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解決方案

智慧防雷在線監測系統


一、前言

隨著科技日新月異的進步,大規模集成電路的集成度越來越高,各種微電子設備應用越來越廣泛,特別是電子產品普遍絕緣強度低、過電壓耐受力差、容易遭受雷電侵襲,其中電腦網絡、通訊指揮系統、和公共天線都是重災區,從某種意義上講,科技越發達,雷電對人們的威脅越大,據統計,在各種災害造成的損害中,雷電造成的災害高居榜首,占全部災害的31%。

雷電災害還體現在通過各種途徑侵害地面物,除了直接雷擊外,還有雷電的靜電感應、電磁感應作用,放電時產生的強烈電磁脈沖,地電位反擊,以及雷電波入侵可能沿著各種架空電力線、信號輸出線、天線、電纜和金屬管線進入設備。

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二、防雷裝置的檢測存在的問題

3、存在的問題

3.1、檢測次數:因檢測成本所限,檢測單位每半年檢測一次或每年檢測一次。避雷針、引下線、接地體、SPD等防雷裝置如有損毀,無法及時發現或發現不及時。在這種情況下,只有在第二年人工檢測時或出現雷電災害事故時才能發現。用戶單位在日常的維護過程中也會因為疏忽檢測或由于日常的目測檢測不規律,從而造成雷擊災害事故的發生。

3.2、人工現場測試:因缺少相關技術,現有測試方法都是人工現場進行測試,容易造成人為誤判或測試結果不準確。

3.3、隱患難以發現:一般情況下,由于避雷針、引下線、接地裝置、SPD安裝位置特殊,在雷擊情況下,不知損毀程度或不易發覺隱患處的焊接或連接損毀情況,極易造成雷電的二次閃擊或多次閃擊,從而造成更大的財產損失或造成人員傷亡。

三、雷電防護在線監測系統

為提高高速公路防雷設施的安全性、穩定性和可靠性,方便高速公路對防雷設施的日常管理及維護,提升工作人員的管理水平,需對對影響防雷運行的一些設備(如SPD、接地系統等)進行統一的集中監控,建立一個安全、科學、高效、一體化、主動式的雷電防護在線監測系統。實時了解各處防雷設施的工作狀態及參數,并且對于設備產生的各種故障,通過雷電防護在線監測系統,能迅速通知維護部門并使之能夠快速響應并處理,杜絕安全隱患,同時可通過信息定期歸檔,記錄管理,為上級主管部門的日常查看、管理、監管、決策提供一個可靠的依據。

思圖譜雷電防護在線監測系統結合現有的雷擊測試平臺方案,創新的使用和借鑒云物聯、傳感器、智能算法技術、大數據、移動互聯等技術手段實現了該系統的技術突破。導入“管理+“軟件”的設計思想,可實現浪涌保護器(SPD)、雷電流、接地狀態的實時監測,具有智能管理、傻瓜式設計等功能。

實時監測:在線實時監測,發現故障秒級上報,即時完成報警、分析等功能;

智能管理:物聯網、傳感器技術植入,邏輯算法及自身防雷設計,實現各類分析判斷、自動智能;

傻瓜化設計:無需專業人士、專業器材的檢測,故障自動報警。

1、系統結構

結合C/S后臺程序組成一個完整的信息化管理系統,系統包涵數采集、數據分析、保存、實時報警等功能。

系統主要由以下四部分組成:

數據采集端:主要進行終端數據采集,將數據進行分析處理后發送到服務器,支持服務器的遠程參數設置等功能。

系統服務端:主要是進行設備管理、協議管理、通訊管理、數據管理、數據服務、自動報警等功能。

系統客戶端:主要是為用戶提供友好的人機交換界面,實現對設備進行遠程集中監控、遠程數據訪問、遠程數據維護等功能。

監控系統硬件:主要由網絡傳輸設備、通信管理單元、監控電腦、通訊媒介等組成。

高速公路各站點進行遠程聯網監控,達到實時監測防雷設施工作狀態;將監控中心作為總控制點,各站點通過智能監測站管理,并且通過高速局域網方式將各站點的設備監控數據傳輸到監控管理中心進行集中監控。

2、系統功能

功能1遠程訪問技術:系統的客戶端,服務器可以布局在全球任何角落,擺脫原局域網的局限性。C/S有機組合。

功能2遠程參數設置:所有采集終端上的參數,可以在全球任何位置進行設置,無需工作人員到現場進行參數調整。

      功能3報警功能:系統提供了非常優秀的報警處理機制和多種有效的報警方式,靈活的報警參數設置及完善的報警記錄,幫助用戶對各種防雷設備報警進行管理,設置報警參數,及時了解到防雷設備運行情況及事后分析。報警記錄內容有:報警設備,報警參數、報警內容、報警時間及報警信息是否成功發送,如短信報警是否成功 發送出去、電話撥號報警時是否接通了用戶電話等。

1)、報警等級:系統具有強大的報警級別報警,可區分多級報警,不同級別的報警具有不同的優先級別,系統會對高級別的報警進行優先處理。用戶可以根據不同監控對象報警事件而設置不同的報警參數,包括劃分報警等級、報警次數、報警頻率等。

2)、報警方式

屏幕報警,當出現任何報警事件時,將所報警的畫面自動彈出,并顯示在最上方,還伴隨著畫面閃爍、文字提示,通知在線的操作人員。

電話報警,系統將通過電話撥號方式,當報警事件發生時,系統會自動撥打已設置好的多組值班電話,包括固定電話和移動電話,以便及時的通知值班人員。

短信報警,短信報警是現在比較方便和實惠的方式之一,當出現報警事件時,監控主機將通過GPRS短信模塊,對已經設置好的手機號碼發送報警信息,管理人員看到的報警信息將是具體是報警事件的中文提示。

實時狀態報告短信息:系統支持自定義的整點發送實時狀態短信息,內容包含系統的運行狀態,各監測點的信息;系統支持整點發送監測站運行狀態報告,內容包含監測站名稱、是否處于正常狀態;無需到機房查看監控系統的運行情況。

3)、事件日志:系統會自動記錄每一條報警的詳細信息,信息包括產生報警的監測站及報警的參數,報警的事件編號,報警的內容、報警的時間、參數值、報警級別等。所有報警事件日志都儲存在數據庫服務器中,以便進行查詢、打印,任何操作權限的人不能對其進行任何修改。用戶可以在服務端,也可以在客戶端遠程查詢報警記錄,用戶可以自由選定查詢的時間段。

功能4實時監控功能:對每個監測點進行遠程監控,達到實時監測其工作狀態。

3、系統框架

1)高速公路雷電防護在線監測系統框架

  高速公路各個站點的所有監測設備通過RS485或無線連接到各個站點的智能監測站上,智能監測站通過高速內網把監測數據傳回高速公路監控中心服務器上,系統服務會把各監測站設備的所有實時數據發送給系統客戶端,在每個系統客戶端上可以看到各監測站的設備運行狀態。

4、系統說明

根據用戶對監測站點監測管理的要求,每個站點監測管理對象為:雷電流、浪涌保護器(SPD)、接地電阻。通過有線或無線傳輸的方式終端數據傳輸到監測站點的智能監測站中,再通過用戶網絡將采集到的信號傳送至高速公路監控中心進行統一管理。

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采集界面

4.1、雷電流監測

  監測對象:隧道的前、中、后段的配電線路、機房接地、防雷接地上分別安裝雷電流監測儀。

   監測內容:雷電流的峰值、能量、極性、次數、時間等參數。

監測儀采用無線結合有線的方式進行數據傳輸,供電要求為AC220V。

實時顯示并保存各監測點的雷擊參數數值。當監測點出現雷擊情況時,監測儀顯示雷擊的峰值、能量、極性、次數、時間,監控中心立刻彈出相應的報警頁面窗口,通知值班人員或相應的主管人員。

   在可查詢任監測對象在任意時間段內出現過的雷擊位置和歷

史數據

4.2、SPD監測 

監測對象:隧道的所有配電箱內的SPD中安裝 SPD遙信監測模塊對SPD遙信進行監測,隧道的部分配電箱內的SPD中安裝 SPD監測儀對SPD進行監測。隧道前后端和收費站中的箱式變壓器、UPS輸出端和廣場配電箱的SPD中分別安裝智能雷電分析儀對SPD進行劣化監測和雷電流的監測。在入口道、出口道、機房、重型車車道的SPD中安裝 SPD智能分析儀,對SPD進行劣化監測。

     監測內容:

1)、智能雷電分析儀監測內容:雷電流的峰值、能量、極性、次數、時間,浪涌保護器(SPD)劣化程度(漏流)、浪涌保護器遙信、浪涌保護器(SPD)動作次數(雷擊計數)、三相電壓、空氣開關、溫濕度等參數。監測儀的供電要求為AC220V。

2)、SPD智能分析儀監測內容:浪涌保護器遙信、浪涌保護器(SPD)動作次數(雷擊計數)、三相電壓、空氣開關、溫濕度等參數。監測儀采用無線結合有線的方式進行數據傳輸,供電要求為AC220V。

3)、SPD監測儀監測內容:浪涌保護器(SPD)遙信、空氣開關、SPD動作次數。監測儀采用無線結合有線的方式進行數據傳輸,供電要求為AC220V。

4)、SPD監測模塊監測內容:浪涌保護器(SPD)遙信。監測儀采用無線結合有線的方式進行數據傳輸,供電要求為AC220V。

實時顯示并保存SPD各監測參數的數值。當出現故障時,系統診斷為有故障(報警)事件發生,監控中心立刻彈出相應的報警頁面窗口,同時監控主機自動撥打預設電話,實現電話語音報警,同時可實現短信報警,通知值班人員或相應的主管人員,在可查詢任意監測對象在任意時間段內的歷史變化曲線和歷史數據。

4.3、接地電阻監測

監測對象:在高速公路收費站防雷接地、機房接地安裝接地電阻智能監測儀,對接地阻值進行監測。在隧道配電箱、高速公路箱式變壓器、UPS輸出端、入口道、出口道、機房、重型車車道、廣場配電箱的SPD接地上,安裝接地監測模塊,對接地連接進行監測。

  監測內容:

1)、接地電阻智能監測儀監測內容:回路接地電阻在線監測、接地狀況監測。監測儀采用無線結合有線的方式進行數據傳輸,供電要求為DC12V。

2、接地監測模塊監測內容:接地連接狀態監測。監測儀采用無線結合有線的方式進行數據傳輸,供電要求為AC220V。

實時顯示并保存地網回路電阻參數的數值。設定接地電阻阻值的上限值與下限值,當監測的接地電阻超過設定的允許值或接地連接出現中斷時,系統診斷為有故障(報警)事件發生,監控中心立刻彈出相應的報警頁面窗口,同時監控主機自動撥打預設電話,實現電話語音報警,同時可實現短信報警,通知值班人員或相應的主管人員。

在可查詢任監測對象在任意時間段內的歷史變化曲線和歷史數據。


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