易燃易爆場所罐區(qū)防雷接地在線監(jiān)測設計施工方案

一、方案背景

易燃易爆場所罐區(qū)儲存著大量危險化學品，一旦遭受雷擊引發(fā)事故，將造成不可挽回的損失。傳統(tǒng)的防雷接地檢測方式多為人工定期檢測，存在檢測不及時、無法實時掌握接地狀態(tài)等問題。為了提高罐區(qū)防雷安全水平，實現(xiàn)對防雷接地系統(tǒng)的實時監(jiān)測，特制定本設計施工方案。本方案采用先進的在線監(jiān)測技術，結合可靠的傳輸方式和專業(yè)的監(jiān)測軟件，確保罐區(qū)防雷接地系統(tǒng)始終處于有效監(jiān)控之下，為罐區(qū)的安全生產(chǎn)提供有力保障。

一直以來，常規(guī)的防雷手段是在設備中增加雷電防護裝置，認為這樣就能起到保護作用，而事后也很少展開排查和維護。然而，作為保護性設施，雷電防護裝置本身為易損器件/設備，會隨年限老化、雷擊劣化，如不能及時有效地排查和檢修，極易導致防雷保護失效、設備受損，甚至更因產(chǎn)品老化，導致熱脫扣失效，引發(fā)火災等安全事故。

 此外，即便是采取人工方式定期對防雷設施進行排查檢修，也易存在以下幾方面的問題：

 1)雷電防護裝置安裝分散，排查難度大、周期長，容易出現(xiàn)漏檢、檢測不到位的現(xiàn)象;

 2)信息掌握不準確，無準確預判雷電防護裝置的壽命，日常運維成本高;

 3)缺乏智能化手段，沒有一個系統(tǒng)性的監(jiān)測和報警系統(tǒng)，雷電防護裝置運行數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)不能實時監(jiān)測。

 綜上可知：傳統(tǒng)防雷過度依賴于防雷裝置、人員定期的檢測，但仍不能排除不可預知的安全隱患，為城市乃至未來智慧城市埋下了一定的安全隱患，難以符合未來智慧城市智能防控風險、保障安全的基本訴求。

 “防雷智能在線監(jiān)測系統(tǒng)”應運而生

 為彌補雷電防護裝置監(jiān)管手段相對落后的短板，部分如帝豪電子等一批早期實力防雷企業(yè)自主研發(fā)了“智慧在線監(jiān)測系統(tǒng)”。結合信息技術、物聯(lián)網(wǎng)技術，將被動防雷保護提升為智能化防雷保護，全方面的對直擊雷、感應雷、接地電阻和SPD進行實時在線監(jiān)測、動態(tài)監(jiān)管，打造信息互聯(lián)、預警互通、處置互動的監(jiān)管網(wǎng)絡，構建事前跟蹤、事中防范、事后查處的全過程監(jiān)管體系，逐步構建“全域互通、提前預警、實時響應”的監(jiān)管閉環(huán)。

系統(tǒng)構架

二、系統(tǒng)目標

1. 實時、精準監(jiān)測罐區(qū)防雷接地電阻值，及時發(fā)現(xiàn)接地電阻異常情況。

2. 通過穩(wěn)定的傳輸網(wǎng)絡，將監(jiān)測數(shù)據(jù)快速、準確地傳輸至機房監(jiān)測中心。

3. 在機房端實現(xiàn)對監(jiān)測數(shù)據(jù)的集中管理、分析與展示，為運維決策提供數(shù)據(jù)支持。

4. 當監(jiān)測到接地電阻異?；蛳到y(tǒng)故障時，能及時發(fā)出預警信號，通知相關人員采取措施。

智能防雷接地在線監(jiān)測系統(tǒng)助力智能化監(jiān)測的發(fā)展。它利用物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)接地系統(tǒng)等需要監(jiān)測要素的實時在線管理，包括但不限于無人值守站所，一旦出現(xiàn)問題，即可準確定位并實時遠程報警，無需人員巡查，即可在第一時間掌握現(xiàn)場情況，迅速安排處理。

智能防雷接地在線安全監(jiān)測系統(tǒng)，基于云物聯(lián)、傳感器、智能算法技術、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)等技術手段，可實現(xiàn) 接地系統(tǒng)實時監(jiān)測。同時將雷電防護系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)處理，通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)對雷電監(jiān)測與管理功能。

利用物聯(lián)網(wǎng)技術，通過統(tǒng)一的軟件平臺，實現(xiàn)每一個監(jiān)測現(xiàn)場的周期管理，如該監(jiān)測網(wǎng)點每一周期的接地電阻信息及反饋等等。

能夠實現(xiàn)低功耗的要求：配合后臺軟件系統(tǒng)，能夠及時的將通知上傳并推送給各類需求客戶端，并可以實現(xiàn)在沒有第三方中介的情況下發(fā)送特別數(shù)據(jù)，降低了依賴特定于操作系統(tǒng)的解決方案

雷電監(jiān)測管理平臺的設計具有開放性、模塊化、標準化、智能化特點。該系統(tǒng)可在智能監(jiān)測網(wǎng)絡基礎之上，通過對防雷裝置監(jiān)測信息的融合處理與分析，給出各用戶雷電災害的危害程度與預警信息。從而為后續(xù)大范圍應用和防雷減災社會服務提供強有力的大數(shù)據(jù)平臺和服務功能。也體現(xiàn)出氣象部門對氣象綜合數(shù)據(jù)應用的優(yōu)勢與水平。

三、系統(tǒng)組成

1.  接地電阻在線監(jiān)測設備：選用帝豪防雷系列的接地電阻在線監(jiān)測儀，安裝在罐區(qū)各個需要監(jiān)測的接地位置。該設備采用先進的感應技術，無需斷開接地線路即可實時測量接地電阻值，具有高精度、高穩(wěn)定性的特點，可適應惡劣的工業(yè)環(huán)境。

 接線示意圖

產(chǎn)品簡介                                               

帝豪智能接地電阻監(jiān)測儀采用新一代精密三線法或簡易二線法專為監(jiān)測接地引下線的連接狀況和接地電阻值的智能設備。具有抗干擾強，測量精度高，操作簡單；用于電力、石油石化、通信、交通、機場、礦區(qū)、網(wǎng)絡機房等智能防雷監(jiān)測系統(tǒng)中,實現(xiàn)對用戶端防雷接地狀態(tài)的監(jiān)測，特殊場合可以使用自配太陽能供電系統(tǒng)解決方案或增加適合適用于防爆區(qū)域（0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)）的箱體，其技術業(yè)界領先、性能穩(wěn)定、安全可靠。遵循RS485半雙工的Modbus RTU格式的協(xié)議通訊，方便用戶組網(wǎng)監(jiān)控。

功能特點

(1) 兩極法、三極法，伏安法測試原理?？蓽y量最大/最小/平均接地電阻阻值。

(2) 采用高性能 MCU集成，測量精度高，抗干擾能力強，并能防護雷電沖擊.

(3) 支持本地啟動測試、數(shù)據(jù)讀取、工作狀態(tài)指示及參數(shù)設置。

(4) 實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)顯示及歷史數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計分析。

(5) 接地電阻監(jiān)測、地網(wǎng)電阻進行周期性自動檢測、通過接地電阻值的參數(shù)變化情況及時發(fā)現(xiàn)狀態(tài)阻值，實現(xiàn)地網(wǎng)、地阻的故障預警；

(6) 支持本地啟動測試、數(shù)據(jù)讀取、工作狀態(tài)指示及參數(shù)設置。

(7) RS485通信串口，Modbus協(xié)議；

技術參數(shù)

2. 傳輸線路：采用485線作為數(shù)據(jù)傳輸線，將各個監(jiān)測設備連接起來。485線具有抗干擾能力強、傳輸距離遠的優(yōu)點。各監(jiān)測設備通過手拉手的方式依次連接，最后匯聚到智能型集中管理器。手拉手連接方式可以有效減少信號反射，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性 。傳輸線選用符合標準的RYJV2*1.5屏蔽雙絞線，其特性阻抗為120Ω，能夠減少分布電容和共模干擾，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性。

3. 智能型集中管理器：采用帝豪防雷系列的485轉網(wǎng)絡智能型集中管理器。智能型集中管理器的作用是將485信號轉換為網(wǎng)絡信號，以便通過網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸。它具備強大的數(shù)據(jù)處理能力和穩(wěn)定的通信性能，能夠快速、準確地完成信號轉換，并與監(jiān)測設備和后續(xù)的網(wǎng)絡設備進行良好的通信。智能型集中管理器支持多種通信協(xié)議，可根據(jù)實際需求進行配置，確保與整個監(jiān)測系統(tǒng)的兼容性。

產(chǎn)品簡介

智能型集中管理器采用高性能處理器，應用于終端數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)分析處理，靈活組網(wǎng)。支持RJ45、RS485、MODBUS 、MQTT、Zigbee的2.4G無線傳輸?shù)葌鬏敺绞郊皡f(xié)議，可自定義編程接口。接收電源浪涌保護器、后備浪涌保護器、地阻儀等各類監(jiān)測儀發(fā)出的采集數(shù)據(jù)，并提供數(shù)據(jù)匯聚功能。對接入終端設備進行配置和安全審查，提供數(shù)據(jù)匯集并上傳到控制平臺。

產(chǎn)品特點

(1) 、采用高性能處理器，數(shù)據(jù)處理效率高，具有數(shù)據(jù)透傳、數(shù)據(jù)緩存、斷網(wǎng)保護等功能；

(2) 、標準35mm導軌安裝，36mm寬度，易安裝。

(3) 、支持有線和無線通訊傳輸；

(4) 、具有工作狀態(tài)指示燈

(5) 、支持多設備采集，優(yōu)化采集指令數(shù)量，極大提高通信效率。

技術參數(shù)

4.  雷電預警：

產(chǎn)品簡介

雷電預警監(jiān)測儀主要用于連續(xù)監(jiān)測大氣電場強度，實時測量記錄地面上的靜電場值與變化率，采用先進的數(shù)據(jù)處理，能在雷擊發(fā)生前的5～30分鐘發(fā)出雷電預警告警信號，并實現(xiàn)連續(xù)啟動三級雷電報警。是一款集大氣電場監(jiān)測、雷電臨近預警，軟硬件高度集成的系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要解決易燃易爆場所長期面臨的雷電等安全問題?？梢宰龅饺驅崟r在線監(jiān)控、提前預警、集中監(jiān)管等功能，可以有效解決因雷電等安全隱患。對雷電活動進行識別、預警，提前防范。

產(chǎn)品特點

1、采用無電機等易磨損可動機械部件，具有體積小、功耗低、可靠性高、易于集成等突出優(yōu)點。

2、全數(shù)字化電場探測與雷電預警平臺，其核心電場探測結構基于電荷感應原理。

3、采用電場微分結合門限閾值優(yōu)化雷電預警算法，與常規(guī)采用的門限閾值方法相比較，大概率規(guī)避人為干擾（雨天/大風/雪天/揚塵）等引起的誤報問題，進一步提高了預警的準確度。

4、雷電預警系統(tǒng)預警準確、便于組網(wǎng)、安裝方便，主要面向航天國防、氣象、石油石化、電網(wǎng)、易燃易爆炸、景區(qū)、礦山、油庫、軍事等領域大氣電場探測和雷電局域短時預警的應用需求。

技術參數(shù)

5.氣象多要素監(jiān)測儀

產(chǎn)品簡介

氣象多要素監(jiān)測儀是一種測量多參數(shù)氣象要素的專業(yè)級傳感器，針對多領域氣象參數(shù)進行監(jiān)測的儀器。設備創(chuàng)新性地將氣象標準六參數(shù)（環(huán)境溫度、相對濕度、風速、風向、大氣壓力、降雨量）通過一個高集成度結構來實現(xiàn)，可實現(xiàn)戶外氣象參數(shù)24小時連續(xù)在線監(jiān)測，通過數(shù)字量通訊接口將六項參數(shù)一次性輸出給用戶。廣泛用于氣象服務、農業(yè)生產(chǎn)、航空航天、海洋運輸、城市規(guī)劃、軍事及森林草原等眾多領域。

產(chǎn)品特點

1、標配監(jiān)測溫度、相對濕度、風速、風向、大氣壓力、降雨量六項參數(shù)，標準氣象六參數(shù)監(jiān)測，RS485通訊，MODBUS協(xié)議通訊；

2、精度高、性能可靠，適用于戶外氣象惡劣環(huán)境領域；

3、實現(xiàn)參數(shù)采集、可選配我們的無線數(shù)據(jù)采集器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動上傳網(wǎng)絡平臺，手機客戶端實時查看數(shù)據(jù)；

4、實時監(jiān)測氣象環(huán)境數(shù)據(jù)，成本低，適合網(wǎng)格化布點；

5、體積小、模塊化設計，靈活布局；

6、可選配GPS定位，實現(xiàn)設備跟蹤功能；

7、數(shù)據(jù)采集采用32位高速處理芯片，穩(wěn)定、抗干擾。

技術參數(shù)

6.交換機與光纖：在傳輸過程中，使用交換機對網(wǎng)絡信號進行匯聚和分發(fā)。交換機采用工業(yè)級產(chǎn)品，具備高可靠性和穩(wěn)定性，能夠滿足長時間、高負荷的工作要求。通過光纖將交換機與機房連接起來，光纖具有傳輸速度快、帶寬大、抗干擾能力強等優(yōu)點，可保證數(shù)據(jù)的高速、穩(wěn)定傳輸，有效滿足大量監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時傳輸需求。

7. 機房監(jiān)測設備：在機房端配備高性能電腦，安裝專業(yè)的防雷接地在線監(jiān)測軟件。該軟件由專業(yè)團隊開發(fā)，具有友好的用戶界面，可直觀展示各個監(jiān)測點的接地電阻實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)曲線、報警信息等。軟件具備強大的數(shù)據(jù)存儲和分析功能，能夠對長時間的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行存儲，以便后續(xù)查詢和分析；同時，通過對數(shù)據(jù)的分析，可預測接地系統(tǒng)的潛在故障，為維護人員提供科學的決策依據(jù)。

 軟件界面

四、系統(tǒng)工作原理

1. 數(shù)據(jù)采集：分布在罐區(qū)各處的接地電阻在線監(jiān)測設備按照設定的時間間隔對所在位置的接地電阻進行實時測量，并將測量數(shù)據(jù)進行初步處理和存儲。

2. 數(shù)據(jù)傳輸：監(jiān)測設備通過485線以手拉手的方式將測量數(shù)據(jù)傳輸至智能型集中管理器。在傳輸過程中，485線利用差分信號傳輸原理，有效抵抗外界干擾，確保數(shù)據(jù)準確傳輸。智能型集中管理器接收到485信號后，將其轉換為網(wǎng)絡信號，并通過網(wǎng)絡接口將數(shù)據(jù)發(fā)送至交換機。

3. 數(shù)據(jù)匯聚與傳輸：交換機對接收到的來自各個智能型集中管理器的數(shù)據(jù)進行匯聚，并根據(jù)網(wǎng)絡配置將數(shù)據(jù)通過光纖傳輸至機房。光纖利用光信號進行數(shù)據(jù)傳輸，具有高速、大容量、低損耗的特點，能夠滿足大量監(jiān)測數(shù)據(jù)快速傳輸?shù)男枨蟆?

4. 數(shù)據(jù)處理與展示：機房中的監(jiān)測軟件接收來自光纖傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行解析、存儲和分析。軟件將實時數(shù)據(jù)以直觀的界面展示給運維人員，包括各個監(jiān)測點的接地電阻數(shù)值、狀態(tài)等信息；同時，軟件還可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)生成數(shù)據(jù)曲線，幫助運維人員分析接地電阻的變化趨勢，及時發(fā)現(xiàn)潛在問題。當監(jiān)測到接地電阻異?；蛳到y(tǒng)出現(xiàn)故障時，軟件會及時發(fā)出聲光報警信號，并通過短信、郵件等方式通知相關人員。

五、施工步驟

1. 前期準備

- 詳細勘察罐區(qū)現(xiàn)場，確定監(jiān)測設備的安裝位置、傳輸線路的敷設路徑以及智能型集中管理器、交換機等設備的安裝地點。

- 根據(jù)勘察結果，制定詳細的施工計劃，明確施工進度、人員安排和材料設備需求。

- 準備施工所需的材料和設備，包括帝豪防雷系列的接地電阻在線監(jiān)測設備、485轉網(wǎng)絡智能型集中管理器、485線、光纖、交換機、機房電腦及監(jiān)測軟件等，并確保其質量符合要求。

- 組織施工人員進行技術培訓和安全培訓，使其熟悉施工流程、技術要求和安全注意事項。

2. 監(jiān)測設備安裝

- 根據(jù)確定的安裝位置，將接地電阻在線監(jiān)測設備安裝在罐區(qū)的接地引下線或接地極上。安裝時要確保設備安裝牢固，與接地線路連接可靠，并做好防護措施，防止設備受到外界環(huán)境的影響。

- 按照設備說明書的要求，對監(jiān)測設備進行初始化設置，包括設備地址、通信參數(shù)、測量周期等。

3. 傳輸線路敷設

- 根據(jù)敷設路徑，開挖線槽或架設橋架，用于敷設485線和光纖。線槽或橋架的安裝要牢固、平整，并做好防腐、防火處理。

- 將485線按照手拉手的方式依次連接各個監(jiān)測設備，并確保連接正確、牢固。在連接過程中，要注意485線的正負極性，避免接反。同時，每隔一定距離要對485線進行固定，防止線路松動。

- 敷設光纖時，要注意光纖的彎曲半徑，避免過度彎曲導致光纖損壞。光纖的連接采用專業(yè)的熔接技術，確保連接損耗小、信號傳輸穩(wěn)定。熔接完成后，要對光纖進行測試，確保其性能符合要求。

4. 智能型集中管理器與交換機安裝

- 將485轉網(wǎng)絡智能型集中管理器安裝在合適的位置，通常選擇在靠近監(jiān)測設備集中區(qū)域且便于網(wǎng)絡連接的地方。智能型集中管理器的安裝要牢固，并做好接地保護。

- 按照智能型集中管理器說明書的要求，進行智能型集中管理器的硬件連接和軟件配置，包括設置智能型集中管理器的IP地址、通信協(xié)議、485端口參數(shù)等，確保智能型集中管理器能夠與監(jiān)測設備和交換機正常通信。

- 將交換機安裝在機房的網(wǎng)絡機柜中，按照交換機的安裝手冊進行硬件安裝和配置。連接交換機的各個端口，將來自智能型集中管理器的網(wǎng)絡信號接入交換機，并確保交換機與機房的其他網(wǎng)絡設備（如服務器、路由器等）連接正常。

5. 機房設備安裝與調試

- 將機房電腦安裝好，并確保其硬件配置滿足監(jiān)測軟件的運行要求。安裝專業(yè)的防雷接地在線監(jiān)測軟件，按照軟件安裝向導進行操作，完成軟件的安裝和初始化設置。

- 將交換機與機房電腦通過網(wǎng)線連接起來，確保網(wǎng)絡通信正常。在電腦上打開監(jiān)測軟件，進行軟件與硬件設備的聯(lián)調。測試各個監(jiān)測設備的數(shù)據(jù)是否能夠正常傳輸至機房電腦，軟件是否能夠正確顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)、生成歷史曲線和發(fā)出報警信息等。

- 對整個系統(tǒng)進行全面測試，包括模擬接地電阻異常情況，檢查系統(tǒng)是否能夠及時準確地發(fā)出報警信號；測試數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和準確性，確保在不同工況下系統(tǒng)都能正常工作。對測試過程中發(fā)現(xiàn)的問題及時進行整改，確保系統(tǒng)調試合格。

六、系統(tǒng)維護與管理

1. 日常維護

- 定期檢查監(jiān)測設備、傳輸線路、智能型集中管理器、交換機等硬件設備的運行狀態(tài)，查看設備是否有損壞、松動、過熱等異常情況，如有問題及時進行維修或更換。

- 檢查監(jiān)測軟件的運行情況，確保軟件能夠正常接收、處理和顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)。定期對軟件進行更新和優(yōu)化，以提高軟件的性能和功能。

- 清理設備表面和周圍的灰塵、雜物，保持設備的清潔和良好的散熱環(huán)境。對機房進行定期巡檢，確保機房的溫度、濕度、通風等環(huán)境條件符合設備運行要求。

2. 數(shù)據(jù)管理

- 定期備份監(jiān)測數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)丟失。備份的數(shù)據(jù)要存儲在安全可靠的存儲介質中，并做好標識和管理，以便后續(xù)查詢和使用。

- 對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析和評估，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結果制定合理的維護計劃和決策。例如，通過分析接地電阻的變化趨勢，判斷接地系統(tǒng)是否存在潛在的故障隱患，及時采取措施進行修復。

3. 故障處理

- 當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，如監(jiān)測設備故障、傳輸線路中斷、軟件報錯等，維護人員要及時響應，迅速定位故障原因，并采取有效的措施進行修復。對于重大故障，要及時上報相關部門，并組織專業(yè)技術人員進行搶修。

- 建立故障記錄檔案，對每次故障的發(fā)生時間、故障現(xiàn)象、故障原因、處理措施和處理結果等進行詳細記錄，以便總結經(jīng)驗教訓，提高故障處理能力。

4. 人員培訓

- 定期組織運維人員進行技術培訓，使其熟悉系統(tǒng)的工作原理、操作方法、維護要點和故障處理流程，不斷提高運維人員的技術水平和業(yè)務能力。

- 加強對運維人員的安全培訓，提高其安全意識，確保在系統(tǒng)維護和管理過程中遵守安全操作規(guī)程，避免發(fā)生安全事故。

七、總結

本設計施工方案通過采用先進的接地電阻在線監(jiān)測技術、可靠的傳輸方式和專業(yè)的監(jiān)測軟件，實現(xiàn)了對易燃易爆場所罐區(qū)防雷接地系統(tǒng)的實時、精準監(jiān)測。通過本方案的實施，可以及時發(fā)現(xiàn)防雷接地系統(tǒng)中存在的問題，提前預警潛在的安全隱患，為罐區(qū)的安全生產(chǎn)提供有力保障。在施工過程中，要嚴格按照施工步驟和技術要求進行操作，確保系統(tǒng)的安裝質量；在系統(tǒng)運行后，要加強維護與管理，保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定、可靠運行。