综合防雷信息管理系统的探讨

贾廷波 申磊

[摘要]本文通过对变电站二次系统防雷设备的特点分析及设备管理对综合自动化的要求，提出了一套有针对性的变电站二次系统综合防雷信息管理系统。

[关键词]变电站二次系统；防雷设备；综合防雷信息管理系统

[中图分类号]C93[文献标识码]A[文章编号]1005-6432（2012）49-0045-02

1开发综合防雷信息管理系统的意义

（1）综合防雷信息管理系统能够实时的对防雷设备状态、雷电环境、接地电阻、气象信息进行监测，并具备自动短信报警功能，该软件可极大地减轻防雷系统管理人员负担，提高防雷装置的可靠性，实现对防雷系统信息化、现代化的科学管理。

（2）综合防雷信息管理系统能够及时监测防雷设备运行状态，及早发现故障，避免电网设备遭受雷击损坏造成的城市大面积停电，给社会的安全和谐稳定带来极大的负面影响。

（3）综合防雷信息管理系统，除用于变电站二次系统外还可以应用于各行业客户的防雷系统管理，为客户提供实时、全面的防雷信息，进而提高客户的防雷系统的可管理性，提高客户防雷系统的管理水平。

2综合防雷信息管理系统的结构

2.1前端设备

包括各防雷设备、配电设备、气象数据采集设备及连接以上设备的数据采集单元。一个数据采集单元可以连接多台底层设备。

2.2管理中心

其主要组成为一台管理主机及综合防雷信息管理软件。该管理主机与数据采集单元连接，其连接通道为RS485和以太网。管理主机收集各数据采集单元的数据，并进行分析处理，同时通过以太网接口接收数据采集单元主动上传的告警消息。也可通过RS485作为客户端等待上面服务器的查询和数据读取。同时，管理中心设置Web Server服务器，方便客户端通过浏览器访问管理中心的数据。

2.3远程浏览

即通过Web浏览器，可访问管理中心的数据，获取被监控的各防雷、设备、雷电环境的状况以及气象数据等。

3综合防雷信息管理系统的技术分析

3.1防雷设备状态监测、防雷模块劣化状态

（1）可实时采集现场各电源防雷模块的劣化状态。采样频率≥2次/秒。任一模块劣化时均能上传告警信号。告警上传频率为1次/秒，直至管理主机接收到告警信号。劣化信号为常闭干接点信号（正常时常开）。可外接24路模块遥信接口。

（2）可实时采集现场各信号防雷模块的劣化状态。采样频率≥2次/秒。任一模块劣化时均能上传告警信号。告警上传频率为1次/秒，直至管理主机接收到告警信号。劣化信号为常开干接点信号（正常时常闭）。

（3）各防雷模块状态有对应的图形界面，并能根据实际安装数量更改相关配置、能够准确定位图形和实物的对应关系。

3.2雷电环境数据监测（需外部配备第三方设备）

（1）雷电预警功能

拟采用市场现有产品实现。系统配置雷电预警器（静电场场强测量设备），根据静电场场强的变化，对雷暴的形成进行预防性的侦测。静电场场强监测频率≥20次/秒。GUI具备实时报警事件记录，可显示设备通信状态、当前时间。可进行报警等级的设置等功能。异常时，管理中心能够发出相应的告警。其波形显示方式可参考猎雷者雷电预警监测界面。

（2）雷击参数记录

①雷击计数次数记录。数据采集单元模块可采集外置雷击计数器记录的数据，采样频率≥1次/分钟。与计数器的通信协议为RS232。GUI可显示雷击总次数、设备通信状态、当前时间等功能。可通过浏览器访问雷击次数数据。

②雷电幅值、雷击时间记录。数据采集单元模块可采集外置雷电环境监测仪监测到的雷电幅值、雷击时间的数据，采样频率≥5次/分钟，雷电环境监测仪的通信协议为RS232。GUI具备实时报警事件窗口、设备通信状态指示等功能。可通过浏览器访问雷电幅值、雷击时间数据。

3.3接地电阻监测（需外部配备第三方设备）

（1）接地电阻值测试记录

数据采集单元通过与配置接地电阻测试仪通信，获取测量的接地电阻值，接口协议为RS232。GUI可显示历史每次测量的接地电阻的阻值、测试时间、设备通信状态，可以设置、显示、更改报警上限接地阻值。具备实时报警事件记录。

（2）接地阻值的在线监测

数据采集单元通过与配置接地电阻测试仪通信，获取测量的接地电阻值，采样频率≥10次/分钟，具备上限值告警功能。接口协议为RS232。GUI具备实时报警事件窗口、设备通信状态指示、当前时间显示等功能。可以设置接地电阻报警上限值，异常时，管理中心能够发出相应的告警。可参考温度监测GUI，测试结束后有相应的测试记录。

3.4气象信息监测（需外部配备第三方设备）

（1）风速/风向监测

系统配置风速、风向传感器，能够实时监测风速、风向状况。检测频率≥2次/分钟。具备上限值告警功能。告警上传频率为1次/秒，直至管理主机接收到告警信号。通信接口为RS485。GUI可显示实时报警事件记录、实时风速、风速等级、风速报警状态、设备通信状态指示、当前时间显示等功能。风速超过上限值时，管理中心能够发出相应的告警。

（2）室内温度、湿度监测

系统配置室内温度、湿度传感器，能够实时监测室内温/湿度。检测频率≥1次/分钟。可以设置温湿度告警上下限值。告警上传频率为1次/秒，直至管理主机接收到告警信号。GUI可以显示实时报警事件记录、具备低温、高温、湿度告警值指示、设备通信状态指示、当前时间显示等功能。异常时，管理中心能够发出相应的告警。

（3）室外温度、湿度监测

系统配置室外温度、湿度传感器，能够实时监测室外温/湿度。检测频率≥1次/分钟。可以设置温湿度告警上下限值。告警上传频率为1次/秒，直至管理主机接收到告警信号。GUI可以显示实时报警事件记录、具备低温、高温、湿度告警值指示、设备通信状态指示、当前时间显示等功能。异常时，管理中心能够发出相应的告警。二次防雷设备信息管理

3.5设备信息管理功能

（1）信息管理功能

①防雷设备的登记时间查询。②防雷设备的规格参数与安装地点查询。③设备或工程维修周期到期时，能够主动弹出提示信息。④GUI表框栏目应该包括以上内容的显示，可通过浏览器访问查阅相关数据。

（2）资源管理对象

防雷设备管理对象包括：①直流装置防雷设备，包括电源防雷器、信号防雷器相关信息。②保护装置防雷设备，包括电源防雷器、信号防雷器相关信息。③测控装置防雷设备，包括电源防雷器、信号防雷器相关信息。④远东装置防雷设备，包括电源防雷器、信号防雷器相关信息。⑤通信防雷装置设备，包括电源防雷器、信号防雷器相关信息。

（3）基于GIS

系统GIS功能通过图片地图形式实现，须提供接口给用户选择一个含有地理信息的图片作为背景，将防雷设备分布在界面上。在升级版本中再使用GIS系统。

3.6防雷工程信息管理

（1）管理内容：①防雷工程档案查询。②防雷法律法规查询。③防雷基本知识查询。

（2）数据信息查询：①历史数据查询（可打印）。②报警记录查询（可打印）。③维护记录查询（可打印）。④用户操作记录查询。

3.7报警

（1）报警触发条件及报警类型

①防雷器件劣化。当防雷器件劣化，触发防雷模块的遥信信号时，数据采集单元应能及时监测到该信息，同时管理中心能够发出相应的告警。②接地电阻异常。接地电阻的状况的监测是由用户主动发起的。当用户主动测试接地状况，结果接地异常时，管理中心能够给出相应告警以提醒用户。③室内温湿度。当室内温湿度超过设定上限值时，数据采集单元应能及时监测到该信息，同时管理中心能够发出相应的告警。④风速/风向监测。当室外风力超过设定上限值时，数据采集单元应能及时监测到该信息，同时管理中心能够发出相应的告警。

（2）报警方式

系统监测到异常后，触发报警。报警形式包括：

①GUI界面显示。在管理中心的软件界面上，弹出提示窗口。②短信告警。通过管理中心主机，发送短信给维护人员。以上报警方式，根据报警类型、紧急程度的不同，可以有不同的组合输出形式。

3.8网络功能

①数据采集单元与管理中心，具备以太网组网功能。②管理中心提供Web Server，方便远程用户通过浏览器访问系统数据与功能。

4结论

综合防雷信息管理系统能够实时地对防雷设备状态、雷电环境、接地电阻、气象信息进行监测、并具备自动短信报警功能，该软件可极大地减轻防雷系统管理人员负担、提高防雷装置的可靠性、实现对防雷系统信息化、现代化的科学管理。能够及早发现故障，避免电网设备遭受雷击损坏造成的城市大面积停电，给社会的安全和谐稳定带来极大的负面影响。并且这套系统推广应用到各行业客户的防雷系统管理，为客户提供实时、全面的防雷信息，进而提高客户的防雷系统的可管理性，提高客户防雷系统的管理水平，其应用前景很广阔。