电涌保护器实时状态监测系统在军事工程中的应用浅析

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1、电涌保护器实时状态监测系统在军事工程中的应用浅析海军北海工程设计研究院朱永彬北海舰队后勤部军港处孙震摘要：目前军事设施内的电涌保护器（SPD）主要采用人工巡检的方式，效率低下且存在安全隐患。木系统采用电力载波的方式，实现了军事设施内重要用电负荷末端状态监控SPD实时状态信号的无线传输，无需重新布线，易施工、节约经费，便于对既有场所的防雷保护进行优化改造，具有较广泛的军事和社会推广应用价值。特別适用于需要采取防化措施或设备停机后才允许人员进入的涉核、高强磁场雷达阵地等特殊场所，为各类固定军事设施内信息装备的

2、安全运行提供有力保障。关键词：电涌保护器（SPD）;在线监测；无线传输一、现状及问题的提出：据不完全统计，我国每年因雷电灾害造成的财产损失约50亿~100亿元，人员伤亡达3000〜4000人，其中部队营房和军事装备的受损也占相当的比重。信息化时代以来,雷击灾害事故体现了与以往不同的特点,由输电线路引入的感应雷造成的灾害尤为突出。SPD作为降低此类灾害的通用设备，在国防建设中己经得到了大量应用，但它在抗御雷击脉冲侵扰的同时也不可避免的产生老化，使SPD不能正常工作。2012年5月青岛某部办公楼网络机房遭受雷

3、击，致使内网服务器7台HUB及视频监控全部损坏，直接经济损失十几万元。某观通部队高山海岛上雷达站虽然采取了雷电防护措施，但其机房内电子信息设备还是经常遭受雷击。SPD的老化不可预测，随时可能发生。部队相关管理人员应该掌握SPD的工作状态，发现问题及时更换，以保障军事设施内信息装备可靠运行，对部队战斗力提升提供了可靠保证。目前，虽国内外对于雷电流的测量己有较多的研宄，但专门针对电涌保护器（SPD）实时状态监测的成套系统尚不多见。市面上已有的一些便携式SPD测量仪，对SPD的测试需通过人工定期监测，大大增加了

4、监测SPD的工作量。为了解SPD保护设备的工作状态，通常对SPD的监测有两种方法：(1)对无遥信接口的SPD,定期巡检每个SPD,监视其窗口状O(2)对冇遥信接口的SPD,所冇报警干结点串接连入监控室的报警灯或蜂鸣器，由监控室集中监测。一旦任何一个SPD损坏，监控室报警灯亮或蜂鸣器报警。这两种监测方法的缺点是：需要投入专人检测；而且监测点固定，受吋间和地域限制。在需监测的SPD数量较多吋，就无法及吋判断故障SPD。二、研究的必要性多年来，在工程应用中安装的防雷装置发生爆炸、起火、雷电防护失效等事故极人制约

5、着军事装备的效能发挥。防雷装置在运行中电气参数变化失效，且无法实吋掌控是造成事故频发的主要原因。1、现代战争形态己由机械化战争转变为信息化战争，由微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统，广泛的应用在我军各级指挥所、雷达阵地、导弹洞库、战备汕库等前方指挥和后方保障场所。这些弱电设备的工作电压大都在1.8v-5v,对浪涌的耐受能力比较脆弱，雷击吋易受过电压的暂态冲击造成指挥系统瘫痪。因此，尽快解决电子信总系统雷电灾害防护问题显得十分重要。2、涉核、高强磁场雷达阵地等无人值守的军事禁区，要检查SPD运行状态

6、需要采取防化措施或停机后才能进入工作场所。本系统的研究应用，可以改变当前以人工方式对军事设施内SPD运行状态进行巡检,并消除检查过程中潜在的安全隐患，维护管理更加科学便利。3、国防工程内SPD安装地点分散，以人工方式检查其性能状态，给管理人员带来大量工作，存在漏检的可能性。为了避免或减轻雷电灾害损失，保证军事设施内配电系统及电子信息系统稳定运行，加强对SPD状态监测的研究很有必要。三、主要研究内容电涌保护器实吋状态监测系统架构主要由现场监测管理终端、通信层和SPD显示管理平台组成。现场监测管理终端负责收集

7、SPD各类信号，主要包括状态采集和接地点的泄流波形等；通信层根据具体实际情况选择合适的方式传输终端数据；SPD显示管理平台负责汇总显示，并与用户交互，也可进行数据后期处理与分析。3.1、现场监测管理终端研究内容：研究内容主要包括电流监测方式的选择，和信号处理（包括滤波、线性化处理等）两部分。在线SPD监测的硬件由SPD状态采样模块、信号处理电路、AD采样模块、CAN总线模块、PC机通信以及电源等组成。本系统实现了以下功能：①远程监测并记录SPD脱扣点的温度、通断状态；②当脱扣吋，能够远程发送报警信号并记录

8、当前的温度。当温度达到脱扣温度而实际又未脱扣吋，能够远程报警；③定吋监测：其中定吋是系统自动定吋检测，也可以根据实际情况修改检测吋间；④可人工操作，根据实际需向采集端发送指令，让采集端采集当前需要的电源避雷器的状态参数。当系统出现过温或紧急状态吋。3.2、通讯层研究内容：获得检测信号后，检测信号与单片机的接U设计（A/D转换），单片机获得检测数据后，通过无线通信或者电力载波等方式实现与上位机的通信。无线通信可通过串口接蓝牙，或