??????? d . 每次沖擊的間隔時(shí)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(duì)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(diǎn)的曲線。曲線上應(yīng)有足夠的點(diǎn), 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(jí): 直到Ipeak或In取較大值;Ⅱ級(jí): 直到In 。
??????? 相關(guān)行業(yè)專業(yè)試驗(yàn)室、國(guó)家級(jí)SPD 測(cè)試試驗(yàn)室一般根據(jù)《低壓配電系統(tǒng)的電涌保護(hù)器(SPD) %第1 部分: 性能要求和試驗(yàn)方法》規(guī)定,對(duì)SPD 生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品做送檢試驗(yàn)或抽檢試驗(yàn)。
??????? 現(xiàn)實(shí)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(cè)試儀”、“ 泄漏電流I le測(cè)試儀” 與“ 雷電電涌測(cè)試儀” 做現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試, 也很難判定被測(cè)SPD 合格與否。特別是一些單位未建立SPD 遙測(cè)監(jiān)控, 所安裝的SPD 不具備聲光報(bào)警功能, 在線SPD 可能會(huì)埋下安全隱患。
??????? 3 在線雷擊過電流智能監(jiān)測(cè)、管理系統(tǒng)
??????? 眾所周知, 上述在線SPD 的具體現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè), 勢(shì)必需要投入大量的人力、物力、財(cái)力, 因?yàn)闄z測(cè)工作必須由取得計(jì)量論證合格、由技術(shù)監(jiān)督機(jī)構(gòu)授以CMA ( China Metrology Accreditation, 中國(guó)計(jì)量認(rèn)證) 圖章、并取得氣象主管機(jī)構(gòu)授權(quán)的合法檢測(cè)機(jī)構(gòu)方可檢測(cè)。筆者認(rèn)為: “在線雷擊過電流智能監(jiān)測(cè)、管理系統(tǒng)” 才是實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)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(cè)、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(jì), 動(dòng)態(tài)范圍大, 為每線1 ~ 100 kA (8 / 20 μs),響應(yīng)速度快。
??????? b . 現(xiàn)場(chǎng)終端, 使用工業(yè)級(jí)器件, 兩級(jí)Watchdog (看門狗) 設(shè)計(jì), 高速FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列) 采集芯片, 采用寬電源供電, 電涌防護(hù)、強(qiáng)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(tái), 專用服務(wù)器一臺(tái), 安裝Windows Server 系統(tǒng), 運(yùn)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(tái)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(gè)采集口的名稱以方便管理)。
??????? b . 報(bào)警窗口在系統(tǒng)設(shè)置的響應(yīng)時(shí)間內(nèi)未響應(yīng),系統(tǒng)將發(fā)短信通知相應(yīng)用戶; 報(bào)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(hào)、品牌、型號(hào)、安裝時(shí)間、雷擊次數(shù)、雷擊時(shí)間、泄流電流幅值及波形。
??????? d . 現(xiàn)場(chǎng)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(duì)應(yīng)設(shè)置。
??????? e . 報(bào)警管理, 報(bào)警觸發(fā)分兩種情況: 第一, 在線SPD 損壞, 在線SPD 受雷擊后, 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)性能變化。第二, 系統(tǒng)定時(shí)檢測(cè), 針對(duì)SPD 使用壽命期限等情況, 在其即將失效前進(jìn)行預(yù)警, 提醒更換, 從而能更加有效地保護(hù)設(shè)備。
??????? 報(bào)警設(shè)置, 設(shè)置在線SPD 不同型號(hào)的不同報(bào)警條件, 1 個(gè)型號(hào)對(duì)應(yīng)1 條報(bào)警規(guī)則。報(bào)警記錄查詢, 根據(jù)報(bào)警信息、報(bào)警時(shí)間、處理情況等進(jìn)行查詢。
??????? f . 維護(hù)管理, 包括: 權(quán)限管理, 支持多用戶分級(jí)權(quán)限管理, 對(duì)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(bào)表維護(hù), 統(tǒng)計(jì)雷擊記錄(日期、地點(diǎn)、在線SPD泄流電流), 統(tǒng)計(jì)在線SPD 更換記錄(日期、地點(diǎn)、在線SPD 型號(hào))。
??????? 3. 2 在線雷擊過電流智能監(jiān)測(cè)、管理系統(tǒng)主要特點(diǎn)與技術(shù)指標(biāo)
??????? a . 對(duì)低壓供電線路、信息傳輸線路雷電入侵次數(shù)統(tǒng)計(jì); 對(duì)入侵雷擊信號(hào)的最大值、持續(xù)時(shí)間、極性等參數(shù)的采集, 采集范圍每線1 ~ 100 kA (8 / 20 μs);對(duì)雷擊信號(hào)持續(xù)高速采集、數(shù)字濾波及對(duì)有效數(shù)據(jù)與無效數(shù)據(jù)進(jìn)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(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)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(jì)報(bào)表。將雷擊入侵泄流電流的大小和波形以及在線SPD 的動(dòng)作情況圖表化顯示。
??????? h . 在線SPD 臺(tái)帳管理。
??????? i . 為保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行, 系統(tǒng)設(shè)計(jì)了完善的運(yùn)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(shí)均會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào), 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(chǎng)往往找不到痕跡。以往安裝SPD 的場(chǎng)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(cè)、管理系統(tǒng)”的應(yīng)用, 實(shí)現(xiàn)了雷擊電流從定性到定量的在線測(cè)量與分析。對(duì)雷電可能經(jīng)常光顧或者SPD 設(shè)置數(shù)量較多的場(chǎng)所, 有意識(shí)地設(shè)置“在線雷擊過電流智能監(jiān)測(cè)、管理系統(tǒng)”, 可對(duì)在線SPD 運(yùn)行性能劣化是否臨近失效進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估和預(yù)警。可供判斷、鑒定線路雷擊事故, 減少SPD 廠家或防雷項(xiàng)目設(shè)計(jì)者與用戶之間的糾紛, 為安裝SPD 場(chǎng)所的在線監(jiān)測(cè)管理與雷災(zāi)鑒定以及雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估拓展了廣闊的空間。從而可帶動(dòng)線路防雷技術(shù)咨詢、線路雷擊損害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、線路防雷項(xiàng)目的實(shí)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(cè)、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(yùn)行過程中,用戶對(duì)產(chǎn)品功能和已有的監(jiān)測(cè)記錄效果甚為滿意。
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