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智能雷电环境监测仪的开发与应用

范文

王长宇

摘要：随着社会的发展，对雷电等自然灾害的预防工作也在提出更高的要求。本文基于智能雷电环境监测仪的开发为基础，设计包括设计原则分析、硬件设计、材料选择和安装调试四部分。其中，通过智能雷电环境监测仪采用单片机开发形式，根据核心控制处理器、触发回路和共用接地装置设计系统硬件;利用并联间隙方法，根据并联间隙长度，计算绝缘子的伏秒特性，结合选配合适的材料完善设备。最后，根据雷电监测要求进行选址和安装调试工作，以完成对雷电气象的监测和预防。

关键词：防雷系统;雷电环境监测;共用接地装置

0引言

由于各行各业的发展，对雷电灾害的防范工作也越加重要。不过，外界环境中形成的复杂环境，十分容易遭到雷电方面的损害。面对这样的局面，应该采取有效的防雷保护措施，积极研究相关的防雷技术，并且，使其在应用中，有效的防止雷击事故的发生。

1系统设计原则

为保证系统的可用性、先进性和可靠性，在调研的基础上，确定本文系统设计原则如下：

（1）系统稳定性。作为一种防雷系统，质量必须过硬，能在恶劣的环境下也能正常运行需要具有较强的抗干扰能力。

（2）系统功能齐全。系统由于大部分工作在室外环境中，因此需要具有根据地理环境、天气条件随时可以调节参数的能力。

（3）系统合理性。系统需要选择合理的控制思想，从而做到精确计量、准确控制。

（4）系统成本低。在上述设计原则都得到保证的情况下，尽量降低设计和开发成本。

2系统硬件设计

2.1智能雷电环境监测仪

要想做到高效的防雷，雷电环境的了解是必不可少的，因此雷电环境监测是防雷方案实施的基础和前提。雷电环境的监测系统中主要通过智能雷电环境监测仪来完成。本文选用TL WLC350智能雷电环境监测仪，如图1所示。

TL WLC350智能雷电环境监测仪配合防雷器使用，具有雷击峰值电流强度监测和记录、雷击次数监测、雷电发生时间记录、零地电压监控和告警、相电压实时动态监测、SPD的状态监测等多种功能，可以实现对雷电环境的远程监测。

2.2系统核心

本系统核心控制处理器选取为性价比较高、性能可靠的Kinetis K64。该元件内核设置为ARM Cortex M4，拥有120MHz最大时钟频率，1MB程序存储器，256 kB数据 RAM，56K SRAM ，100 个通用输入输出接口，接口类型包括CAN， Ethernet， I2C， I2S， UART， SDHC， SPI等。Kinetis K64是一種嵌入式控制处理器，与很多元件或硬件连接，起到中央控制作用，因此其连接电路的设计至关重要，会直接影响系统稳定性和可靠性。

该装置改造用到的主要材料如下表1所示。

3系统安装条件

3.1安装环境

利用MODEL 4015 接地电阻测试仪对移动基站共址架空输电塔专用防雷系统进行测试，MODEL 4015 接地电阻测试仪如图2所示。

MODEL 4015 接地电阻测试仪是一种电池供电的仪表，有 C、P、E 三端子，3位半LCD显示，除了可以测量接地电阻（量程1——1999欧，精度2%）外，还可以测量接地体交流（50Hz或60Hz）干扰电位（量程0—199.9V，精度1%）。该仪器体积小、重量轻、携带方便。

4结束语

综上所述，为降低雷击风险，给人们提供稳定的生活环境，保证自然灾害的风险性。应该采取有效的防护措施，做好雷击预防监测工作，对有关问题展开深入地研究，从而提高灾害预防研发的服务水平。

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