遠程UPS控制系統(tǒng)在地震儀器防雷上的應(yīng)用

王 欣，馮興春，薛 偉，崔政東，王 喬

（1.鐵嶺地震臺，遼寧 鐵嶺 112000；2.遼寧省地震局，遼寧 沈陽 110034）

?

遠程UPS控制系統(tǒng)在地震儀器防雷上的應(yīng)用

王 欣1，馮興春1，薛 偉1，崔政東1，王 喬2

（1.鐵嶺地震臺，遼寧 鐵嶺 112000；2.遼寧省地震局，遼寧 沈陽 110034）

摘要：對現(xiàn)有臺站防雷基本情況進行分析，并提出遠程UPS控制系統(tǒng)在地震儀器防雷上的應(yīng)用，詳細闡述了此操作系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：雷害； UPS；遠程可控

0 引言

由于地震臺站多處于偏遠山區(qū)，前兆監(jiān)測儀器更是在操作困難的山洞中運行，每逢雷雨季節(jié)儀器都會受雷擊而造成斷記。由于環(huán)境因素維修人員不能及時到達，影響觀測質(zhì)量不說，同時也給數(shù)據(jù)分析帶來了不便。

針對這一問題，筆者提議在供電的UPS電源上加一個可監(jiān)測的、可控的模塊。該模塊可以在雷電到來之前斷開UPS的市電供應(yīng)，并實時監(jiān)控UPS的供電情況，以此來躲開雷擊，確保數(shù)據(jù)運行連續(xù)、完整。希望這種操作功能能夠在以后的雷電防備中有所應(yīng)用。

1 地震臺站現(xiàn)有的防雷系統(tǒng)基本情況與近年來雷擊統(tǒng)計

1.1 現(xiàn)有防雷的系統(tǒng)基本情況

雷電對臺站觀測系統(tǒng)的危害一般有兩個途徑。一是直接落雷，即雷電直接擊中觀測系統(tǒng)造成設(shè)備損壞；二是感應(yīng)雷，即雷電通過電力線、信號線、傳輸線、天線等感應(yīng)出很高的電壓進入觀測系統(tǒng)造成設(shè)備損壞［2］。

地震臺防雷系統(tǒng)（包括配電、接地、綜合布線、防雷等內(nèi)容），是臺站必不可少的工作平臺，是地震觀測系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)、是產(chǎn)出連續(xù)、穩(wěn)定、可靠數(shù)據(jù)資料的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

隨著地震觀測系統(tǒng)的自動化裝備越來越先進，設(shè)備電路的精密集成度日益提高，耐壓能力和抗電磁干擾的能力很弱，經(jīng)不起過電壓大電流的沖擊，感應(yīng)雷電及雷電電磁脈沖的入侵很容易損壞相應(yīng)的電子器件、電氣設(shè)施，加之現(xiàn)有“九五”和“十五”防雷設(shè)備老化和防雷措施的陳舊，雷擊的危害明顯增加。

1.2 雷電危害統(tǒng)計

雷擊已成為影響臺站儀器長期穩(wěn)定運行和造成設(shè)備損毀的重要因素之一，現(xiàn)將近幾年各省臺站受雷擊統(tǒng)計如下（表1）。

2 遠程UPS控制系統(tǒng)工作原理與操作

2.1 工作原理

地震臺站對交流電源的主要要求是：穩(wěn)定不斷電，避免雷電感應(yīng)危害，減少電網(wǎng)污染影響。為了保證交流供電質(zhì)量，應(yīng)配備交流穩(wěn)壓器、長延時UPS裝置。UPS是每個臺站不可缺少的選擇，但是怎樣能夠防雷是我們要討論的內(nèi)容。

當(dāng)雷電接近時操作者通過操作上位機的隔離供電模式（斷開市電和UPS的干線），來控制UPS與市電接通情況，讓UPS直接供電在防感應(yīng)雷方面起顯著效果。當(dāng)上位機操作者通過上位機運行此模式時，設(shè)備無條件運行此模式至上位機操作者切換至旁路模式。讓UPS提供電流，在沒有大功率運行的情況下UPS一般的正常供電時間為8～10小時。為了不影響觀測數(shù)據(jù)我們通過上位機界面時時注意UPS放電情況，當(dāng)然我們可以編寫一個報警軟件針對UPS放電情況，當(dāng)電流低于安全值進行警報，這樣便于觀測者對UPS放電情況的觀測。然而，當(dāng)雷群過后操作者可以通過操作上位機的旁路模式即交流直供，是一種非隔離供電方式。市電直接給UPS供電，市電和UPS的干線連接著。遠程UPS的控制系統(tǒng)工作原理圖如圖1所示。

圖1　遠程UPS控制系統(tǒng)工作原理圖Fig.1 Working principle diagram of remote UPS control system

2.2 可控UPS的操作

2.2.1 查找設(shè)備IP

設(shè)備開機正常工作后，連接設(shè)備和計算機的網(wǎng)口，使用IP捕捉器可以找到設(shè)備IP地址。在計算機開始處運行——》CMD——》輸入telnet加設(shè)備IP地址可以登錄到設(shè)置界面中。在服務(wù)器設(shè)置窗口設(shè)置IP地址，注意此IP要滿足局域網(wǎng)內(nèi)IP設(shè)置，這樣就可以將山洞中的UPS供電系統(tǒng)與監(jiān)測室電腦建立了鏈接。

2.2.2 上位機操作界面

圖2　上位機操作界面Fig.2 The interface of PC control

界面上，顯示各個臺站在地圖上的相對位置，以及每個臺設(shè)備的工作情況。 界面包括菜單區(qū)、地圖區(qū)、監(jiān)測信息區(qū)、界面地圖更換區(qū)、報警信息區(qū)、狀態(tài)提示區(qū)。 地圖區(qū)：根據(jù)所在地區(qū)的不同，設(shè)置相應(yīng)的地圖。 監(jiān)測信息：臺站名稱、IP地址、端口、電源型號、工作模式。

2.2.3 臺站管理

（1）增加臺站：要先填寫臺站名稱、IP地址、端口（為10001）、模塊型號，坐標(biāo)X、Y值，點增加臺站即可，這時在地圖界面出現(xiàn)一個紫色圓。

（2）修改臺站：修改選擇的臺站，注意修改時是以臺站名稱作為主鍵，所以此項不能修改，其他均可修改。

（3）刪除臺站：點擊刪除臺站，提示如下，點擊確定則刪除站點。

（4）指定臺站：只對指定的臺站進行數(shù)據(jù)管理和監(jiān)控。指定臺站窗口分為模式、控制和狀態(tài)選項，只有在左側(cè)頁面選擇了臺站名稱并連接上，才可以執(zhí)行后續(xù)相應(yīng)的操作。

①模式選項

旁路供電：使設(shè)備工作在旁路的工作模式。

隔離供電：使設(shè)備工作在隔離的工作模式。

②控制選項

輸出供電/斷開：給UPS負載斷電復(fù)位。

本機復(fù)位：熱復(fù)位設(shè)備。

③狀態(tài)選項

模式查詢：查詢設(shè)備當(dāng)前工作模式。

市電狀態(tài)：查詢市電是否輸入。

3 結(jié)論

雷電危害目前時地震監(jiān)測儀器最主要的危害之一，本文針對雷害情況所編寫的遠程控制的UPS，界面簡潔、清晰、操作簡單［1］。通過捕捉IP實施遠程連接，只要在局域網(wǎng)之內(nèi)可以進行多個臺站供電監(jiān)控。天津薊縣已經(jīng)應(yīng)用此控制系統(tǒng)，并通過遠程UPS控制系統(tǒng)的應(yīng)用使得臺站地震儀器受雷害的損失大大減少。從而提高了地震觀測系統(tǒng)的運行質(zhì)量，為監(jiān)測預(yù)報分析提供連續(xù)不間斷的分析數(shù)據(jù)。當(dāng)然此操作系統(tǒng)還需要完善和改進，我們還需不斷地探索與研究。

參考文獻：

［1］李秀麗， 雷晨.遠程故障診斷監(jiān)控系統(tǒng)中心軟件的設(shè)計與應(yīng)用［J］.防災(zāi)減災(zāi)學(xué)報，2012，28 （2）：32-36.

［2］王連權(quán)，佟國剛.數(shù)字地震前兆臺站雷害原因與防雷措施［J］.東北地震研究，2002，18，（3）：50-54.

THE REMOTE CONTROL OF UPS IN THE APPLICATION OF LIGHTNING PROTECTION

WANG Xin1，F(xiàn)ENG Xing-chun1，XUE Wei1，CUI Zheng-dong1，WANG Qiao2
（1.Tieling Seismic Station，Liaoning Tieling 112000 China；2. Earthquake Administration of Liaoning Province， Liaoning Shenyang 110034，China）

Abstract：With the seismic observation system is more and more advanced automation equipment，precision equipment circuit integration is increasing day by day， the compression ability and the ability of resistance to electromagnetic interference is very weak， can't withstand the impact of the over voltage large current， the invasion of induction thunder and lightning electromagnetic pulse is easy to damage the corresponding electronic components， electrical facilities. This paper introduces the UPS system function of remote control， the method of operation function in lightning protection issue.

Key words：lightning disturbance； UPS； the remote control

中圖分類號：P315

文獻標(biāo)志碼：A

DOI:10.13693/j.cnki.cn21-1573.2016.02.015

文章編號：1674-8565（2016）02-0087-04

收稿日期：2016-01-20

修訂日期：2016-03-25

作者簡介：王欣（1988-），男，遼寧省鐵嶺市人，2012年畢業(yè)于防災(zāi)科技學(xué)院，電氣工程及其自動化專業(yè)，本科，助理工程師，現(xiàn)主要從事地震形變觀測與監(jiān)測預(yù)報工作。