卢山

文章编号：2095-6835（2016）07-0091-02

摘 要：防雷系统的性能直接影响着通信系统的运行安全。目前，通信台站采用的防雷措施已经不能实时监测其状态，因此，相关单位考虑利用传感器实时监测避雷器的泄漏电流、雷击次数、地网接地电阻、电涌保护器状态等多个参数信息，并通过IP传送到监测中心的后台计算机管理系统中集中管理。后台管理系统可以调试、修改报警阈值，如果某组参数超出设定报警阈值，它会自动预警，让运行人员及时掌握相关信息，将事故隐患消灭在萌芽状态。

关键词：防雷设施；监测系统；通信台站；雷电

中图分类号：TM862+.3 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.07.091

雷电是自然界中电磁干扰最强的一种放电现象，如果不采取可靠的防雷措施，必然会对各类设备，特别是电子设备造成极大的干扰，导致其被损坏。目前，普遍采用雷电计数器、接地电阻测试仪、防雷保护器等手段检测雷击情况。随着使用环境的变化，设备受到了不同程度的腐蚀，避雷器自然老化，雷电对防雷设施也会造成一定的冲击，使得防雷设施的性能劣化。因此，实时掌握防雷设施的运行情况，监测其关键状态参数，及时发现故障是非常重要的。现阶段，对这些防雷设施性能的检测主要依赖人工，并且经常是故障发生后才会被发现，但设备已经严重损毁。避雷器故障属于隐形故障，故障点不易直接观察，当有多个避雷器时，还要消耗大量的人力、物力寻找故障点。因此，研制一套依托于网络的实时防雷监测系统，不仅能确保电子设备、人员和建筑物的安全，还能最大限度地预防和减轻雷电对电子设备造成的干扰。

1 防雷系统设计思路

避雷器的日常维护大多采用的是定期巡检的方式，但是，防雷系统的老化问题是无法通过巡检发现的，即使检查时避雷器合格，但它也可能处于性能劣化的边缘，可能会因为保护特性下降而被雷电击穿。因此，为了切实保障防雷系统的运行安全，对其进行实时监测更为稳妥。

在监测避雷器的过程中，常使用避雷器漏电流和动作记录器（计数器），但是，避雷器漏电流和动作记录器不能实现分级报警和数据传输，存在时效性差的问题，往往不能及时发现其中存在的安全隐患。要想彻底解决其中存在的问题，并及时掌握避雷器的运行状态，让监测中心值班人员能够有效监测防雷设备的运行情况，就必须要采用“在线、实时、远传、智能、可靠”的监测方式。

本文研究的系统主要用于实时监测避雷器的泄漏电流，地网阻值，放电动作的日期、时间和放电动作累计次数。电流检测是用单匝一次穿芯电流传感器实现全隔离取样，并采用先进的微处理器技术和独有的瞬态参数测试技术进行线性化处理、计算，并采用IP方式实现对测量结果的数字传输。该系统具有极高的可靠性和安全性，而且价格相对低廉，可以安装到每组避雷器中完成实时检测，无需运维人员到现场抄录避雷器的运行状况。同时，监测中心后台管理系统可以修改报警阈值，如果超出设定值，就会自动报警，弹出该组避雷器的信息，并进入预警状态，让运维人员能够及时掌握相关信息，提前处理事故隐患。

2 系统的主要功能

该系统主要是实时监测避雷器的泄漏电流、雷击记录、电涌保护器的状态和地网接地电阻，用终端软件实时分析，并对故障进行预警。避雷器的泄漏电流、雷击次数是评价避雷器性能的重要参数。当避雷器性能劣化时，泄漏电流会逐渐变化。避雷器可承受的直击雷次数是一定的，遭受雷击的次数越多，性能就越差，因此，监测泄漏电流和雷击记录信息可以很好地掌握避雷器的性能。地网是保护机房不受雷击的一种重要设施，机房可以按照不同的等级设置接地电阻值——地网接地阻值升高，机房遭受雷击的概率就会升高。电涌保护器遭雷击发生故障后会自动发出报警的声音，但是，如果电源机房离值班人员比较远时就不易察觉，所以，要将其纳入可监控范围，在值班台位实时监测其状态，进而为相关工作提供帮助。

3 技术途径

防雷系统主要包括传感器数据采集系统、数据处理系统和监控服务器。其设计主要是将现有的成熟产品作为传感器，用研制出的信息采集处理系统将各项数据采集起来，将信息采集系统接入网络作为防雷信息采集节点，以供监控服务器查询使用，通过IP网络实现数据传递。

数据采集传感器包括避雷器的泄漏电流、雷击计数器、电涌保护器探测传感器和地阻测试仪；信息采集处理系统包括数据采集单元和数据传输单元；传输网络包括网线、光缆和网络设备；显示终端包括监控服务器和数据处理软件等。

3.1 数据采集处理设计

数据采集处理系统是设计的核心，它主要完成数据采集和数据传递2项工作。利用该系统可以查询各传感器的状态，将获得的数据处理后封装为IP包实现网络传递。

数据采集单元和接地电阻测试仪之间的接口为RS232串口，利用它，处理器数据总线与雷击计数器、浪涌保护器可以实现通信。数据采集处理系统的核心器件是微处理器。

3.2 网络功能程序设计

网络处理芯片的型号为ENC28J60，它是用SPI接口与处理器通信。处理器内需完成HTTP协议、TCP/IP协议和ICMP协议的初始化工作，而设计程序采用主机/服务器模式。

3.3 服务器程序设计

服务器端的软件编程是其中另外一项重要工作。PC端程序设计利用VC++平台，采用数据库技术可以实现设备的数据查询和存储功能，并在泄漏电流超过阈值、地阻值过高、雷击次数增加和浪涌保护器失效等情况下发出告警。另外，积累的监测信息还可以用于雷电统计分析、防雷系统性能的比较和分析等工作中。

3.4 系统达到的技术指标

直击雷计数电流≥1 000 A，计数为0000～9999，并对应记录时间。当电源电涌保护器失效时，系统会报警；当漏电流≥20 μA时，会发出劣化显示；当地网接地电阻达到预设阻值时，会弹出提示并报警。

4 结束语

本文研究的系统主要用于实时监测避雷器泄漏电流，地电阻值，放电动作的日期、时间和放电动作的累计次数。它可以帮助运行维护人员随时掌握防雷设施的运行状况，及早发现故障隐患，有效避免雷击造成的各种损失。

综上所述，该系统可被广泛应用于通信台站和器材仓库，尤其是可被用于大型通信台站防雷系统的实时监测和一些无人值守台站防雷系统的状态监测等工作中。

参考文献

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[2]魏东涛，胡连桃，黄亮.军用电子设备的防雷措施研究[J].装备环境工程，2012，9（5）：126-129.

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〔编辑：白洁〕