陳　偉，毛協(xié)國，李正元，劉余平，孫中梁(上海臻和防雷電氣技術(shù)有限責(zé)任公司，上?！?01401)

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防雷環(huán)境預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)

陳偉，毛協(xié)國，李正元，劉余平，孫中梁
(上海臻和防雷電氣技術(shù)有限責(zé)任公司，上海201401)

陳偉(1989—)，男，從事防雷防護(hù)應(yīng)用方面的工作。

摘要:介紹了一種防雷環(huán)境預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)及其平臺的總體架構(gòu)。指出防雷環(huán)境預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場防雷環(huán)境多種參數(shù)的采集、顯示、報警，遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)測防雷運(yùn)行狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺，用戶可以及時了解設(shè)備的運(yùn)行情況和防雷環(huán)境，極大地降低運(yùn)行維護(hù)成本。

關(guān)鍵詞:防雷技術(shù);預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng);數(shù)據(jù)監(jiān)測;總體架構(gòu)

毛協(xié)國(1948—)，男，高級工程師，從事雷電防護(hù)產(chǎn)品開發(fā)工作。

李正元(1953—)，男，高級工程師，從事雷電防護(hù)產(chǎn)品開發(fā)工作。

0　引言

防雷以提升被保護(hù)裝備的整體安全為目標(biāo)，旨在采用直擊雷防護(hù)、感應(yīng)雷防護(hù)、屏蔽、等電位聯(lián)結(jié)、防雷接地等防雷保護(hù)技術(shù)措施，針對防雷的設(shè)計、選型、安裝施工進(jìn)行規(guī)范化的實(shí)施。

目前，在實(shí)踐中仍有雷擊災(zāi)害事故發(fā)生。經(jīng)調(diào)研，除了因無法抗拒的重災(zāi)害天氣外，也會因忽略防雷環(huán)境或?qū)﹄娪勘Ｗo(hù)器(Surge Protective Device，SPD)的運(yùn)行特殊性未深入了解，造成防雷保護(hù)措施因隱患、缺陷而引發(fā)雷擊災(zāi)害和二次災(zāi)害事故。

1　防雷環(huán)境預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)

防雷環(huán)境遠(yuǎn)程預(yù)警監(jiān)控平臺應(yīng)用智能控制技術(shù)在線監(jiān)測防雷環(huán)境狀態(tài)，可對防雷系統(tǒng)接地電阻、SPD遭受雷擊狀況(如雷擊強(qiáng)度、雷擊次數(shù))、SPD劣化狀態(tài)、SPD故障脫網(wǎng)狀態(tài)的運(yùn)行現(xiàn)場等情況進(jìn)行組網(wǎng)通信監(jiān)測。

防雷環(huán)境是指可能發(fā)生外部雷擊、內(nèi)部感應(yīng)雷以及電涌過電壓等危害的建筑物及其裝備的實(shí)施環(huán)境，包括針對各項防雷保護(hù)設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)、工作電源環(huán)境參數(shù)以及可能影響防雷裝備的整體運(yùn)作保護(hù)效果的有關(guān)物理條件。

建筑物綜合防雷保護(hù)示意如圖1所示。

圖1　建筑物綜合防雷保護(hù)示意

該防雷系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)對獲取的現(xiàn)場運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析、處理，將可能發(fā)生的防雷保護(hù)設(shè)施的隱患故障進(jìn)行提示和報警。不同類型傳感器組成遙感物理傳感器，可對防雷環(huán)境不同區(qū)域數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)檢測、采集，并通過串口通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸。實(shí)際工程中按要求選用不同檢測功能的傳感器，實(shí)現(xiàn)各種監(jiān)測數(shù)據(jù)采集。

系統(tǒng)平臺構(gòu)架如圖2所示。

圖2　系統(tǒng)平臺構(gòu)架

2　防雷環(huán)境監(jiān)測預(yù)警平臺的軟件架構(gòu)

2.1軟件構(gòu)架

該系統(tǒng)針對智能綜合防雷系統(tǒng)的需求，配置了應(yīng)用平臺的監(jiān)控中心服務(wù)器，通過人機(jī)對話界面實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場防雷環(huán)境多種參數(shù)的顯示、報警，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制及統(tǒng)計等多元管理任務(wù)。

防雷環(huán)境預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件架構(gòu)如圖3所示。

圖3　防雷環(huán)境預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件架構(gòu)

2.2管理界面建設(shè)條件

防雷遠(yuǎn)程預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)界面如圖4所示。

智能化防雷環(huán)境監(jiān)測預(yù)警平臺的管理界面建立在防雷模塊組建的物理平臺的基礎(chǔ)上，反映防雷環(huán)境現(xiàn)場的設(shè)備狀況，且能根據(jù)現(xiàn)場控制系統(tǒng)需求調(diào)整模塊的型號和配置，包含以下必要的基本構(gòu)架模塊。

圖4　防雷遠(yuǎn)程預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)界面

(1)由具有劣化報警輸出的電源SPD和信號SPD、雷擊信號檢測器及配電回路的電壓電流互感器組成的數(shù)據(jù)采集模塊組。

(2)具有遙信信號輸出的現(xiàn)場采集設(shè)備。

(3)對配電防雷環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行采集整合的智能防雷環(huán)境預(yù)警通信機(jī)。

(4)現(xiàn)場與控制中心搭建的RS-485串口通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，按工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

(5)安裝在控制中心的監(jiān)控平臺軟件通信服務(wù)主機(jī)。

(6)顯示防雷環(huán)境監(jiān)測預(yù)警平臺管理界面的屏幕。

該系統(tǒng)應(yīng)用高配置嵌入式工業(yè)控制器作為監(jiān)控平臺軟件通信服務(wù)主機(jī)的終端設(shè)備，服務(wù)于網(wǎng)絡(luò)智能化防雷裝置平臺，對平臺上傳的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，并通過顯示器顯示實(shí)時數(shù)據(jù)。

終端機(jī)能實(shí)現(xiàn)處理、存儲、查詢、打印、報警等多重功能，并可配置無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，由以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控操作。

3　結(jié)語

隨著用戶對設(shè)備防雷保護(hù)的重視及SPD新標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，應(yīng)用于防雷保護(hù)設(shè)備的SPD達(dá)到上千個，用戶每年需要消耗巨大的人力、物力來檢測防雷設(shè)備的運(yùn)行狀況。防雷環(huán)境預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)可對防雷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、實(shí)時監(jiān)測，完善了防雷保護(hù)功能;將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺，用戶可以及時了解設(shè)備的運(yùn)行情況和防雷環(huán)境，極大地降低了運(yùn)行維護(hù)成本，提升了防雷的安全性，將普通防雷保護(hù)轉(zhuǎn)入智能化防雷保護(hù)領(lǐng)域。

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Warning and Monitoring System for Lightning Protection Environment

CHEN Wei，MAO Xieguo，LI Zhengyuan，LIU Yuping，SUN Zhongliang
(Shanghai GEHE Lightning Protection Electric Technology Co.，Ltd..Shanghai 201401，China)

Abstract:This paper introduced a warning and monitoring system for lightning protection environment and the overall architecture of platform.It is pointed the warning and monitoring system for lightning protection environment realizes the data collecting，display and alarming of environment parameters，and remotely monitors the real-time operation status of lightning protection.The data are transmitted to the monitoring platform，so the user can obtain the operation of equipment and protection environment，which greatly reduces the operation and maintenance cost.

Key words:lightning protection technology; warning and monitoring system; data monitoring; overall architecture

收稿日期:2015-02-04

DOI:10.16618/j.cnki.1674-8417.2016.03.013

中圖分類號:TU 856

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B

文章編號:1674-8417(2016)03-0055-03