智能信号防雷器在地震仪器上的应用!

2022-07-05 09:53:39  
根据地震站信号防雷的现状,结合全智能信号防雷装置的基本概念,明确提出APP该技术实现了机械设备实时监控系统管理方法的规划方案,以提高地震灾害站的信号防雷技术。安装系统将在两个站点进行试运行。数据显示,视频监控系统服务平台运行良好。根据视频监控系统可以实时看到信号防雷的运行和特点,当设施出现异常时,可以快速找出原因。
 
0前言
 
大多数地震灾害站位于宽阔而偏远的户外场所,这些地区很可能遭受雷击。因此,在雷雨季节,站台仪器设备被雷击的概率更高。在中国地震局的全力支持下,在过去两年中,信号防雷技术和机械设备被用于台站综合观察技术保障系统的建设,大大提高了台站仪器设备防雷电灾害的工作能力,改善了台站仪器设备因雷击损坏的状况,提高了台站观测数据的可持续性。

然而,信号防雷机械设备在逐渐应用的整个过程中,由于几次雷击后的特性会逐渐丧失,最终导致信号防雷机械设备基本功能的丧失。因此,台站信号防雷机械设备的运维管理十分重要。但是,由于电源防雷装置的数据信号为无源信号,无法掌握信号防雷的运行情况,无法立即掌握信号防雷设备的情况,因此无法立即提供站内信号防雷设备的运行维护能力,使信号防雷机械设备难以及时维护。

同时台站位于偏远地区,每到台站运维管理机器设备必须数小时。如果在台站检查中发现信号防雷机械设备已经脆化或损坏,需要带着防雷设施配件到台站进行第二次拆卸和维护,降低了运维管理效率[。
 
如果信号防雷机械设备的运行状态可以根据在线方法进行监控,则可以尽快掌握信号防雷机械设备的功能。一旦发现机械设备异常,可将防雷配件带到站进行维护和更换,从而合理提高站信号防雷机械设备在风暴期间的运行效率。因此,开发了全智能信号防雷器和信号防雷机械设备在线监控服务平台,根据网站进行数据检测和分析,立即掌握风暴期前后站信号防雷机械设备的运行和特点,并使用智能手机APP检查台站全智能信号防雷机械设备的运行情况。
 
1全智能数据信号防雷检测的基本原理
 
1.1雷击数据信号识别的基本原理
 
信号防雷装置中的微波传感器传感器将数据信息传输到信号防雷装置JU-8CK,由JU-8CK分析计算,一个JU-8CK8个信号防雷装置可以同时监控。其原理如下图1所示。信号防雷装置中的每个充放电元件都有一个带有电磁线圈的电磁线圈(特殊制造,不影响采集线的数据信号)。当充放电元件有雷击基础时,通过固定二极管输出电压JU-8CK,JU-8CK分析工作电压后,计算数量,参考元件设计方案的影响频率(由元件制造商给出)来计算元件的情况(正常、老化、无效)。在实际应用中,设计方案中雷击流单脉冲的最阀值为300A,最低敏感度为100A,单脉冲的最高值为10kA。
 

 
1.2雷击单脉冲检查的基本原理
 
站仪器设备观察系统软件在控制器与数据采集终端之间连接的信号防雷机械设备的目的是,一旦电源线上有磁感应雷击,可以快速充放电、充放电、嵌入、放电,有效保护传感器和数据采集器机械设备免受雷击损坏,然后保持站观察仪器设备安全。

全智能信号防雷机械设备是在原信号防雷机械设备的前提下,将电磁线圈(图2)粘贴在其充放电元件位置的设计方案。信号防雷装置本身就是一个微波传感器。当路线上没有雷击感应电势时,电磁线圈不容易损害信号防雷机械设备的工作特性。当电源线上的磁感应雷击流单脉冲时,雷击流单脉冲会根据充放电元件迅速释放地面。此时,充放电元件周围的电磁场将导致交替变化的电磁场。
 

 
因此,可以准确测量信号防雷装置信号线上每个充放电单脉冲导致电磁场抗压强度交替变化的抗压强度,可以初步判断电源线上每个磁感应雷击流单脉冲的抗压强度。如果电源线上的大雷击频率和额定值磁感应雷击流单脉冲抗压强度值可以根据额定值设计方案数据信息和实验结果进行认证,当数据信息超过额定值设计方案所需的频率和单脉冲抗压强度最高值时,可以初步判断信号防雷装置内部结构充放电元件逐渐老化,核衰变,特性降低,应进行维护和更换。
 
一般来说,一个信号防雷装置可以由几个按键进出电源线和组合充放电元件组成。当信号防雷装置选择型号、规格、充放电元件时,材料可以搜索信号防雷装置,承担较大的雷击频率和额定电压单脉冲抗压强度值。根据相关雷电模拟实验结果,一根电源线的承载力为额定电流的0.设计方案为8倍容量。

如果信号防雷装置有n根电源线,则充放电元件的承载力将增加n倍。当n根电源线上有雷击流单脉冲通过时,电磁线圈上形成的交替电磁场将大大增加,使电磁线圈输出端通过固定二极管导出,提高二次感应电压差信号强度,磁感应数据信号根据收集线端口号发送到收集监督,将大模块转换为数据记录差信号进行存储;应用图像处理软件进行数据信息记录和数据分析,然后根据检测系统后台管理数据库系统进行比较,可以基本判断在线监测信号防雷设备的变化,实现的实时监测站信号防雷运行状态。

台站智能信号防雷设备监控系统软件
 
2.1台站专业仪器设备信号防雷器基本原理
 
为了考虑每个站不同的雷电自然环境,站技术专业仪器设备信号防雷装置的设计方案为三级充放电,空架布置的地电阻信号防雷装置为四级充放电,放电电流为10kA;电感小,接触电阻小的部件。第一级选择放电电流大的气体放电管,电源线中的雷电流从气体放电管注入地面,第二级充放电元件TVS管充放电,然后注入地面;通过第二组解耦元件解耦后,在第三级TVS管充放电,然后注入地面。此时雷击流已经很小,仪器设备已经安全。
 
需要指出的是,由于站内仪器设备的检测精度非常高,系统选择的是对地震仪器数据信号频段损耗小、雷击频段信号衰减大的解耦元件。TVS接触电阻和全电感器稍大,在实际应用中必须选择开关二极管等原电感器和接触电阻。
 
2.2 台站智能信号防雷机械设备及智能防雷在线监控系统
 
台站智能信号防雷机械设备和视频监控系统由台站观察仪器设备、智能信号防雷器和JU-8CK多通道集线网络服务器及其台站分析系统。台站智能信号防雷装置将电磁线圈和数据信号输出端口附在原信号防雷装置的内部结构上,然后通过串行通信方式连接台站信号防雷设备多线收集服务器。

一个集线网络服务器有8个串口通信连接端口号,可以连接至少8个智能信号防雷器。集线网络服务器为以太网接口导出,称多通道集线网络服务器为串口通信连接/以太网接口导出网络服务器IP地址和站观察仪器设备在子网络中,以便在站计算机上安装分析系统,完成站多测信号防雷机设备的自动检测和信号防雷机设备的运行维护服务。图3显示了至少8个测量信号防雷装置的运行监测和管理平台设备连接组成(地震测量、强振动、液位线水温变形、电磁感应观察)。
 

 
三站系统软件实验操作
 
在安徽省地震监测台网的蚌埠台,金寨台对全智能信号防雷装置的运行监测和检测系统进行了测试。蚌埠台配备了三个气候元素的温度、降雨量筒和标准气压测量项目。全智能信号防雷装置和一个JU-8UK多通道集线数据信息网络服务器,金寨台安装了气候三要素的温度,降雨量筒全智能信号防雷器和JU-8CK多通道集线数据信息网络服务器。根据台站综合观察技术保障系统的技术标准,所有智能信号防雷机械设备固定在台站仪表柜内,观察设备周围。
 
台站全智能信号防雷装置雷击流单脉冲频率检查数据信息JU-8CK集线数据信息网络服务器可以获得台站全智能信号防雷装置受雷击流单脉冲冲击的频率记录。APP在平台上,监管程序界面可以实时显示台站信号防雷装置记录雷击流单脉冲记数状态(图4)。
 

 
分析系统依据GIS技术数据接收分析解决方案,显示数据统计分析结论,完成相应的信息推送。GIS地图上标明全智能信号防雷装置站的位置,说明站信号防雷设备的状态(红、绿、黄)。当站内检测到的信号防雷机械设备正常时,标注颜色为翠绿色;当发现异常时,标注的颜色变为鲜红色,使运维人员能够生动地看到站内信号防雷装置的特性,并立即进行维护管理;当标注的颜色为黄色时,意味着信号防雷装置可能处于逐渐老化的状态,运维人员必须给予关注和关注。
 
自2020年9月运营以来,由蚌埠台、金寨台两个站组装的全智能信号防雷器检测系统,其视频监控系统服务平台运行良好,5台信号防雷机设备试运行未发现异常问题。
 
4、后续及不够
 
经过几个月的试运行,实现了站信号防雷装置的远程控制在线监控和分析,为站信号防雷机械设备的运行和维护增加了便利,对提高站综合观察技术保障系统的效率具有重要意义。
 
目前阶段,试运行只是全智能信号防雷机设备的气候三个要素,组装运行对信号防雷装置本身的防雷特性没有影响,但对于电磁感应观察仪器设备全智能信号防雷装置无害,也需要做大量的测量全智能信号防雷装置实验[12]。其次,由于实验在线监控服务平台运行时间不长,5-8月高频、高韧性雷暴季节已经过去,也需要明年或通过1~2年雷暴季节的大测试。
 
其次,全智能信号防雷器的成本在一定程度上有所提高,基本估计增长约25%。由于机器和设备的数量要求不大,成本不能在一定程度上降低。或者可以将站信号防雷机械设备的运行监测检测系统页面和数据库系统放入站自然环境监测管理平台,也可以降低相应的成本,提高站运维管理的整体效率。
 
最后,该设计方案具有一定的安全风险和可变性,硬件配置有可能成为一次性机器设备。由于现阶段信息量较小,暂时无法获得许多结果,需要更多的实际数据信息进行认证。

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