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超高层建筑的智能化防雷

2024-08-19 来源:钮旅网
圈丝 建煎 No.I I Vo1.7 fSeriaI No.831 2016 ・工程与应用・ 超高层建筑的智能化防雷 尹群 (上海优泰欧申机电有限公司,上海201600) 摘 要:介绍了超高层建筑在电涌保护运行管理中面临的问题。阐述了上海中心 大厦项目中的欧申雷电保护智能管理系统,提出了针对电涌保护器劣化的有效解 决方案,分析了超高层建筑中雷电保护智能管理系统的特点和组网技术,通过智能 网关将RS-485总线信号转换为标准网络信号,通过光纤上传到主机进行实时 监控。 尹群(1 ),男, 工程师,从事22【)/38o V 及以下配电和信号系 关键词:高层建筑;雷电保护智能管理系统;电涌保护器;经典网络构架 中图分类号:TU 856文献标志码:B文章编号:1674—8417(2016)11—0042—04 DOI:10.16618/j.cnki.1674—8417.2016.11.012 统电涌保护器的研发 及工程应用。 O 引 言 超高层建筑的建筑结构复杂,各种电气、电 还因SPD过载后的故障导致次生灾害的发生,如 起火事故,主要灾害的发生有以下两方面原因。 (1)常见防雷设施的维护手册和用户内部 维护规则,都会要求定期由维护人员对防雷设施 进行现场检测和检查。对于小规模的防雷系统, 可以满足多频次的巡视检查,但对于大规模的防 雷系统,人工检查的方式存在两个明显的问题: 子设备密集分布,楼宇自动化管理程度高,电子 电气设备容易受线路上的各种过电压和空间电 磁脉冲干扰的影响,其高度决定了超高层建筑受 雷击的概率大。所以,工程设计人员都以国家标 准GB 50343--2012{建筑物电子信息系统防雷技 术规范》 中最高的A类建筑进行防雷保护的设 计,以提高防雷的拦截效率。 超高层建筑防雷的重要性已被人们广泛接 受,但安装电涌保护器(Surge Protective Device, SPD)以后的运行安全却很少有人关注。本文结 ①耗费大量的人力,周期长,检查人员的检测设 备是否专业,检测的质量是否保证,特别是大规 模设施以及超高层建筑,配备SPD的配电箱及设 备数量庞大。因此,实际情况是多数用户最后都 放弃了定期检查;②即使经常检查,但是在雷雨 季节中雷击是无规律的,同时由于SPD本身的非 线性特性,使得SPD的劣化程度无法在现有参数 的基础上预测,SPD遭受雷击损坏也是分散特 性,维护人员不可能通过一二次检查来避免雷击 合上海中心大厦,探讨了欧申雷电保护智能管理 系统如何运用智能化的技术,实现超高层建筑的 防雷。 1 建筑电气防雷保护现状 国内现有建筑电气防雷设施运行管理水平落 事故。所以,提高检测手段的技术水平是目前实 现安全防雷迫切而又现实的需要。 (2)电源SPD在劣化失效过程中,如果过载 后,普遍存在重安装轻维护管理的现象,导致用户 花费了大量的经费,防雷保护效果并不理想,甚至 失效后的热保护和过电流保护装置不能有效动 作,SPD会发生燃烧起火的现象。由于目前电源 .42. 现代建筑电气 圜 、ll¨、l_I 71、tIi:l1、1I 83一II【I’ sI)1)的恢心保护几什坫小鄙址氧化锌(ZnO)的 J 敏f11I ̄If(MOV).陔类几什最终的劣化现象就是 址指 ) 个劣化夫效 ,测 参数达到颅设 INfl 【,系统输f… 能劣化颅臀,避免SPI) 命 【 路, :I:频电流F温度达儿百摄氏度,导 敏 料外先燃烧虽然SPD要求设置热睨扣(热 化 ¨f能f』l起的次 灾 :,6“JIu源sI)1)起火以 忮 l ‘SI l】fi9一I 断, ̄:12i J-9 J‘防霄俅frl功能 报 址指sI 1) 个劣化 ,通过开火 信号输出报 防 I 护功lit:{-'j ̄止 保护)装 和过l乜流 护装 ,但…于f J前部分 I)供心商火效俅-b、t技术落后,导致一H.I 源 I)过哉火效 路, 备保护常常形同虚没 避 免I 泺St l】过城 的 路币l1过,t1流.赴杜绝IU源 (2)科 ’ :I,I勺洲} 技术 作为一种预警模 的}==:j=洲技 ,川‘以 伞满 l00%发令防 占的要 1)发=,I 火灾、断t 尊故的关键 2 项目概况 海【lI i2,位于卜海浦东陆家嘴金融贸易『)( 中凌心f≮,主体建筑总离度为632 nl,地上l27层, 地_卜5 ,总建筑面积为57.6万Ill ,集办公、洒 、会腱、商业、观光等功能于一体 业主在进行 防Il{;.系统-N ̄:,iiH,J‘,除J 对防雨技术参数提出_r较 l ’ 求外.特别提川l 针刈 超商层建筑最关心的 IU 发个nU题,其【}】就有能甭避免SI D}I{于劣化 i—J’能发,卜的起火啊^殳 由之终业主方币II总包方采 川恢【}j饼,11保:tJ、 能管 系统,特有的电源SPD 劣化颅警技术能完 满足、I 卞 的要求,同时哿 能 火Ⅲ迂务 解决了J。每小心近3 000个保护点 连续、I岛述采集数 的难题 3雷电保护智能管理系统 3.1 使用的新技术 瞅巾甫 保护智能管 系统采用T业级的 数 采策1j嘛控系统(Sul}ei_、is{lr、 c(}nn‘ol And Daht ̄cquisition,SC ̄DA),现场数据通过RS-485 到达纠能网火Hf芝务 该服;,器将的端数据进 处 和缓仔. tl,J‘作为l 作站进行局部监控; 父U 务 将处理后的数据通过以太网离速网 f々输 僻 r 的监控管理半 ,实现集中管 .FII!、分敞控制通过埘SPD运行参数的准确测 . SI’1)他川状忿、劣化过佯的实时嘛测,采 川“ Ptfi ̄劣化预警”flI“完全失效报警”的二级报 力‘j=I=,实脱甫I 保护的连续性、安个性,提离运 i i- ̄tbl-J 的智能化、网络化,同时降低了运行维护 lf',jj ̄小 (1)提供预警干I】报警二级报警方式 预警 求 It1源s )的 I厂I 什t主 址MO\ 根据 (31/rr 27746—2()Il 『氏 电 川金 氰化物 敏 IIzl5II (M()\)j芝术规范 ,划别M()、 战障l卜 化仃6种 』 ,iiff nft{・ltf以n T I{】采用的是 剩余lU流 夫效 通过测 个防雷模 块的剩余I乜流指怀,从 准确判圳SPD他用寿 命,发…劣化坝警f11火效报警 号 埘于 号 SI’1),通过i ̄‘<J-tT. f ’ltA流的 fl【l波形系数,埘 他JII 命做ff{愉 0 f1I颅警 (3)ft‘《lJ防 I 系统llf 汁的数据采 和通 没衔 』ti f 、 fi"J l 流互感器作为7b14 I)1)参数的传感 ,tI-S-485通 端LJ和智能网关 的 }}迎 接I I采Jlj隔离技术米防止感应电fffj 冲。 系统果川j』I● l2 V供电 各项措施郁 rj监免洲 I , f¨数 传输没衙 SPI)flii:放电 fIlj时, 人的脉冲f 流埘A/I)尚述转换芯片等低 什造成I 磁f 执损 『』I 1j第一级电源 SI’I) 奠 f{ 一 的数 果集终端,_』以存SI’D通 过25 k (10/350 s)【U 能时fJIJ T 作 (4)f?f :、 活、¨ 扣 J 的网络结f勾 智能 l《《J火眦j, 将 ,』端 种SPI}的 时数据进仃本 地处 ,减轻J J 台软什的处 l 力,避免数据 策I}I报 lI、f运f 缓慢. E饥智能 火县箭 数 处 fl】报 的J 能.【!l】他土饥瘫痪,也可以 实现子站的独、 I ff1数据保仃 (5)曲 人的蚁…帐 除r SI’I)的状态 LI洲,, ilfi 火 『IJ‘以接受』 他(『』I1 控、机 防参数 、人偻BA : 等) 准信 ‘输入 s1)1)数{l} 采 终端也川‘以作为i虫● 前端测 儿,提供 I/¥485迎信 议,接入第—:方的『I 系统 .43. 3.2超高层建筑安全防雷的选择 长,故合弹的网络结构没汁尤为重要 上海中心 的雷电保护智能符理系统采用RS-485总线方式 针埘趟高层的特殊性,结合上述雷电保护设 施运行维}厂I上仃住的安拿和管理方面的要求,提 进行信 传输,通过智能网天将RS-485总线信 号进行数据处理后转换为标准网络信号,通过光 纤上传主机进行实时临控。系统主要m感知层、 中fnJ 、 墙层组成。、小 、 雷电保护智能管理系统拓扑结构如图1 flJ_r川自动化技术手段代替人T操作,用计算机 代斡人r管理,从而完全实现防雷保护设施24 h 安个运 ,提高防雷安令管理水平 巡i ̄12-建筑雷电保护智能管理系统应具备 以下J)J ̄E: (I)电源SPI)劣化过程预警:、直通过测量 l】运f 参数,对SPD的劣化过程进行连续监 洲, D 全火效前提供预警,提供维护人员 够H,ff.1进行故障隐患的事先排除,实现100% 5’ 吱 (2)电源SPD完全失效报警.、 (3)电源sPD外置过电流保护装置的状态 测技报警 (4) 洲防甫模块的插拔状态,避免人为误 拔插 (5)窜I大J感也宙的雷击计数功能,同时记录 佑 l J 问,J{j作本地过电Jf 冲击密度分析、雷击 ‘川改分析的参考数据 (6) 个系统通信状态监测,实时监测每个 通信 点,埘网络的实时通信状态进行管理和故 障报警 衙 的软什功能如下: 【1) I爪每个SPD的平而和立体空问位置, 他r维护人员食找 (2) 已求每个SPI)和通信节点的运行状态、 运仃参数、报警}已录、维护更换记录、 (3)各种预警、报警功能,软件可以设置屏 格虚拟声光报警、短信输出报警、自动邮件报警、 fU话报警、输…外接报警设备,实现多通道同步 分级{1毒警 j定向报警 (4)系统 黄运行f_1志,实现历史事件记 、仃储、杏询、列_衷、统计、自动报表生成、J力史 数flI 析、 (5)允进的管理功能,支持权限分级管理、 询,实现对整个系统的高效管理 . 3.3经典的网络构架 Jl芏i离层建筑巾使用的SPD数量多,布线距离 44. 所示、 I 富电保护智能管理系统拓扑结构 (1)感知层 各种防霄没施及数据I I/c 测终 端,包括电源SPD及其数据采集终端、信号SPD 及其数据采集终端以及接地电阻、等l乜何、直击 雷记录等 (2)中l1_IJ层.负责将现场前端设备的RS一 485总线信号进行数据本地处理,然后转换成 TCP/1P网络传输信 ,送达心用层,从而实现设 备综合组网、地址查}fU等功能、巾问层主要由智 能网关服务器及为前端没备集中供电的开关电 源绀成。 (3)』、 片】层 、提供win ̄lows操作界面及专用 软件,一叮进行人机对活,具有实时在线监控功能, 包括监控主机(Wilutows操作界面主机)、防雷管 理软件(进行综合防雷信息处理,并提供友好的人 机对活界 )、数据库和服务器(可建立独立数据 库,保存监控范[书】『大J防雷没施的综合数据) 、 4 结 语 本义介绍了I 海- 久厦项日r}】采用的电 源SPD智能化僻 系统,分析r趟尚层建筑在电 涌保护运仃管 tfJf圳 的问题 提…瞅Lfj ‘电保 护智能管胛系统的电源SPD劣化预警技小=能完全 ・l: .jJl Jtl- 满足、J【,主方的要求,智能 关眼务 解决了 海 规范:GB/T 27746—20l1『S]. 中心近3 000个侏 t点连续、高速的数撕采集 [3] 马林。住宅小区低压配电系统防雷措施[J].现代 建筑电气,2015,6(8):l2一l4. 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C Key words:high-rise building i intelligent lightning protection management system;surge protective device; classic network architectIlre (上接第38页) Analysis on Investigation and Identification of Lightning Disaster in Weng’an City ZHLI/ ̄G Shijin。. Id/Zhih+)ng:, f ^ G}hntang。 (1.Qiannan Mete(}I’oh)git‘al l{Il H LI,1)ux till 558000,China; 2.HeyumI Meh Ol’ologi( al Btii’CaLl,HeytIHII 5 l 7000.CI1 a) Abstract:( (miI)iui vlg l’)the lightning(1isast( r in、、¨1g’d『l ih’.this IlalleI inhl】【IIlt-ed lh( iII ̄f sligali『1I1 1)rit1‘-il .all(I gl’afh ()f lightning disaster,|】Il【I ana1)zed the imrsligati ̄l『1¨)111 ̄ Ills in aSlU ¨s I1f l1l2t|t ̄I・ial im rsIi娃aitln dl1tl fi II invf stigalion.T}] sPVP『1 a vtalysis metl,f)ds‘)f liglmfiiig disash・r wP rI hill(Jlale([.It lIlt “(・(・ideni I1f1 lighhlin (1isastP J1 i i【IPmil’irII,tllP gl“(1e(1t lightning IlisHh1t l is‘-t’n(ilI】lPfl dt・rnr(1ing“)Ih( grddP 1 I liglmtiag‘lisastel,.、‘-( I】ll‘lin I c ltl1t jlIt ntitit‘ lli(m【1esuh,Ih+ imestigali‘lIl【1t‘I)Ol’t of lightning(1isash・【-i t・【Il1qfile(IⅥI】i‘・h 11,,oI)‘J t Ihf Stlgg( slinn -lI1II InP、enti xt I/IP[IStII'{ s f't lightning ilisaste v. Key words:lightning disaster;investigation content;field investigation;analysis method .45. 

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