防雷检测自动化系统的设计与应用分析

彭哲文

（浙江防雷安全检测有限公司 丽水分公司，浙江 丽水 323000）

0 引 言

传统的避雷器测试技术不仅存在作业烦琐、装备复杂等问题，而且难以确保测试的精度。随着现代防雷技术的发展，利用先进的科技手段开发出一套自动防雷探测系统，通过自动化技术与信息化技术的有机融合对这些信息进行有效分析，并根据各种资料数据处理和预判计算为防雷规划的制定提供依据[1]。

1 现有避雷检测技术存在的弊端分析

防雷检测工作虽然有所发展，但仍然存在许多问题，主要体现在以下几个方面。一是避雷器检测装置简单、探测效果差，不仅要经过手工检测，而且检测的速度慢，比较烦琐；二是经营方式跟不上时代发展，仅依靠人力进行数据分析、记录等工作已无法适应越来越高要求的雷击检测技术工作；三是对防范雷电探测的认识不够，其工作的实际应用领域比较狭窄。目前我国的防雷电探测工作和技术方法都比较滞后，难以实现有效的防雷减灾。

2 避雷装置的检测原则

（1）功能统一性。避雷装置的主要作用是保护建筑物主体和带电设施不受雷击而损坏，而智能建筑物内部的线路设施功能分类较多，且性能、参数以及保护装置灵敏度等都不相同，为了更具针对性并提升保护效果，需选择安装具有特定保护作用的避雷装置，与之相匹配。

（2）维护更新。随着技术的不断进步，避雷装置产生的效果、选用的材质、维护的方法等都会发生改变，同时国家防雷技术的政策性标准也会变更。为了满足建筑物的避雷安全需要，安装避雷设施时必须综合考虑到以上因素，定期对产品和技术进行更新维护，从而达到理想防雷效果。

3 避雷装置的检测技术分析

3.1 接闪器的连接检测

检测接闪器的长度、厚度以及防腐处理等，分析接闪器和引出线之间的接合是否可靠、能否进行分流。此外，采用滚球方法来确定防雷（导线）防护距离。滚球技术是以某一固定点为圆心，沿着需要避免直接雷击的区域滚动，在不触及受保护区域的情况下，只接触地面与避雷针时滚动的范围即为接闪器的防护区域。使用滚球法测定接闪器的防护距离时，必须满足《建筑物防雷设计规范》（GB 50057—2010）的要求[2,3]。

3.2 引下线的连接检测

确认引下线的状态是否良好，分析管径和截面是否满足规定、引线铺设是否合理、接头是否牢固等。引线布设的合理性因素主要包括能够防雷、无雷击、无其他引线、引线过电压、线路最短以及检查方便等。

3.3 均压环检测要点

将某一特定高度外圈梁的主筋焊接在一起，形成一条封闭的回路，并与防雷引线牢固连接，在防雷工程中被称作均压环，其是高层建筑物防雷检测的关键环节[4,5]。环梁是一种沿高层建筑横向布置的封闭式钢筋混凝土梁，可提高结构的抗剪和抗拉强度，从而避免由于不均匀沉降、地震或其他大地震荷载而造成的房屋损坏。在防雷检测中，采用均压环对雷电检测质量进行实时监测，确保隐蔽工程不存在安全隐患[6]。

在避雷设计中，建筑侧边金属物体（如门、窗、大型金属构件）与等电位环牢固相连，以保证侧向雷电的放电。雷电会沿避雷安全管道向地面放电，因雷电位置的差异，不同的安全管道会导致不同的雷击电流，从而产生电位差异，对建筑内的电器设备造成损害。为了有效降低这个电位差，需要设置一个电压均衡的回路。在雷电放电后，采用均压环多点联结，使各钢筋与金属部件间产生法拉第笼，从而有效降低电位差对电子信息装置的破坏。高层建筑物中必须设置多个接地点，每层均压环雷电检测时都要预留接地，满足避雷线最短的要求。

4 防雷检测自动化系统组成与应用

4.1 防雷管理系统

防雷管理系统可以使用C++语言编写，并与SQL数据库、检测系统进行可靠连接，在检测过程中采集和获得相关数据。为了加强对各种数据的采集、分析和应用，基于数据库的方式来实现数据的远程传递，以打破客户端/服务器（Client/Server，C/S）局域网的局限性。防雷管理系统包括资源文件管理、辅助计算以及系统管理申报等部分，能够提供并分析相关数据，从而有效提升防雷管理的整体效果[7,8]。具体而言，防雷管理系统用于完成防雷中心与受测单位之间的交流与管理，其内容具有高度的保密性和清晰的权限设定，能够将测试结果及时反馈给被检测单位。

4.2 防雷检测系统

防雷检测系统具有简单、准确、适应性强的优点，可以使用Delphi编程实现前端，执行能力很强。在设计雷电探测系统时，必须充分考虑用户的使用情况和需求。从总体上看，该系统的主要功能模块包括资源分析、数据分析、检测信息记录、用户识别、消息回复以及结果通知等。将新的检测器MI2124安装到受检单元，该检测器的传感模块连接到受检单元的网络模块，使用MI2124检测器进行数据采集，并通过网络模块向主机发送实时数据。主机利用SQL向检测系统数据库中写入数据，由检测系统数据库将结论数据经过计算和分析传输至管理系统。此外，不会将剩余数据全部删除，而是经过筛选、过滤后保留部分数据，以便日后分析。

4.3 防雷检测自动化系统

防雷检测自动化系统的结构如图1所示。

图1 防雷自动化系统结构

在文件管理模块，自动化文件管理系统以计算机技术为基础，能够准确地记录、分析、存储或应用各类数据信息，其优越性远远超过手工作业方式。该系统对资料进行了较好的处理与分析，同时产生相应的雷电检测报告，为制定雷电防护措施提供依据。此外，文件管理系统不但可以进行各种资料的共享，还可以进行网上的查询。在数据处理、报表产生后，将数据全部上传至数据库，工作人员可以根据需要对数据与现实状况进行全面分析，并对其进行合理的防雷规划，科学划分工作任务，从而极大地提高了实际的防雷检测工作效率[9,10]。同时，该系统还整合了安全巡检、安全审批、安全预警、事故应急处理以及文档管理等多种功能，并将安全管理工作融入到电子工作流程中。

在查询模块，以自动文件管理系统为基础，将两者有机结合，构成整个防雷检测系统的管理模块。该模块可由经验丰富、专业水平较高的员工进行操作，对录入的资料进行归类、统计，为制定防雷检测报告提供支撑，降低检测报告的复杂程度。在实际应用中，可以对所采集的资料进行精确的查询，并对所需要的信息进行筛选，从而在最短的时间内获得所需要的信息。自动查询与管理系统针对的是全部检测资料，可以实现信息的全面管理。

在通信管理模块，分析、优化自动化通信管理系统，保证整个雷电监测自动化系统的稳定运行。为了达到最佳的工作性能，将电阻检测仪与信息技术相结合，进一步提升系统数据录入、处理、分析等环节的工作效率，在确保检测数据完整的前提下提高系统的总体精度，从而为今后的雷电监测工作奠定良好的基础。

在维护管理模块，重点关注探测装置、感应器、服务器的主机以及网络体系。雷击时，常伴有强风、暴雨等多种因素的影响，对人们的生产、生活造成极大的威胁，尤其是暴雨会直接破坏感应器，造成感应器故障。为了避免这些因素对整个防雷检测自动化系统的运行造成影响，应采取相应的维修管理措施，在有关设施周围设置警示标识，并加强对检测设备的防水管理。将维修计划分成若干个小目标依次进行，确保在出现故障时能及时进行数据分析，并提出下一步的防范措施。通过对设备的维修和管理，不仅可以延长设备的使用寿命，而且可以确保防雷检测工作的正常进行。维护防雷检测自动化系统的核心是服务器，它负责对各种数据、资料进行全面的统计、录入，如果发生故障，整个防雷检测工作就会陷入停滞状态。在系统的设计与使用中，必须加强对服务器主机的维护与管理，使其达到最佳的使用效果。安排专人对设备进行动态监测管理，并采取相应的维修管理措施，及时排除安全隐患，防止数据丢失。除此之外，应加强对各种电子设备的管理，雇佣网络安全保护人员进行定期检查和维修，以保证防雷检测自动化系统的安全稳定运行。

5 结 论

随着我国雷电监测技术的迅速发展，其检测内容、检测形式以及服务范围都在发生变化，对检测方法更新与管理的需求越来越迫切。目前，防雷检测自动化系统已经在实际应用中取得了显著成效，提高了防雷工作的工作效率，具有显著的经济效益和社会效益。