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闭合环网电源于气象观测场站应用

发表时间：2021/6/22 来源：《基层建设》2021年第6期作者：郑栋栋黄志成

[导读] 摘要：目前基础台站的供电系统主要由市电、后备电池、备用发电机组组成。

        福建省漳州市气象局漳州 363000
        摘要：目前基础台站的供电系统主要由市电、后备电池、备用发电机组组成。各个国家级气象观测站的后备电源切换，均采用在地沟中布置线缆用以供电和通讯。部分台站已经是局站分离，无人值守才是业务运行的主要方式，电源安全有效是业务无人值守的前提。为了最大限度保障设备和入场人员的安全，在测场内形成状总线的配电模式，各用电设备在最近的配电环上通过隔离器取电，减少地沟中线缆的数量。同时也阻断220V电源线上的浪涌通道，形成浪涌隔离屏。而后采用物联网技术，对各点的各种配电参数进行实时采集，在电源系统有风险时，维护管理员能第一时间维护，保障业务正常运行。
        关键词：浮地安全电源；电源系统；气象观测
        1 现状分析
        气象观测台站一般要求选址在高地或周围空旷的地方。其中布署的采集设备多、大多要求电源配电，且信息采集传感器对工作电源的质量和抗浪涌的能力均要求高。但现在传统统的电源配送方式为：配电房送出的电源供到测场中的集中配电箱，从配电箱用星型连接的方式在测场的地沟内给分布在不同点位上的设备供电。其测场地内的电源配电原理如图1集中式星型配电原理所示。

        图1原自动观测场集中式星型配电原理
        图1中从集电配电箱中通过星型送电方式到各采集仪器。此配电模式的缺点：1、在测场的地沟中电源线信号都混在一起，线多维护困难。2、由于电缆线路老化破损，鼠咬、蚂蚁等动物的破坏如没有极时发现，在雷雨季节进入测场的人员易引发安全事故。3、在雷雨季节，由于电源均从集电配电箱送出，只要有一条电源线获得感应雷电，测场中大多数据的采集设备均受到破坏。4、由于测场的地理环境原因，此种配电方式不管电源从测场内、还是测场外受到电源浪涌的突袭，其测场内的电子设备都会受到损伤，无任何隔离保护措施。
        为此，通过一种新型的电源为闭环配送的模式。在测场内形成状总线的配电模式，各用电设备在最近的配电环上通过隔离器取电，减少地沟中线缆的数量。同时也阻断电源线上的浪涌通道，形成浪涌隔离屏障，最大限度保障设备和入场人员的安全。其原理如图2所示。
        图2中由配电房的220V电源经闭环送电设备送到测试场的闭环配电点1和闭环电配电点2。测场中通过环路总线模式进行电源布线。此新闭环配电模式的优点：1、减少测场中电源线缆的数量。测场内各种用电设备通过隔离环接在闭环线路上，以环路总线方式配电，线缆地沟中的起线少，维护方便。2、220V电源在测场中浮地配送安全。220V电源闭环输送，形成220V电源浮地电源。尽管缆线路老化破损，鼠咬、蚂蚁等动物的破坏，在雷雨季节进入测场的人员的安全事故会减少。3、用电设备通过隔离器在电源环上取电，配电相互独立，防止浪涌相互干扰。各种用电设备通过隔离环在环线上取电，各集设备供电是独立的，互不干扰，不管从测场外、还是测设备受至感应浪涌的袭击，在一定当量内不会互相影响。

        图2新型环路总线配电原理
        主要核心为室外配电由开环（即L，N不能短路）改变为闭环（没有L、N线之分一根闭环线）配电在室外气象自动观测场中的应用。
        2 气象自动观测测场220V电源新型闭环配电原理
        多年来自动气象观测中，均是采用24小时3班倒的模式进行信息采集和设备维护。在第一时间气象自动观测场中的电源和设备均可得到维护。由于电子技术和物联网技术的不断发展和应用，无人值守的气象自动测场正大力推进。电源安全有效配送是自动化信息采集中质量保障的前提。原测场220V开环星型配送模式已严重不适应无人值守自动观测场的需要。其新型闭环总线式、用电设备相互独立配电模式将进一步提升测场的供电安全，保障数据采集质量。
        3 结语
        通过气象自动观测场闭环电源升级改造、配电点各配电参数的实时获取、通过硬件采集设备中的嵌入式软件实现信息交换与报警管理。实现高压浮地送电，解决室外无意闯入者的人生安全，阻断瞬间高压脉冲，串扰通道，保障设备安全。具备远程监控，实时在线掌控整个配电系统的工作状态，及时解除安全隐患。无人值守台站可远程操作自动切换电源。远程实现对UPS及油机保养工作。实现无人值守测场电源的安全配送与智能管理。
        参考文献：
        [1]王改娥.保证通信电源安全供电的建议.信息科技.1996.03
        [2]蒋体浩，李月芹等.电导技术在蓄电池检测中的应用.信息科技.2014（18）
        [3]王万超；陈斌.气象监测站场防雷安全对策研究.安徽农学通报.2017.07