水處理廠防雷智能系統(tǒng)

唐雪陽

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

一、水處理廠防雷智能系統(tǒng)解決方案

防雷智能監(jiān)控系統(tǒng)在城市供水系統(tǒng)主機(jī)水處理的應(yīng)用，將水廠內(nèi)配置的外部防雷和內(nèi)部防雷的裝置點(diǎn)全部連接，構(gòu)成組網(wǎng)通訊式，對現(xiàn)場實(shí)時監(jiān)測、控制、管理、采集信息至軟件平臺，防止或減少雷擊危害和隱患事故的發(fā)生。

系統(tǒng)架構(gòu)：

水處理站配電系統(tǒng)各級浪涌保護(hù)器及后備保護(hù)器組成浪涌保護(hù)器狀況數(shù)據(jù)傳感器平臺。

水處理站接地回路配置雷擊電流檢測器，構(gòu)成雷擊狀況數(shù)據(jù)傳感器平臺

水處理站現(xiàn)場采集低壓三相工作電壓、電流信號，按設(shè)計(jì)需求配置水泵、閥門等工況信息采集平臺

通過RS485總線采集傳感器數(shù)據(jù)、通過通訊管理器將數(shù)據(jù)上傳監(jiān)測系統(tǒng)或云平臺。

水處理站監(jiān)控中心防雷監(jiān)控系統(tǒng)對浪涌保護(hù)器狀況分析處理、、失效預(yù)警，對接地電阻進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)警。

二、雷電危害：一場電壓與電流的致命突襲

雷電是雷云間或雷云與大地間的放電現(xiàn)象，以“高電壓、大電流、短釋放"的特性成了隱形殺手：重慶某小學(xué)雷擊致7名學(xué)生遇難、44人受傷，谷歌比利時數(shù)據(jù)中心遭雷擊丟0.000001%數(shù)據(jù)，某化工企業(yè)因雷擊引發(fā)火災(zāi)燒毀設(shè)備——人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失、生產(chǎn)停滯，都是它的“戰(zhàn)果"。

它的危害分兩類：直擊雷直接擊中建筑、線路，轟毀配電箱、燒壞變壓器；感應(yīng)雷則通過電磁感應(yīng)侵入電路，擊穿電路板、燒毀精密設(shè)備。從學(xué)校到數(shù)據(jù)中心，從工廠到普通建筑，沒有場景能避開這重威脅。

三、傳統(tǒng)防雷：看似防護(hù)，實(shí)則處處是漏洞

按GB50057標(biāo)準(zhǔn)，傳統(tǒng)防雷分“外部（接閃器、引下線、接地）+內(nèi)部（避雷器）"，但實(shí)際是“防不住、難維護(hù)"：

直擊雷防護(hù)的接閃器，會因反復(fù)雷擊、溫濕度侵蝕腐蝕斷裂，二次遭雷時直接失效；

感應(yīng)雷的避雷器，經(jīng)多次電沖擊會劣化穿孔，熱崩潰后反而成火災(zāi)隱患；

接地裝置被土壤腐蝕后電阻升高，雷電流泄放失敗，還會引發(fā)地電位反擊毀設(shè)備。

更糟的是，這些隱患難以及時發(fā)現(xiàn)：設(shè)備老化靠人工巡檢，周期長、成本高，甚至等事故發(fā)生才知道防護(hù)失效；不同廠商設(shè)備質(zhì)量不一，配置混亂，進(jìn)一步放大了雷擊風(fēng)險。

四、政策+場景倒逼：智能防雷成必選項(xiàng)

如今建筑群設(shè)備精密、數(shù)據(jù)價值高，傳統(tǒng)防雷的“被動防護(hù)"早已跟不上需求：建筑的核心數(shù)據(jù)，一旦遭雷擊損失無法挽回；運(yùn)維人員不足、技術(shù)不專業(yè)，也讓隱患排查成了難題。

而政策已明確方向：**局要求2025年建成防雷安全數(shù)字監(jiān)管系統(tǒng)，上海也在試點(diǎn)防雷在線監(jiān)測——實(shí)時監(jiān)測、提前預(yù)警、智能運(yùn)維的防雷方案，才是破解當(dāng)前困局的關(guān)鍵。

五、智能防雷破局：安科瑞在線監(jiān)測系統(tǒng)織密防護(hù)網(wǎng)

1.系統(tǒng)三層架構(gòu)，全鏈路監(jiān)測

安科瑞防雷智能在線監(jiān)測系統(tǒng)以“感知-網(wǎng)絡(luò)-用戶"三層架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)防雷設(shè)備的全狀態(tài)覆蓋：

感知層：靠SPD智能檢測單元、接地電阻檢測箱、雷電峰值檢測箱等設(shè)備，實(shí)時采集避雷器狀態(tài)、接地電阻、雷電參數(shù)；

網(wǎng)絡(luò)層：通過通訊管理機(jī)、光電交換機(jī)，將數(shù)據(jù)經(jīng)RS485總線、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)匯總；

用戶層：防雷系統(tǒng)監(jiān)控分機(jī)與AcrelEMS能源監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)動，直觀展示數(shù)據(jù)、支持打印，讓運(yùn)維人員隨時掌握狀態(tài)。

分級部署，適配多場景

系統(tǒng)還支持按區(qū)域分級部署：用智能防雷環(huán)境預(yù)警監(jiān)控箱+串口服務(wù)器，將不同區(qū)域的雷擊環(huán)境檢測器、各級SPD串聯(lián)，搭配雷電峰值、接地電阻檢測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)“一對一精準(zhǔn)檢測"。無論是大型建筑群還是分散配電場景，都能按需搭建監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。

這套系統(tǒng)把傳統(tǒng)防雷的“被動等故障"，變成“主動測狀態(tài)、提前預(yù)警"——從避雷器劣化到接地電阻升高，隱患在萌芽階段就能被捕捉，補(bǔ)上了傳統(tǒng)防雷的漏洞。

2.六大功能優(yōu)勢，筑牢防雷安全墻

這套系統(tǒng)的核心優(yōu)勢，在于把“被動防護(hù)"升級為“主動管控"：

實(shí)時監(jiān)測：24小時捕捉SPD狀態(tài)、接地電阻、雷電參數(shù)，數(shù)據(jù)動態(tài)更新無延遲；

防雷預(yù)警：雷擊風(fēng)險來臨前提前示警，給運(yùn)維留足應(yīng)對時間；

壽命預(yù)警：精準(zhǔn)預(yù)判SPD等設(shè)備的老化周期，避免超期服役；

故障告警：隱患出現(xiàn)時立即推送通知，定位故障點(diǎn)不盲目排查；

無人值守：系統(tǒng)自動運(yùn)行，降低人工巡檢成本與安全風(fēng)險；

主動維護(hù)：基于數(shù)據(jù)制定維護(hù)計(jì)劃，從“事后修"變“事前防"。

從數(shù)據(jù)中心到高層建筑，從工廠園區(qū)到交通樞紐，這套系統(tǒng)像一張“智能安全網(wǎng)"，把雷電隱患鎖在萌芽狀態(tài)，真正實(shí)現(xiàn)防雷安全的“可視化、可預(yù)警、可管控"。

3.系統(tǒng)界面功能顯示

3.1實(shí)時監(jiān)測

將防雷裝置（SPD）通過前端智能組網(wǎng)，提供圖形模塊化監(jiān)控界面，實(shí)時監(jiān)測防雷裝置（SPD）運(yùn)行狀態(tài)，對整區(qū)域防雷裝置（SPD）進(jìn)行集中管控，精確定位各區(qū)各點(diǎn)防雷裝置位置，實(shí)現(xiàn)雷電防護(hù)、實(shí)時監(jiān)測、SPD上下級運(yùn)行配置、遙信信號數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/span>

3.2故障告警

防雷裝置（SPD）故障類型：熱脫扣、漏電流、壽命極限、前置保護(hù)器脫網(wǎng)、欠電壓、過電流、通訊超時、接地電阻變化大等。當(dāng)防雷裝置（SPD）發(fā)生故障失效時，監(jiān)控站通過不同方式發(fā)出告警信號，如：報警燈閃爍，軟件監(jiān)測界面對應(yīng)設(shè)備的指示燈由綠色（正常）變成紅色（故障）并發(fā)出報警音，彈出故障信息對話框記錄；將故障防雷裝置信息以短信的方式發(fā)送至運(yùn)維管理人員的手機(jī)等。

故障信息內(nèi)容

其故障信息內(nèi)容包含故障地點(diǎn)、故障發(fā)生時間、闡述的現(xiàn)象、故障點(diǎn)名稱等，通過監(jiān)控系統(tǒng)平臺鎖定故障點(diǎn)位置，及時有效的維護(hù)防雷設(shè)備。

3.3壽命預(yù)警

對于超高層建筑物、機(jī)場、奧體中心、醫(yī)院、數(shù)據(jù)中心等項(xiàng)目對防雷裝置（SPD）更換的及時性要求很高，當(dāng)防雷裝置（SPD）劣化壽命達(dá)到自身預(yù)設(shè)程度時自動發(fā)出預(yù)警信息，提醒運(yùn)維管理人員提前更換，從而了保證防雷裝置（SPD）防護(hù)的連續(xù)性、有效性和可靠性。同時從根本上排除隱患問題。

3.4防雷預(yù)警

對于氣象、航空航天、通訊基站、石油化工和易燃易爆場所，需要；連續(xù)監(jiān)測大氣電場強(qiáng)度，測量記錄地面上靜電場值與變化 率，能在雷擊發(fā)生前的5~30分鐘發(fā)出雷電預(yù)警告警信號，并實(shí)現(xiàn)連續(xù)啟動三級雷電報警。

— 0級：沒有預(yù)警

— 1級：黃色預(yù)警

— 2級：橙色預(yù)警

— 3級：紅色預(yù)警

3.5無人值守

智能防雷在線監(jiān)測系統(tǒng)在發(fā)生故障告警或壽命預(yù)警信息時，系統(tǒng)能夠自動發(fā)出故障信息給運(yùn)維管理人員或者固定信息手機(jī)，以此降低傳統(tǒng)模式下24小時監(jiān)視，并能夠及時處理故障問題，實(shí)現(xiàn)無人值守，為用戶在運(yùn)維管理中節(jié)省大量的人力物力。

3.6主動維護(hù)

智能防雷在線監(jiān)測系統(tǒng)對整區(qū)防雷裝置的各區(qū)各點(diǎn)實(shí)時監(jiān)測，對故障發(fā)生點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)定位，同時提供設(shè)備問題及事件描述等方式將信息推送給運(yùn)維管理人員。打破傳統(tǒng)需在雷雨季節(jié)前后定期巡檢，且巡檢過程不全面及部分不易進(jìn)行檢測或安全隱患，也導(dǎo)致故障未排除等問題。因此，智能防雷監(jiān)控系統(tǒng)體現(xiàn)了智能化管理模式的優(yōu)勢，讓運(yùn)維管理人員能及時、準(zhǔn)確、有效的排除故障隱患問題，同時降低運(yùn)維人員的工作強(qiáng)度，大大節(jié)約時間，并通過故障實(shí)時信息實(shí)現(xiàn)對故障問題主動跟蹤維護(hù)處理。

4.硬件產(chǎn)品清單

5.應(yīng)用場景

例1：機(jī)場變電站防雷智能系統(tǒng)解決方案

雷擊過電壓的暫態(tài)沖擊會造成機(jī)場變電站二次系統(tǒng)嚴(yán)重?fù)p壞，造成大面積停電事故。因此目前機(jī)場變電站綜合自動化設(shè)備的防雷擊問題已納入電力系統(tǒng)重要的保護(hù)工作。

系統(tǒng)架構(gòu)：

系統(tǒng)中各級浪涌保護(hù)器及后備保護(hù)器組成浪涌保護(hù)器狀況數(shù)據(jù)傳感器平臺。

接地回路配置雷擊電流檢測器，構(gòu)成雷擊狀況數(shù)據(jù)傳感器平臺

低壓三相工作電壓、電流信號提供供電數(shù)據(jù)傳感器平臺

通過RS485總線采集傳感器數(shù)據(jù)、通過通訊管理器將數(shù)據(jù)上傳監(jiān)測系統(tǒng)或云平臺。

防雷監(jiān)控系統(tǒng)對雷擊有浪涌保護(hù)器狀況分析處理、實(shí)時顯示、失效預(yù)警、記錄雷擊次數(shù)、雷電流強(qiáng)度，對接地電阻進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)警。

例2：高速公路系統(tǒng)防雷智能系統(tǒng)解決方案

機(jī)電系統(tǒng)是高速公路系統(tǒng)中的重要中樞，其特點(diǎn)是點(diǎn)多、面廣、線長，既有強(qiáng)電，又有網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控等弱電。智能防雷將傳統(tǒng)防雷可視化、主動防護(hù)。防護(hù)更安全可靠。

系統(tǒng)架構(gòu)：

收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)等多雷區(qū)設(shè)置雷電預(yù)警裝置。

收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)、隧道配電室設(shè)浪涌保護(hù)，并對其實(shí)時監(jiān)測。

對配電站、重要設(shè)備及桿塔的接地電阻值進(jìn)行檢測，使接地電阻滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

對門架式監(jiān)控設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)通訊線路設(shè)置信號浪涌保護(hù)器，并對其進(jìn)行監(jiān)測，保障其安全可靠運(yùn)行。

防雷監(jiān)控系統(tǒng)對雷擊有浪涌保護(hù)器狀況分析處理、實(shí)時顯示、失效預(yù)警、記錄雷擊次數(shù)、雷電流強(qiáng)度，接地電阻進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)警，和雷電預(yù)警監(jiān)測。

水處理廠防雷智能系統(tǒng)

水處理廠防雷智能系統(tǒng)