生时间和幅值。
[0046]在智能接地网监测系统中，设置的接地电阻监测探头能够以无线方式采集接地网的接地电阻值，并上报给终端机，在终端机中存储备用。
[0047]智能接地网监测系统中的监测中心可以从终端机中提取相关的雷电信息和接地电阻变化信息，绘制成连续的曲线图，为运行分析提供基础资料。
[0048]另外智能接地网监测系统中的监测中心可以为手机等客户端查询提供信息通道，让手机用户通过手机就可以查询到雷击和接地电阻变化的信息。
[0049]上述监测中心可以存储和调用接地网施工图信息，使管理者能够对照图纸分析、判断各种问题的原因。
[0050]本发明实施例的智能接地网、接地网监测系统能够通过其特殊的结构材料，使接地网构成全新的结构，使其更便于释放雷电流，降低腐蚀，稳定运行。
[0051]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种智能接地网，其特征在于，包括:接地引线、多个水平接地极及多个垂直接地极； 所述水平接地极外部包裹有柔性导电接地体，其中所述柔性导电接地体包括:淀粉纤维素、防腐材料、高导碳粉和凝胶材料； 所有所述水平接地极及所述垂直接地极与所述接地引线连接构成接地网； 所述接地引线上设置有监测传感器，用于监测雷电流信息及接地网的接地电阻信息，并上报给监测终端，所述监测终端通过所述监测传感器与所述接地网连接构成智能接地网，并根据所述雷电流信息及所述接地电阻信息对所述接地网进行智能监控，其中所述智能监控包括:对所述接地网防雷状况进行监控以及根据所述接地网电阻信息生成接地网电阻变化曲线图，根据所述接地网电阻变化曲线图对所述接地网的电阻变化状况进行监控。
2.根据权利要求1所述的智能接地网，其特征在于，所述监测传感器包括: 雷电流检测传感器，用于检测雷电流幅值和雷电发生时间； 接地电阻监测探头，用于监测所述接地网的接地电阻值； 所述雷电流检测传感器与所述接地电阻监测探头串联或分装并联。
3.根据权利要求1所述的智能接地网，其特征在于，所述垂直接地极外部包裹有柔性导电接地体。
4.根据权利要求2所述的智能接地网，其特征在于，所述雷电流检测传感器中包括用于将检测到的所述雷电流幅值和雷电发生时间按照第一预设时间间隔传输给所述监测终端的第一数据传输单元； 所述接地电阻监测探头中包括用于将监测到的所述接地电阻值按照第二预设时间间隔传输给所述监测终端的第二数据传输单元。
5.根据权利要求4所述的智能接地网，其特征在于，所述第一数据传输单元及所述第二数据传输单元为光纤、数据线或无线通信模块。
6.智能接地网监测系统，其特征在于，包括:监测终端及如权利要求1至5中任一项所述的智能接地网； 所述监测终端与所述智能接地网中的监测传感器连接构成智能接地网，所述监测终端根据所述监测传感器传输的雷电流信息及接地电阻信息对所述接地网进行监控，其中所述监控包括:对接地网防雷状况进行监控以及根据所述接地网电阻信息生成接地网电阻变化曲线图，根据所述接地网电阻变化曲线图对所述接地网电阻变化状况进行监控。
7.根据权利要求6所述的智能接地网监测系统，其特征在于，所述监测终端包括:终端机及监测中心； 所述终端机，用于获取所述雷电流检测传感器传输的雷电流幅值和雷电发生时间，并上报给所述监测中心；还用于获取所述接地电阻监测探头传输的所述接地电阻值，并上报给所述监测中心。
8.根据权利要求7所述的智能接地网监测系统，其特征在于，所述终端机与所述雷电流检测传感器及所述接地电阻监测探头通过光纤、数据线或无线通信模块进行通信。
9.智能接地网监测方法，其特征在于，包括: 如权利要求1所述的智能接地网中设置的监测传感器监测雷电流信息及接地网电阻信息，并上报给监测终端； 所述监测终端根据所述雷电流信息及所述接地电阻信息对所述接地网进行智能监控，其中所述智能监控包括:对所述接地网防雷状况进行监控以及根据所述接地网电阻信息生成接地网电阻变化曲线图，根据所述接地网电阻变化曲线图对所述接地网电阻变化状况进行监控。
10.根据权利要求9所述的智能接地网监测方法，其特征在于，所述监测终端包括终端机及监测中心； 所述终端机接收所述雷电流检测传感器发送的雷电流幅值和雷电发生时间并上报给所述监测中心；所述终端机还接收所述接地电阻监测探头发送的接地网的接地电阻值，并上报给所述监测中心； 所述监测中心存储、汇总、展示所述雷电流幅值、雷电发生时间及所述接地电阻值，并根据固定时间段的所述接地电阻值生成接地网电阻变化曲线，进一步所述监测中心响应客户端发送的信息查询请求。
【文档编号】G01R19/00GK104319497SQ201410583104
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】徐健, 徐博尘, 贾兴亮 申请人:徐健