對(duì)目前廣泛應(yīng)用的通信局站用雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能構(gòu)架、技術(shù)要求及系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行了實(shí)戰(zhàn)解析，揭示了通信局站用雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)及設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)方案涉及到的各方面關(guān)鍵要素，并結(jié)合通信局站用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝實(shí)例，給出了推薦的系統(tǒng)安裝方式。

王華剛：中國(guó)電信股份有限公司廣州研究院，高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事通信防護(hù)技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)制定工作，目前代表中國(guó)電信集團(tuán)公司擔(dān)任ITU-T SG5 “電信系統(tǒng)的防雷與接地”課題組聯(lián)合報(bào)告人；主編多項(xiàng)國(guó)際、國(guó)內(nèi)通信防護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；近年來(lái)在國(guó)內(nèi)核心期刊發(fā)表專業(yè)技術(shù)論文十余篇。

1引言

雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在氣象、石化、通信等行業(yè)的應(yīng)用日益興起，高可靠性的雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可大量節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)各站點(diǎn)逐個(gè)勘察的人工，通過(guò)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控、預(yù)防報(bào)警，能有效降低雷電造成損失。遠(yuǎn)程雷電環(huán)境、防雷裝置特征參數(shù)監(jiān)控，可起到雷電事故預(yù)防作用。通信行業(yè)中，移動(dòng)通信基站，云數(shù)據(jù)中心( 大型IDC 機(jī)樓) 確有使用雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的必要性，為確保通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)安全及人身安全，并提供精確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)用于雷電災(zāi)害預(yù)警、雷擊事故預(yù)防、事故分析與責(zé)任判定，可以規(guī)避依靠人工難以查找故障原因的傳統(tǒng)方法弊端。

隨著雷擊保護(hù)系統(tǒng)的普及和完善，安裝的防雷器（SPD）也越來(lái)越多，這些SPD 安裝完成后，缺乏有效的手段檢測(cè)其施工質(zhì)量，SPD 自然老化也無(wú)法檢測(cè)到，多次強(qiáng)雷擊也會(huì)對(duì)SPD 性能造成極大損害，上述情況一旦發(fā)生，不僅可能造成局部電力設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行，在雷擊時(shí)還有可能失去防御效果，造成更嚴(yán)重的損失。因此SPD性能、狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)及SPD 防護(hù)能力的評(píng)估也是雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要應(yīng)用場(chǎng)景。

部分通信運(yùn)營(yíng)商及相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)已開(kāi)展通信局站試點(diǎn)商用，有相關(guān)的企業(yè)規(guī)范，但市場(chǎng)產(chǎn)品龍蛇混雜，產(chǎn)品質(zhì)量參次不齊，系統(tǒng)概念混淆不清。本文希望能拋磚引玉，將通信局站用雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)做一個(gè)較全面的綜述，與通信行業(yè)從業(yè)人員探討，希冀能推進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的有序健康發(fā)展。

2通信局站用雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2.1 概述

通信局站用雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一套全自動(dòng)、高精度、高可靠性的實(shí)時(shí)雷電活動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)雷電發(fā)生時(shí)間、位置、雷電流的波形、幅值和極性等，雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已應(yīng)用于電網(wǎng)、航空航天、油田等行業(yè)或重要場(chǎng)所。通信局站使用的雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具備室外雷電監(jiān)測(cè)和室內(nèi)浪涌監(jiān)測(cè)功能。

雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由雷電監(jiān)測(cè)儀、雷電流傳感器、系統(tǒng)監(jiān)控中心（即中心站）和用戶系統(tǒng)（即客戶端）組成。雷電監(jiān)測(cè)儀（簡(jiǎn)稱監(jiān)測(cè)站）包括浪涌電壓電流參數(shù)和通信局站各種環(huán)境參數(shù)的采集、處理及發(fā)送單元。其主要功能是對(duì)各站點(diǎn)外部的雷擊次數(shù)、波形、幅值、時(shí)間和內(nèi)部的浪涌電壓電流的波形、幅值、時(shí)間進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)并記錄上傳。中心站是雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理及系統(tǒng)控制中心，負(fù)責(zé)雷電監(jiān)測(cè)信息接收、數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)及管理，以及系統(tǒng)各單元之間的協(xié)調(diào)控制。中心站和客戶端具備B/S 和C/S 兩種架構(gòu)，中心站由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器、WEB發(fā)布服務(wù)器（B/S）或客戶端管理服務(wù)器（C/S）組成，客戶端是將雷電信息與監(jiān)控對(duì)象、地理信息為主的對(duì)象融合一體計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，顯示服務(wù)器推送的各項(xiàng)信息、實(shí)現(xiàn)授權(quán)信息的查詢以及需求交互、數(shù)據(jù)分析、測(cè)量、導(dǎo)入、導(dǎo)出等功能，如圖1 所示。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)

雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由雷電監(jiān)測(cè)裝置和監(jiān)控主站組成。雷電監(jiān)測(cè)裝置（峰值記錄儀）的主要功能是采集雷擊的次數(shù)、方向、幅值、時(shí)間等前端信息，并進(jìn)行信息處理、儲(chǔ)存和數(shù)據(jù)信息上傳。監(jiān)控主站的主要功能是對(duì)各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的信息接收、數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)及管理。

（1）雷電監(jiān)測(cè)裝置（峰值記錄儀）

主要包括雷電流檢測(cè)傳感器、信號(hào)處理單元、智能中央處理單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、實(shí)時(shí)授時(shí)單元和數(shù)據(jù)傳輸單元。當(dāng)雷電流經(jīng)過(guò)安裝有雷電監(jiān)測(cè)裝置的雷電流泄放通道時(shí)，裝置的雷電流檢測(cè)傳感器會(huì)瞬間響應(yīng)并觸發(fā)智能中央處理單元，與此同時(shí)感應(yīng)信號(hào)經(jīng)由信號(hào)處理單元處理后由智能中央處理單元讀取，智能中央處理單元讀取信號(hào)后將其與實(shí)時(shí)授時(shí)單元獲取的實(shí)時(shí)時(shí)間信息進(jìn)行組合數(shù)據(jù)編碼，并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸單元采用有線或無(wú)線方式將信息上傳到監(jiān)控主站。

雷電峰值記錄儀是具有實(shí)用價(jià)值的數(shù)字化雷電流監(jiān)測(cè)記錄裝置，可用于實(shí)時(shí)記錄流過(guò)安裝在建筑物上的雷電接閃裝置的直擊雷電電流或作用在用戶供電裝置上的感應(yīng)雷電電流。當(dāng)有雷電流出現(xiàn)時(shí)，裝置可記錄雷電流出現(xiàn)的時(shí)間、次數(shù)、強(qiáng)度、方向，出現(xiàn)一次記錄一次。

（2）監(jiān)控主站

主要由信息接收單元、數(shù)據(jù)庫(kù)單元、中央處理單元和用戶交互單元組成。信息接收單元負(fù)責(zé)收集各監(jiān)控裝置上傳的雷擊信息，由中央處理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)整合、管理、存儲(chǔ)以及顯示。數(shù)據(jù)庫(kù)用以存儲(chǔ)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的信息，并可由用戶進(jìn)行查看和導(dǎo)出。用戶交互單元實(shí)現(xiàn)授權(quán)信息的查詢以及需求交互、數(shù)據(jù)分析、測(cè)量、導(dǎo)入、導(dǎo)出等功能。

雷電監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置有短距離無(wú)線通信接口，用來(lái)與數(shù)據(jù)集中器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。能自組織式進(jìn)行相應(yīng)的自檢、采集、測(cè)量，并能將測(cè)量結(jié)果傳輸?shù)綌?shù)據(jù)集中器，然后通過(guò)GPRS/GSM/CDMA/TCP IP 等遠(yuǎn)距離通信網(wǎng)絡(luò)將測(cè)量結(jié)果傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

3雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般要求

根據(jù)通信局站運(yùn)行狀況、環(huán)境狀況、通信情況，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，盡量選擇安全、可靠、先進(jìn)、適用的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。根據(jù)通信局站雷電入侵途徑（參見(jiàn)圖7），通信局站雷電監(jiān)測(cè)一般有以下技術(shù)內(nèi)容：雷電參數(shù)監(jiān)測(cè)：電源端口、天饋端口、信號(hào)端口、接地端口的雷電流波形、幅值、極性、時(shí)間、次數(shù)；防雷系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)：電源SPD的浪涌電流幅值、極性、時(shí)間、次數(shù)及壽命狀態(tài)。