??????? d . 每次沖擊的間隔時間應(yīng)足以使試品冷卻到環(huán)境溫度。
??????? e . 每次沖擊應(yīng)記錄電流和電壓示波圖。把沖擊電流和電壓的峰值(絕對值) 繪成放電電流與殘壓的關(guān)系曲線圖, 應(yīng)畫出最吻合數(shù)據(jù)點的曲線。曲線上應(yīng)有足夠的點, 以確保直至Ima或Ipeak的曲線沒有明顯的偏差。
??????? f . 決定限制電壓的殘壓由下列電流范圍內(nèi)相應(yīng)曲線的最高電壓值來確定, Ⅰ級: 直到Ipeak或In取較大值;Ⅱ級: 直到In 。
??????? 相關(guān)行業(yè)專業(yè)試驗室、國家級SPD 測試試驗室一般根據(jù)《低壓配電系統(tǒng)的電涌保護器(SPD) %第1 部分: 性能要求和試驗方法》規(guī)定,對SPD 生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品做送檢試驗或抽檢試驗。
??????? 現(xiàn)實中的在線SPD, 如果所處雷擊環(huán)境比較惡劣, 可能有的SPD 已經(jīng)遭受數(shù)次電涌沖擊, 處于正常與損壞的臨界區(qū)域, 即便用“ 壓敏電壓測試儀”、“ 泄漏電流I le測試儀” 與“ 雷電電涌測試儀” 做現(xiàn)場測試, 也很難判定被測SPD 合格與否。特別是一些單位未建立SPD 遙測監(jiān)控, 所安裝的SPD 不具備聲光報警功能, 在線SPD 可能會埋下安全隱患。
??????? 3 在線雷擊過電流智能監(jiān)測、管理系統(tǒng)
??????? 眾所周知, 上述在線SPD 的具體現(xiàn)場檢測, 勢必需要投入大量的人力、物力、財力, 因為檢測工作必須由取得計量論證合格、由技術(shù)監(jiān)督機構(gòu)授以CMA ( China Metrology Accreditation, 中國計量認(rèn)證) 圖章、并取得氣象主管機構(gòu)授權(quán)的合法檢測機構(gòu)方可檢測。筆者認(rèn)為: “在線雷擊過電流智能監(jiān)測、管理系統(tǒng)” 才是實時、動態(tài)監(jiān)測記錄雷擊、判別在線SPD 正常與否的有效工具, 相關(guān)技術(shù)已獲得專利。
??????? 3. 1 在線雷擊過電流智能監(jiān)測、管理系統(tǒng)組成
??????? 3. 1. 1 硬件系統(tǒng)構(gòu)架
??????? a . 入侵雷擊電流采集探頭(傳感器), 高靈敏度設(shè)計, 動態(tài)范圍大, 為每線1 ~ 100 kA (8 / 20 μs),響應(yīng)速度快。
??????? b . 現(xiàn)場終端, 使用工業(yè)級器件, 兩級Watchdog (看門狗) 設(shè)計, 高速FPGA (現(xiàn)場可編程邏輯門陣列) 采集芯片, 采用寬電源供電, 電涌防護、強脈沖抑制等措施。FPGA 配接、流程示意框圖見下圖。
??????? c . 中心顯示平臺, 專用服務(wù)器一臺, 安裝Windows Server 系統(tǒng), 運行專為系統(tǒng)開發(fā)的軟件包和SQL 數(shù)據(jù)庫。
??????? 3. 1. 2 軟件系統(tǒng)構(gòu)架
??????? a . 采用Client / Server ( 客戶/ 服務(wù)器) 結(jié)構(gòu), 后臺采用SQL 數(shù)據(jù)庫, 支持Web 訪問和查詢,支持終端管理功能( 用戶可以創(chuàng)建新的終端,定義終端的屬性及終端每個采集口的名稱以方便管理)。
??????? b . 報警窗口在系統(tǒng)設(shè)置的響應(yīng)時間內(nèi)未響應(yīng),系統(tǒng)將發(fā)短信通知相應(yīng)用戶; 報警窗口關(guān)閉, 系統(tǒng)則不發(fā)送短信。
??????? c . 在線SPD 管理, 管理SPD 的基本屬性和參數(shù), 如: 編號、品牌、型號、安裝時間、雷擊次數(shù)、雷擊時間、泄流電流幅值及波形。
??????? d . 現(xiàn)場終端管理, 包括終端基本信息和參數(shù)管理, 以及終端開關(guān)量及模擬電流與SPD 的對應(yīng)設(shè)置。
??????? e . 報警管理, 報警觸發(fā)分兩種情況: 第一, 在線SPD 損壞, 在線SPD 受雷擊后, 動態(tài)監(jiān)測性能變化。第二, 系統(tǒng)定時檢測, 針對SPD 使用壽命期限等情況, 在其即將失效前進行預(yù)警, 提醒更換, 從而能更加有效地保護設(shè)備。
??????? 報警設(shè)置, 設(shè)置在線SPD 不同型號的不同報警條件, 1 個型號對應(yīng)1 條報警規(guī)則。報警記錄查詢, 根據(jù)報警信息、報警時間、處理情況等進行查詢。
??????? f . 維護管理, 包括: 權(quán)限管理, 支持多用戶分級權(quán)限管理, 對Web 訪問用戶給予最低權(quán)限; 基礎(chǔ)資料管理, 給系統(tǒng)內(nèi)各在線SPD 建立基礎(chǔ)信息庫;報表維護, 統(tǒng)計雷擊記錄(日期、地點、在線SPD泄流電流), 統(tǒng)計在線SPD 更換記錄(日期、地點、在線SPD 型號)。
??????? 3. 2 在線雷擊過電流智能監(jiān)測、管理系統(tǒng)主要特點與技術(shù)指標(biāo)
??????? a . 對低壓供電線路、信息傳輸線路雷電入侵次數(shù)統(tǒng)計; 對入侵雷擊信號的最大值、持續(xù)時間、極性等參數(shù)的采集, 采集范圍每線1 ~ 100 kA (8 / 20 μs);對雷擊信號持續(xù)高速采集、數(shù)字濾波及對有效數(shù)據(jù)與無效數(shù)據(jù)進行分離處理, 將所采集的有效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并處理還原真值及波形。
??????? b . 使用10 / 100 Base - T 通訊接口, 支持短信功能和GPRS (通用分組無線業(yè)務(wù)) 通信。
??????? c . 現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時發(fā)送到監(jiān)控中心。
??????? d . 工作電壓: 220V AC 、48V DC 任選。
??????? e . 采集數(shù)據(jù)精度: D > 10 位。
??????? f . 系統(tǒng)還原真值平均誤差精度: E < 5%。
??????? g . 圖表化管理, 支持生成各類統(tǒng)計報表。將雷擊入侵泄流電流的大小和波形以及在線SPD 的動作情況圖表化顯示。
??????? h . 在線SPD 臺帳管理。
??????? i . 為保證系統(tǒng)可靠運行, 系統(tǒng)設(shè)計了完善的運行狀態(tài)自檢程序: 采集探頭異常、通訊異常、溫度異常、終端異常等的自檢。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生上述異常時均會發(fā)出報警信號, 提醒用戶檢修或更換故障設(shè)備。
??????? 4 結(jié)束語
??????? 由于雷擊的突發(fā)性、瞬變性, 即使具有雷擊過電流燒蝕、熔損的客觀痕跡的物理特性, 也很難判斷其雷擊電流幅值, 何況許多雷災(zāi)現(xiàn)場往往找不到痕跡。以往安裝SPD 的場所沒有科學(xué)、量化的技術(shù)儀表直觀顯現(xiàn)雷擊電流幅值參數(shù)及波形。如今, “在線雷擊過電流智能監(jiān)測、管理系統(tǒng)”的應(yīng)用, 實現(xiàn)了雷擊電流從定性到定量的在線測量與分析。對雷電可能經(jīng)常光顧或者SPD 設(shè)置數(shù)量較多的場所, 有意識地設(shè)置“在線雷擊過電流智能監(jiān)測、管理系統(tǒng)”, 可對在線SPD 運行性能劣化是否臨近失效進行動態(tài)評估和預(yù)警??晒┡袛唷㈣b定線路雷擊事故, 減少SPD 廠家或防雷項目設(shè)計者與用戶之間的糾紛, 為安裝SPD 場所的在線監(jiān)測管理與雷災(zāi)鑒定以及雷擊風(fēng)險評估拓展了廣闊的空間。從而可帶動線路防雷技術(shù)咨詢、線路雷擊損害風(fēng)險評估、線路防雷項目的實施及線路雷電入侵成因分析與線路防雷技術(shù)的研究。
??????? “在線雷擊過電流智能監(jiān)測、管理系統(tǒng)” 產(chǎn)品在浙江省衢州、麗水等地電力企業(yè)掛網(wǎng)試運行過程中,用戶對產(chǎn)品功能和已有的監(jiān)測記錄效果甚為滿意。
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