远程UPS控制系统在地震仪器防雷上的应用

王 欣，冯兴春，薛 伟，崔政东，王 乔

（1.铁岭地震台，辽宁 铁岭 112000；2.辽宁省地震局，辽宁 沈阳 110034）



远程UPS控制系统在地震仪器防雷上的应用

王 欣1，冯兴春1，薛 伟1，崔政东1，王 乔2

（1.铁岭地震台，辽宁 铁岭 112000；2.辽宁省地震局，辽宁 沈阳 110034）

摘要：对现有台站防雷基本情况进行分析，并提出远程UPS控制系统在地震仪器防雷上的应用，详细阐述了此操作系统的实现方法。

关键词：雷害； UPS；远程可控

0 引言

由于地震台站多处于偏远山区，前兆监测仪器更是在操作困难的山洞中运行，每逢雷雨季节仪器都会受雷击而造成断记。由于环境因素维修人员不能及时到达，影响观测质量不说，同时也给数据分析带来了不便。

针对这一问题，笔者提议在供电的UPS电源上加一个可监测的、可控的模块。该模块可以在雷电到来之前断开UPS的市电供应，并实时监控UPS的供电情况，以此来躲开雷击，确保数据运行连续、完整。希望这种操作功能能够在以后的雷电防备中有所应用。

1 地震台站现有的防雷系统基本情况与近年来雷击统计

1.1 现有防雷的系统基本情况

雷电对台站观测系统的危害一般有两个途径。一是直接落雷，即雷电直接击中观测系统造成设备损坏；二是感应雷，即雷电通过电力线、信号线、传输线、天线等感应出很高的电压进入观测系统造成设备损坏［2］。

地震台防雷系统（包括配电、接地、综合布线、防雷等内容），是台站必不可少的工作平台，是地震观测系统正常稳定运行的基础、是产出连续、稳定、可靠数据资料的关键环节。

随着地震观测系统的自动化装备越来越先进，设备电路的精密集成度日益提高，耐压能力和抗电磁干扰的能力很弱，经不起过电压大电流的冲击，感应雷电及雷电电磁脉冲的入侵很容易损坏相应的电子器件、电气设施，加之现有“九五”和“十五”防雷设备老化和防雷措施的陈旧，雷击的危害明显增加。

1.2 雷电危害统计

雷击已成为影响台站仪器长期稳定运行和造成设备损毁的重要因素之一，现将近几年各省台站受雷击统计如下（表1）。

2 远程UPS控制系统工作原理与操作

2.1 工作原理

地震台站对交流电源的主要要求是：稳定不断电，避免雷电感应危害，减少电网污染影响。为了保证交流供电质量，应配备交流稳压器、长延时UPS装置。UPS是每个台站不可缺少的选择，但是怎样能够防雷是我们要讨论的内容。

当雷电接近时操作者通过操作上位机的隔离供电模式（断开市电和UPS的干线），来控制UPS与市电接通情况，让UPS直接供电在防感应雷方面起显著效果。当上位机操作者通过上位机运行此模式时，设备无条件运行此模式至上位机操作者切换至旁路模式。让UPS提供电流，在没有大功率运行的情况下UPS一般的正常供电时间为8～10小时。为了不影响观测数据我们通过上位机界面时时注意UPS放电情况，当然我们可以编写一个报警软件针对UPS放电情况，当电流低于安全值进行警报，这样便于观测者对UPS放电情况的观测。然而，当雷群过后操作者可以通过操作上位机的旁路模式即交流直供，是一种非隔离供电方式。市电直接给UPS供电，市电和UPS的干线连接着。远程UPS的控制系统工作原理图如图1所示。

图1　远程UPS控制系统工作原理图Fig.1 Working principle diagram of remote UPS control system

2.2 可控UPS的操作

2.2.1 查找设备IP

设备开机正常工作后，连接设备和计算机的网口，使用IP捕捉器可以找到设备IP地址。在计算机开始处运行——》CMD——》输入telnet加设备IP地址可以登录到设置界面中。在服务器设置窗口设置IP地址，注意此IP要满足局域网内IP设置，这样就可以将山洞中的UPS供电系统与监测室电脑建立了链接。

2.2.2 上位机操作界面

图2　上位机操作界面Fig.2 The interface of PC control

界面上，显示各个台站在地图上的相对位置，以及每个台设备的工作情况。 界面包括菜单区、地图区、监测信息区、界面地图更换区、报警信息区、状态提示区。 地图区：根据所在地区的不同，设置相应的地图。 监测信息：台站名称、IP地址、端口、电源型号、工作模式。

2.2.3 台站管理

（1）增加台站：要先填写台站名称、IP地址、端口（为10001）、模块型号，坐标X、Y值，点增加台站即可，这时在地图界面出现一个紫色圆。

（2）修改台站：修改选择的台站，注意修改时是以台站名称作为主键，所以此项不能修改，其他均可修改。

（3）删除台站：点击删除台站，提示如下，点击确定则删除站点。

（4）指定台站：只对指定的台站进行数据管理和监控。指定台站窗口分为模式、控制和状态选项，只有在左侧页面选择了台站名称并连接上，才可以执行后续相应的操作。

①模式选项

旁路供电：使设备工作在旁路的工作模式。

隔离供电：使设备工作在隔离的工作模式。

②控制选项

输出供电/断开：给UPS负载断电复位。

本机复位：热复位设备。

③状态选项

模式查询：查询设备当前工作模式。

市电状态：查询市电是否输入。

3 结论

雷电危害目前时地震监测仪器最主要的危害之一，本文针对雷害情况所编写的远程控制的UPS，界面简洁、清晰、操作简单［1］。通过捕捉IP实施远程连接，只要在局域网之内可以进行多个台站供电监控。天津蓟县已经应用此控制系统，并通过远程UPS控制系统的应用使得台站地震仪器受雷害的损失大大减少。从而提高了地震观测系统的运行质量，为监测预报分析提供连续不间断的分析数据。当然此操作系统还需要完善和改进，我们还需不断地探索与研究。

参考文献：

［1］李秀丽， 雷晨.远程故障诊断监控系统中心软件的设计与应用［J］.防灾减灾学报，2012，28 （2）：32-36.

［2］王连权，佟国刚.数字地震前兆台站雷害原因与防雷措施［J］.东北地震研究，2002，18，（3）：50-54.

THE REMOTE CONTROL OF UPS IN THE APPLICATION OF LIGHTNING PROTECTION

WANG Xin1，FENG 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

中图分类号：P315

文献标志码：A

DOI:10.13693/j.cnki.cn21-1573.2016.02.015

文章编号：1674-8565（2016）02-0087-04

收稿日期：2016-01-20

修订日期：2016-03-25

作者简介：王欣（1988-），男，辽宁省铁岭市人，2012年毕业于防灾科技学院，电气工程及其自动化专业，本科，助理工程师，现主要从事地震形变观测与监测预报工作。