罐区防雷接地在线监测方案

易燃易爆场所罐区防雷接地在线监测设计施工方案

一、方案背景

易燃易爆场所罐区储存着大量危险化学品，一旦遭受雷击引发事故，将造成不可挽回的损失。传统的防雷接地检测方式多为人工定期检测，存在检测不及时、无法实时掌握接地状态等问题。为了提高罐区防雷安全水平，实现对防雷接地系统的实时监测，特制定本设计施工方案。本方案采用先进的在线监测技术，结合可靠的传输方式和专业的监测软件，确保罐区防雷接地系统始终处于有效监控之下，为罐区的安全生产提供有力保障。

一直以来，常规的防雷手段是在设备中增加雷电防护装置，认为这样就能起到保护作用，而事后也很少展开排查和维护。然而，作为保护性设施，雷电防护装置本身为易损器件/设备，会随年限老化、雷击劣化，如不能及时有效地排查和检修，极易导致防雷保护失效、设备受损，甚至更因产品老化，导致热脱扣失效，引发火灾等安全事故。

 此外，即便是采取人工方式定期对防雷设施进行排查检修，也易存在以下几方面的问题：

 1)雷电防护装置安装分散，排查难度大、周期长，容易出现漏检、检测不到位的现象;

 2)信息掌握不准确，无准确预判雷电防护装置的寿命，日常运维成本高;

 3)缺乏智能化手段，没有一个系统性的监测和报警系统，雷电防护装置运行数据和故障数据不能实时监测。

 综上可知：传统防雷过度依赖于防雷装置、人员定期的检测，但仍不能排除不可预知的安全隐患，为城市乃至未来智慧城市埋下了一定的安全隐患，难以符合未来智慧城市智能防控风险、保障安全的基本诉求。

 “防雷智能在线监测系统”应运而生

 为弥补雷电防护装置监管手段相对落后的短板，部分如帝豪电子等一批早期实力防雷企业自主研发了“智慧在线监测系统”。结合信息技术、物联网技术，将被动防雷保护提升为智能化防雷保护，全方面的对直击雷、感应雷、接地电阻和SPD进行实时在线监测、动态监管，打造信息互联、预警互通、处置互动的监管网络，构建事前跟踪、事中防范、事后查处的全过程监管体系，逐步构建“全域互通、提前预警、实时响应”的监管闭环。

系统构架

二、系统目标

1. 实时、精准监测罐区防雷接地电阻值，及时发现接地电阻异常情况。

2. 通过稳定的传输网络，将监测数据快速、准确地传输至机房监测中心。

3. 在机房端实现对监测数据的集中管理、分析与展示，为运维决策提供数据支持。

4. 当监测到接地电阻异常或系统故障时，能及时发出预警信号，通知相关人员采取措施。

智能防雷接地在线监测系统助力智能化监测的发展。它利用物联网技术，实现接地系统等需要监测要素的实时在线管理，包括但不限于无人值守站所，一旦出现问题，即可准确定位并实时远程报警，无需人员巡查，即可在第一时间掌握现场情况，迅速安排处理。

智能防雷接地在线安全监测系统，基于云物联、传感器、智能算法技术、大数据、移动互联等技术手段，可实现 接地系统实时监测。同时将雷电防护系统的监测数据进行大数据处理，通过互联网实现对雷电监测与管理功能。

利用物联网技术，通过统一的软件平台，实现每一个监测现场的周期管理，如该监测网点每一周期的接地电阻信息及反馈等等。

能够实现低功耗的要求：配合后台软件系统，能够及时的将通知上传并推送给各类需求客户端，并可以实现在没有第三方中介的情况下发送特别数据，降低了依赖特定于操作系统的解决方案

雷电监测管理平台的设计具有开放性、模块化、标准化、智能化特点。该系统可在智能监测网络基础之上，通过对防雷装置监测信息的融合处理与分析，给出各用户雷电灾害的危害程度与预警信息。从而为后续大范围应用和防雷减灾社会服务提供强有力的大数据平台和服务功能。也体现出气象部门对气象综合数据应用的优势与水平。

三、系统组成

1.  接地电阻在线监测设备：选用帝豪防雷系列的接地电阻在线监测仪，安装在罐区各个需要监测的接地位置。该设备采用先进的感应技术，无需断开接地线路即可实时测量接地电阻值，具有高精度、高稳定性的特点，可适应恶劣的工业环境。

 接线示意图

产品简介                                               

帝豪智能接地电阻监测仪采用新一代精密三线法或简易二线法专为监测接地引下线的连接状况和接地电阻值的智能设备。具有抗干扰强，测量精度高，操作简单；用于电力、石油石化、通信、交通、机场、矿区、网络机房等智能防雷监测系统中,实现对用户端防雷接地状态的监测，特殊场合可以使用自配太阳能供电系统解决方案或增加适合适用于防爆区域（0区、1区、2区）的箱体，其技术业界领先、性能稳定、安全可靠。遵循RS485半双工的Modbus RTU格式的协议通讯，方便用户组网监控。

功能特点

(1) 两极法、三极法，伏安法测试原理。可测量最大/最小/平均接地电阻阻值。

(2) 采用高性能 MCU集成，测量精度高，抗干扰能力强，并能防护雷电冲击.

(3) 支持本地启动测试、数据读取、工作状态指示及参数设置。

(4) 实现实时数据显示及历史数据查询、统计分析。

(5) 接地电阻监测、地网电阻进行周期性自动检测、通过接地电阻值的参数变化情况及时发现状态阻值，实现地网、地阻的故障预警；

(6) 支持本地启动测试、数据读取、工作状态指示及参数设置。

(7) RS485通信串口，Modbus协议；

技术参数

2. 传输线路：采用485线作为数据传输线，将各个监测设备连接起来。485线具有抗干扰能力强、传输距离远的优点。各监测设备通过手拉手的方式依次连接，最后汇聚到智能型集中管理器。手拉手连接方式可以有效减少信号反射，保证数据传输的稳定性 。传输线选用符合标准的RYJV2*1.5屏蔽双绞线，其特性阻抗为120Ω，能够减少分布电容和共模干扰，确保数据传输的准确性。

3. 智能型集中管理器：采用帝豪防雷系列的485转网络智能型集中管理器。智能型集中管理器的作用是将485信号转换为网络信号，以便通过网络进行数据传输。它具备强大的数据处理能力和稳定的通信性能，能够快速、准确地完成信号转换，并与监测设备和后续的网络设备进行良好的通信。智能型集中管理器支持多种通信协议，可根据实际需求进行配置，确保与整个监测系统的兼容性。

产品简介

智能型集中管理器采用高性能处理器，应用于终端数据采集，数据分析处理，灵活组网。支持RJ45、RS485、MODBUS 、MQTT、Zigbee的2.4G无线传输等传输方式及协议，可自定义编程接口。接收电源浪涌保护器、后备浪涌保护器、地阻仪等各类监测仪发出的采集数据，并提供数据汇聚功能。对接入终端设备进行配置和安全审查，提供数据汇集并上传到控制平台。

产品特点

(1) 、采用高性能处理器，数据处理效率高，具有数据透传、数据缓存、断网保护等功能；

(2) 、标准35mm导轨安装，36mm宽度，易安装。

(3) 、支持有线和无线通讯传输；

(4) 、具有工作状态指示灯

(5) 、支持多设备采集，优化采集指令数量，极大提高通信效率。

技术参数

4.  雷电预警：

产品简介

雷电预警监测仪主要用于连续监测大气电场强度，实时测量记录地面上的静电场值与变化率，采用先进的数据处理，能在雷击发生前的5～30分钟发出雷电预警告警信号，并实现连续启动三级雷电报警。是一款集大气电场监测、雷电临近预警，软硬件高度集成的系统。该系统主要解决易燃易爆场所长期面临的雷电等安全问题。可以做到全域实时在线监控、提前预警、集中监管等功能，可以有效解决因雷电等安全隐患。对雷电活动进行识别、预警，提前防范。

产品特点

1、采用无电机等易磨损可动机械部件，具有体积小、功耗低、可靠性高、易于集成等突出优点。

2、全数字化电场探测与雷电预警平台，其核心电场探测结构基于电荷感应原理。

3、采用电场微分结合门限阈值优化雷电预警算法，与常规采用的门限阈值方法相比较，大概率规避人为干扰（雨天/大风/雪天/扬尘）等引起的误报问题，进一步提高了预警的准确度。

4、雷电预警系统预警准确、便于组网、安装方便，主要面向航天国防、气象、石油石化、电网、易燃易爆炸、景区、矿山、油库、军事等领域大气电场探测和雷电局域短时预警的应用需求。

技术参数

5.气象多要素监测仪

产品简介

气象多要素监测仪是一种测量多参数气象要素的专业级传感器，针对多领域气象参数进行监测的仪器。设备创新性地将气象标准六参数（环境温度、相对湿度、风速、风向、大气压力、降雨量）通过一个高集成度结构来实现，可实现户外气象参数24小时连续在线监测，通过数字量通讯接口将六项参数一次性输出给用户。广泛用于气象服务、农业生产、航空航天、海洋运输、城市规划、军事及森林草原等众多领域。

产品特点

1、标配监测温度、相对湿度、风速、风向、大气压力、降雨量六项参数，标准气象六参数监测，RS485通讯，MODBUS协议通讯；

2、精度高、性能可靠，适用于户外气象恶劣环境领域；

3、实现参数采集、可选配我们的无线数据采集器，实现数据自动上传网络平台，手机客户端实时查看数据；

4、实时监测气象环境数据，成本低，适合网格化布点；

5、体积小、模块化设计，灵活布局；

6、可选配GPS定位，实现设备跟踪功能；

7、数据采集采用32位高速处理芯片，稳定、抗干扰。

技术参数

6.交换机与光纤：在传输过程中，使用交换机对网络信号进行汇聚和分发。交换机采用工业级产品，具备高可靠性和稳定性，能够满足长时间、高负荷的工作要求。通过光纤将交换机与机房连接起来，光纤具有传输速度快、带宽大、抗干扰能力强等优点，可保证数据的高速、稳定传输，有效满足大量监测数据的实时传输需求。

7. 机房监测设备：在机房端配备高性能电脑，安装专业的防雷接地在线监测软件。该软件由专业团队开发，具有友好的用户界面，可直观展示各个监测点的接地电阻实时数据、历史数据曲线、报警信息等。软件具备强大的数据存储和分析功能，能够对长时间的监测数据进行存储，以便后续查询和分析；同时，通过对数据的分析，可预测接地系统的潜在故障，为维护人员提供科学的决策依据。

 软件界面

四、系统工作原理

1. 数据采集：分布在罐区各处的接地电阻在线监测设备按照设定的时间间隔对所在位置的接地电阻进行实时测量，并将测量数据进行初步处理和存储。

2. 数据传输：监测设备通过485线以手拉手的方式将测量数据传输至智能型集中管理器。在传输过程中，485线利用差分信号传输原理，有效抵抗外界干扰，确保数据准确传输。智能型集中管理器接收到485信号后，将其转换为网络信号，并通过网络接口将数据发送至交换机。

3. 数据汇聚与传输：交换机对接收到的来自各个智能型集中管理器的数据进行汇聚，并根据网络配置将数据通过光纤传输至机房。光纤利用光信号进行数据传输，具有高速、大容量、低损耗的特点，能够满足大量监测数据快速传输的需求。

4. 数据处理与展示：机房中的监测软件接收来自光纤传输的数据，对数据进行解析、存储和分析。软件将实时数据以直观的界面展示给运维人员，包括各个监测点的接地电阻数值、状态等信息；同时，软件还可以根据历史数据生成数据曲线，帮助运维人员分析接地电阻的变化趋势，及时发现潜在问题。当监测到接地电阻异常或系统出现故障时，软件会及时发出声光报警信号，并通过短信、邮件等方式通知相关人员。

五、施工步骤

1. 前期准备

- 详细勘察罐区现场，确定监测设备的安装位置、传输线路的敷设路径以及智能型集中管理器、交换机等设备的安装地点。

- 根据勘察结果，制定详细的施工计划，明确施工进度、人员安排和材料设备需求。

- 准备施工所需的材料和设备，包括帝豪防雷系列的接地电阻在线监测设备、485转网络智能型集中管理器、485线、光纤、交换机、机房电脑及监测软件等，并确保其质量符合要求。

- 组织施工人员进行技术培训和安全培训，使其熟悉施工流程、技术要求和安全注意事项。

2. 监测设备安装

- 根据确定的安装位置，将接地电阻在线监测设备安装在罐区的接地引下线或接地极上。安装时要确保设备安装牢固，与接地线路连接可靠，并做好防护措施，防止设备受到外界环境的影响。

- 按照设备说明书的要求，对监测设备进行初始化设置，包括设备地址、通信参数、测量周期等。

3. 传输线路敷设

- 根据敷设路径，开挖线槽或架设桥架，用于敷设485线和光纤。线槽或桥架的安装要牢固、平整，并做好防腐、防火处理。

- 将485线按照手拉手的方式依次连接各个监测设备，并确保连接正确、牢固。在连接过程中，要注意485线的正负极性，避免接反。同时，每隔一定距离要对485线进行固定，防止线路松动。

- 敷设光纤时，要注意光纤的弯曲半径，避免过度弯曲导致光纤损坏。光纤的连接采用专业的熔接技术，确保连接损耗小、信号传输稳定。熔接完成后，要对光纤进行测试，确保其性能符合要求。

4. 智能型集中管理器与交换机安装

- 将485转网络智能型集中管理器安装在合适的位置，通常选择在靠近监测设备集中区域且便于网络连接的地方。智能型集中管理器的安装要牢固，并做好接地保护。

- 按照智能型集中管理器说明书的要求，进行智能型集中管理器的硬件连接和软件配置，包括设置智能型集中管理器的IP地址、通信协议、485端口参数等，确保智能型集中管理器能够与监测设备和交换机正常通信。

- 将交换机安装在机房的网络机柜中，按照交换机的安装手册进行硬件安装和配置。连接交换机的各个端口，将来自智能型集中管理器的网络信号接入交换机，并确保交换机与机房的其他网络设备（如服务器、路由器等）连接正常。

5. 机房设备安装与调试

- 将机房电脑安装好，并确保其硬件配置满足监测软件的运行要求。安装专业的防雷接地在线监测软件，按照软件安装向导进行操作，完成软件的安装和初始化设置。

- 将交换机与机房电脑通过网线连接起来，确保网络通信正常。在电脑上打开监测软件，进行软件与硬件设备的联调。测试各个监测设备的数据是否能够正常传输至机房电脑，软件是否能够正确显示监测数据、生成历史曲线和发出报警信息等。

- 对整个系统进行全面测试，包括模拟接地电阻异常情况，检查系统是否能够及时准确地发出报警信号；测试数据传输的稳定性和准确性，确保在不同工况下系统都能正常工作。对测试过程中发现的问题及时进行整改，确保系统调试合格。

六、系统维护与管理

1. 日常维护

- 定期检查监测设备、传输线路、智能型集中管理器、交换机等硬件设备的运行状态，查看设备是否有损坏、松动、过热等异常情况，如有问题及时进行维修或更换。

- 检查监测软件的运行情况，确保软件能够正常接收、处理和显示监测数据。定期对软件进行更新和优化，以提高软件的性能和功能。

- 清理设备表面和周围的灰尘、杂物，保持设备的清洁和良好的散热环境。对机房进行定期巡检，确保机房的温度、湿度、通风等环境条件符合设备运行要求。

2. 数据管理

- 定期备份监测数据，防止数据丢失。备份的数据要存储在安全可靠的存储介质中，并做好标识和管理，以便后续查询和使用。

- 对监测数据进行分析和评估，根据数据分析结果制定合理的维护计划和决策。例如，通过分析接地电阻的变化趋势，判断接地系统是否存在潜在的故障隐患，及时采取措施进行修复。

3. 故障处理

- 当系统出现故障时，如监测设备故障、传输线路中断、软件报错等，维护人员要及时响应，迅速定位故障原因，并采取有效的措施进行修复。对于重大故障，要及时上报相关部门，并组织专业技术人员进行抢修。

- 建立故障记录档案，对每次故障的发生时间、故障现象、故障原因、处理措施和处理结果等进行详细记录，以便总结经验教训，提高故障处理能力。

4. 人员培训

- 定期组织运维人员进行技术培训，使其熟悉系统的工作原理、操作方法、维护要点和故障处理流程，不断提高运维人员的技术水平和业务能力。

- 加强对运维人员的安全培训，提高其安全意识，确保在系统维护和管理过程中遵守安全操作规程，避免发生安全事故。

七、总结

本设计施工方案通过采用先进的接地电阻在线监测技术、可靠的传输方式和专业的监测软件，实现了对易燃易爆场所罐区防雷接地系统的实时、精准监测。通过本方案的实施，可以及时发现防雷接地系统中存在的问题，提前预警潜在的安全隐患，为罐区的安全生产提供有力保障。在施工过程中，要严格按照施工步骤和技术要求进行操作，确保系统的安装质量；在系统运行后，要加强维护与管理，保证系统长期稳定、可靠运行。