王 欣，馮興春，薛 偉，崔政東，王 喬

（1.鐵嶺地震臺(tái)，遼寧 鐵嶺 112000；2.遼寧省地震局，遼寧 沈陽(yáng) 110034）

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遠(yuǎn)程UPS控制系統(tǒng)在地震儀器防雷上的應(yīng)用

王 欣1，馮興春1，薛 偉1，崔政東1，王 喬2

（1.鐵嶺地震臺(tái)，遼寧 鐵嶺 112000；2.遼寧省地震局，遼寧 沈陽(yáng) 110034）

摘要：對(duì)現(xiàn)有臺(tái)站防雷基本情況進(jìn)行分析，并提出遠(yuǎn)程UPS控制系統(tǒng)在地震儀器防雷上的應(yīng)用，詳細(xì)闡述了此操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：雷害； UPS；遠(yuǎn)程可控

0 引言

由于地震臺(tái)站多處于偏遠(yuǎn)山區(qū)，前兆監(jiān)測(cè)儀器更是在操作困難的山洞中運(yùn)行，每逢雷雨季節(jié)儀器都會(huì)受雷擊而造成斷記。由于環(huán)境因素維修人員不能及時(shí)到達(dá)，影響觀測(cè)質(zhì)量不說(shuō)，同時(shí)也給數(shù)據(jù)分析帶來(lái)了不便。

針對(duì)這一問(wèn)題，筆者提議在供電的UPS電源上加一個(gè)可監(jiān)測(cè)的、可控的模塊。該模塊可以在雷電到來(lái)之前斷開UPS的市電供應(yīng)，并實(shí)時(shí)監(jiān)控UPS的供電情況，以此來(lái)躲開雷擊，確保數(shù)據(jù)運(yùn)行連續(xù)、完整。希望這種操作功能能夠在以后的雷電防備中有所應(yīng)用。

1 地震臺(tái)站現(xiàn)有的防雷系統(tǒng)基本情況與近年來(lái)雷擊統(tǒng)計(jì)

1.1 現(xiàn)有防雷的系統(tǒng)基本情況

雷電對(duì)臺(tái)站觀測(cè)系統(tǒng)的危害一般有兩個(gè)途徑。一是直接落雷，即雷電直接擊中觀測(cè)系統(tǒng)造成設(shè)備損壞；二是感應(yīng)雷，即雷電通過(guò)電力線、信號(hào)線、傳輸線、天線等感應(yīng)出很高的電壓進(jìn)入觀測(cè)系統(tǒng)造成設(shè)備損壞［2］。

地震臺(tái)防雷系統(tǒng)（包括配電、接地、綜合布線、防雷等內(nèi)容），是臺(tái)站必不可少的工作平臺(tái)，是地震觀測(cè)系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)、是產(chǎn)出連續(xù)、穩(wěn)定、可靠數(shù)據(jù)資料的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

隨著地震觀測(cè)系統(tǒng)的自動(dòng)化裝備越來(lái)越先進(jìn)，設(shè)備電路的精密集成度日益提高，耐壓能力和抗電磁干擾的能力很弱，經(jīng)不起過(guò)電壓大電流的沖擊，感應(yīng)雷電及雷電電磁脈沖的入侵很容易損壞相應(yīng)的電子器件、電氣設(shè)施，加之現(xiàn)有“九五”和“十五”防雷設(shè)備老化和防雷措施的陳舊，雷擊的危害明顯增加。

1.2 雷電危害統(tǒng)計(jì)

雷擊已成為影響臺(tái)站儀器長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行和造成設(shè)備損毀的重要因素之一，現(xiàn)將近幾年各省臺(tái)站受雷擊統(tǒng)計(jì)如下（表1）。

2 遠(yuǎn)程UPS控制系統(tǒng)工作原理與操作

2.1 工作原理

地震臺(tái)站對(duì)交流電源的主要要求是：穩(wěn)定不斷電，避免雷電感應(yīng)危害，減少電網(wǎng)污染影響。為了保證交流供電質(zhì)量，應(yīng)配備交流穩(wěn)壓器、長(zhǎng)延時(shí)UPS裝置。UPS是每個(gè)臺(tái)站不可缺少的選擇，但是怎樣能夠防雷是我們要討論的內(nèi)容。

當(dāng)雷電接近時(shí)操作者通過(guò)操作上位機(jī)的隔離供電模式（斷開市電和UPS的干線），來(lái)控制UPS與市電接通情況，讓UPS直接供電在防感應(yīng)雷方面起顯著效果。當(dāng)上位機(jī)操作者通過(guò)上位機(jī)運(yùn)行此模式時(shí)，設(shè)備無(wú)條件運(yùn)行此模式至上位機(jī)操作者切換至旁路模式。讓UPS提供電流，在沒(méi)有大功率運(yùn)行的情況下UPS一般的正常供電時(shí)間為8～10小時(shí)。為了不影響觀測(cè)數(shù)據(jù)我們通過(guò)上位機(jī)界面時(shí)時(shí)注意UPS放電情況，當(dāng)然我們可以編寫一個(gè)報(bào)警軟件針對(duì)UPS放電情況，當(dāng)電流低于安全值進(jìn)行警報(bào)，這樣便于觀測(cè)者對(duì)UPS放電情況的觀測(cè)。然而，當(dāng)雷群過(guò)后操作者可以通過(guò)操作上位機(jī)的旁路模式即交流直供，是一種非隔離供電方式。市電直接給UPS供電，市電和UPS的干線連接著。遠(yuǎn)程UPS的控制系統(tǒng)工作原理圖如圖1所示。

圖1　遠(yuǎn)程UPS控制系統(tǒng)工作原理圖Fig.1 Working principle diagram of remote UPS control system

2.2 可控UPS的操作

2.2.1 查找設(shè)備IP

設(shè)備開機(jī)正常工作后，連接設(shè)備和計(jì)算機(jī)的網(wǎng)口，使用IP捕捉器可以找到設(shè)備IP地址。在計(jì)算機(jī)開始處運(yùn)行——》CMD——》輸入telnet加設(shè)備IP地址可以登錄到設(shè)置界面中。在服務(wù)器設(shè)置窗口設(shè)置IP地址，注意此IP要滿足局域網(wǎng)內(nèi)IP設(shè)置，這樣就可以將山洞中的UPS供電系統(tǒng)與監(jiān)測(cè)室電腦建立了鏈接。

2.2.2 上位機(jī)操作界面

圖2　上位機(jī)操作界面Fig.2 The interface of PC control

界面上，顯示各個(gè)臺(tái)站在地圖上的相對(duì)位置，以及每個(gè)臺(tái)設(shè)備的工作情況。 界面包括菜單區(qū)、地圖區(qū)、監(jiān)測(cè)信息區(qū)、界面地圖更換區(qū)、報(bào)警信息區(qū)、狀態(tài)提示區(qū)。 地圖區(qū)：根據(jù)所在地區(qū)的不同，設(shè)置相應(yīng)的地圖。 監(jiān)測(cè)信息：臺(tái)站名稱、IP地址、端口、電源型號(hào)、工作模式。

2.2.3 臺(tái)站管理

（1）增加臺(tái)站：要先填寫臺(tái)站名稱、IP地址、端口（為10001）、模塊型號(hào)，坐標(biāo)X、Y值，點(diǎn)增加臺(tái)站即可，這時(shí)在地圖界面出現(xiàn)一個(gè)紫色圓。

（2）修改臺(tái)站：修改選擇的臺(tái)站，注意修改時(shí)是以臺(tái)站名稱作為主鍵，所以此項(xiàng)不能修改，其他均可修改。

（3）刪除臺(tái)站：點(diǎn)擊刪除臺(tái)站，提示如下，點(diǎn)擊確定則刪除站點(diǎn)。

（4）指定臺(tái)站：只對(duì)指定的臺(tái)站進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和監(jiān)控。指定臺(tái)站窗口分為模式、控制和狀態(tài)選項(xiàng)，只有在左側(cè)頁(yè)面選擇了臺(tái)站名稱并連接上，才可以執(zhí)行后續(xù)相應(yīng)的操作。

①模式選項(xiàng)

旁路供電：使設(shè)備工作在旁路的工作模式。

隔離供電：使設(shè)備工作在隔離的工作模式。

②控制選項(xiàng)

輸出供電/斷開：給UPS負(fù)載斷電復(fù)位。

本機(jī)復(fù)位：熱復(fù)位設(shè)備。

③狀態(tài)選項(xiàng)

模式查詢：查詢?cè)O(shè)備當(dāng)前工作模式。

市電狀態(tài)：查詢市電是否輸入。

3 結(jié)論

雷電危害目前時(shí)地震監(jiān)測(cè)儀器最主要的危害之一，本文針對(duì)雷害情況所編寫的遠(yuǎn)程控制的UPS，界面簡(jiǎn)潔、清晰、操作簡(jiǎn)單［1］。通過(guò)捕捉IP實(shí)施遠(yuǎn)程連接，只要在局域網(wǎng)之內(nèi)可以進(jìn)行多個(gè)臺(tái)站供電監(jiān)控。天津薊縣已經(jīng)應(yīng)用此控制系統(tǒng)，并通過(guò)遠(yuǎn)程UPS控制系統(tǒng)的應(yīng)用使得臺(tái)站地震儀器受雷害的損失大大減少。從而提高了地震觀測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，為監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)分析提供連續(xù)不間斷的分析數(shù)據(jù)。當(dāng)然此操作系統(tǒng)還需要完善和改進(jìn)，我們還需不斷地探索與研究。

參考文獻(xiàn)：

［1］李秀麗， 雷晨.遠(yuǎn)程故障診斷監(jiān)控系統(tǒng)中心軟件的設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.防災(zāi)減災(zāi)學(xué)報(bào)，2012，28 （2）：32-36.

［2］王連權(quán)，佟國(guó)剛.數(shù)字地震前兆臺(tái)站雷害原因與防雷措施［J］.東北地震研究，2002，18，（3）：50-54.

THE REMOTE CONTROL OF UPS IN THE APPLICATION OF LIGHTNING PROTECTION

WANG Xin1，F(xiàn)ENG Xing-chun1，XUE Wei1，CUI Zheng-dong1，WANG Qiao2
（1.Tieling Seismic Station，Liaoning Tieling 112000 China；2. Earthquake Administration of Liaoning Province， Liaoning Shenyang 110034，China）

Abstract：With the seismic observation system is more and more advanced automation equipment，precision equipment circuit integration is increasing day by day， the compression ability and the ability of resistance to electromagnetic interference is very weak， can't withstand the impact of the over voltage large current， the invasion of induction thunder and lightning electromagnetic pulse is easy to damage the corresponding electronic components， electrical facilities. This paper introduces the UPS system function of remote control， the method of operation function in lightning protection issue.

Key words：lightning disturbance； UPS； the remote control

中圖分類號(hào)：P315

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI:10.13693/j.cnki.cn21-1573.2016.02.015

文章編號(hào)：1674-8565（2016）02-0087-04

收稿日期：2016-01-20

修訂日期：2016-03-25

作者簡(jiǎn)介：王欣（1988-），男，遼寧省鐵嶺市人，2012年畢業(yè)于防災(zāi)科技學(xué)院，電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，本科，助理工程師，現(xiàn)主要從事地震形變觀測(cè)與監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)工作。