发布时间:2023-10-11 17:47:19
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在基站设置使用和日常管理中,始终存在两个维度的法律关系:首先是政府职能部门应对公用移动通信基站的设置使用需要加强组织规划和日常管理,即政府和运营商之间的行政法律关系;其次是电信业务经营者在民用建筑上设置基站,必然涉及公民的物权、租赁权、相邻权、物业管理权等法律关系,即运营商和居民之间的民事法律关系。但由于电信业务经营者的电信服务属于公共服务领域,其服务的对象包括社会不特定的公众群体,所以其法律关系又不完全等同于一般的民事法律关系。
在公用移动通信基站的行政法律关系中,目前主要通过行政审批来实现对基站的监管,从相应的布局规划引领、年度计划实施、具体站址认定直到台站执照核发等一系列行政管理手段比较完备,基本实现了对基站设置使用等行为的有效监管;而存在争议较多、矛盾较为突出的则是来源于运营商和居民之间的民事法律关系纠纷。本文将重点探讨其中的几个主要问题,包括基站通信机房法律属性、基站辐射的损害赔偿认定以及基站租赁合同纠纷等。
通信机房的法律属性
传统意义上居民对于基站的投诉主要集中在电磁辐射影响,但是在《物权法》出台后,公众对于物权保护意识的新一轮升温,从基站通信机房改变房屋住宅性质的角度提出的相对增多。
通信机房的法律属性如何认定?由于架设楼顶基站的同时需要设置通信机房,为楼顶基站配套提供电源供给、软件配套等,而从方便管理和运维的角度出发,此类通信机房大都通过租借或收买商品房的方式在居民楼内取得。故此,居民往往以违反经营性改造的限制条款,按照《物权法》第77条“业主不得违反法律、法规以及管理规约,将住宅改变为经营性用房。业主将住宅改变为经营性用房的,除遵守法律、法规以及管理规约外,应当经有利害关系的业主同意”为由,要求拆除通信基站。鉴别一处房产是否改变了使用性质,主要是看它的产权证上是如何规定的(住宅或非住宅)。如果产权证上规定的是住宅,而实际上是用作非住宅使用,那么即为改变房屋使用性质,是违规的,业主、业主委员会、物业服务企业有权予以制止。从这个角度看,无论移动通信的公共利益性如何,运营商辩解通信机房不属于经营性用房是于法无据的。运营商解决纠纷的唯一出路就是除了保证机房的运行环境安全可靠,不产生辐射,不干扰居民正常生活外,还需经有利害关系的业主同意。
通信机房产权纠葛是主要成因。产权的初始界定对于经济运行的效率会产生十分重要的作用,不同的产权制度,会导致不同的资源配置效率。因此,产权问题的不清晰,往往是造成外部性(尤其是外部不经济)的主要原因。具体到基站建设,在其过程中就具有很明显的外部性(包括外部经济和外部不经济),基站的外部经济无疑提升了移动通信质量,保障了移动通信发展;而基站的外部不经济主要包括电磁辐射对环境的影响、因设站导致社会矛盾或纠纷等。由于公共通信设施的寄居性,基站往往是依附于城市建筑物及大型项目公共配套设施的一部分,建设投资方、使用方及建筑物业主之间的权责不明确,产权不清晰,往往是造成运营商与居民间纠纷的主要原因。目前的基站建设模式多种多样,运营商可能采取了购买商品房、购买房屋使用权、租赁基站用房,或者委托房屋中介公司落实房源等几种方法。而且由于运营商在设站过程中始终处于不利的被动地位,往往一落实房源就给予付款,期冀以此来确认法律事实,最终结果却往往疏忽了对于房屋产权的界定,导致基站建成之后引发许多潜在风险。
例如在租赁机房时没有进行资质调查,未弄清谁是产权人、谁是使用人、使用人是否具有产权人赋予的转租权;在基站通信机房购买过程中,基站机房的购置款虽已付清,但未履行必要的产权办理和过户手续,这些问题都会导致日后对基站用房的合法性产生争议。运营商往往在基站建设过程中忙于应付各类个案情况,以“建成并启动”为最高目标,而忽略了日后产生纠纷的可能性。一方面产权关系不清或者复杂,确定合法的出租人就会有一定的困难,容易导致出租人不具备主体资格而使整个租赁合同无效;另一方面,出租人收取租金后,可能会因产权关系不清或者复杂而导致收益分配不均,纠纷产生的可能性就会大大增加。即使法律上有对电信运营企业保护的规定,但是处理诉讼或者纠纷同样会消耗电信运营企业的管理成本。综上所述,明确通信机房的产权法律属性,是减少基站设置法律风险、预防纠纷的重要前提。
基站辐射损害的举证责任及司法认定
随着基站辐射导致的投诉事件逐渐增多,政府相关部门不得不投入大量的人力物力财力,以应对市民关于基站辐射的投诉或咨询。从其投诉性质看,虽然可能有部分确属运营商未依法依规进行建设,但是相当部分是源于市民对于电磁辐射的认识存在偏差。
通过对于电磁辐射危害性的剖析可以看出:所谓电磁辐射,是指能量以电磁波形式由信号发射源发射到空间的现象。关于电磁辐射对人体健康是否有害的问题,世界卫生组织于1996年启动课题研究,包括中国在内有60多个国家参与该项研究,2006年得出的结论显示:“过量的电磁辐射才会对人体产生危害,低频电磁辐射对人体健康影响微弱,儿童白血病及癌症、神经性疾病等与电磁辐射没有因果关系。但儿童对辐射缺乏防御能力,建议幼儿园、学校远离电磁辐射源头。”一般情况下,基站天线安装在离地面15米至50米的建筑物或发射塔上,天线发射出的射频主要向水平方向扩展,很少向垂直方向传输,距水平方向10米至20米处辐射最强,人只有长时间在此范围内才有可能受到辐射影响。
事实上,我国对电磁辐射有着严格的技术限值标准。为了防止电磁辐射污染,保障公众健康,国家环保、卫生等部门自上世纪90年代以来,先后制定颁发了《环境电磁波卫生标准》等7部法规和国家标准,防护标准比美国、日本、澳大利亚、欧盟及中国香港一些发达国家和地区还严格。但即便如此,目前公众对电磁辐射问题仍然存在一定误区,很多媒体也常将电磁辐射视为空中无形杀手,与雷达、输变电工频电磁场等混为一谈,当基站建造在学校、医院、幼儿园、居民区等地方时,更容易导致敏感问题的出现。实际上,移动通信产生的电磁辐射主要在天线附近,只要基站建设天线架设满足保护距离的要求,公众是大可放心的。
目前,我国民事诉讼法将电磁辐射污染等环境污染造成的损害归于特殊侵权行列,实行举证责任倒置,由加害人就法律规定的免责事由及其行为与损害结果之间不存在因果关系承担举证责任,但是“损害事实”这一侵权责任构成要件却仍由受害人(原告)来举证,否则,权利得不到维护。与水污染、大气污染、噪音污染不同,电磁辐射污染是看不见、摸不着的,且对人体危害潜伏期很长,短期内的损害结果可能不明显,除发生事故或其他突然性事件外,电磁辐射污染的损害后果是长期、渐进、累积的。因此,电磁辐射损害的过程虽在持续,但在损害结果出来之前,受害人(原告)是无法举证的。
也就是说,面对电磁辐射的危害在损害结果显露之前,受害人即使诉讼维权也基本很难胜诉,对于这种正在发生的持续性的损害但损害结果尚未明确显露出来之前,法律目前是无法有效保护受害人的。在实际的案例中,合法基站的拆除往往是基于民生问题的考虑后,政府、运营商与居民达成的妥协,赔偿也仅是针对租赁费用纠纷而形成的一致意见,真正因基站造成电磁辐射而成功获得赔偿的情况几乎为零。
实际上,《环境保护法》第24条明确规定了电磁波辐射是一种污染源,因此对于电磁波辐射的举证和认定还可以按照《环境保护法》来执行,适用该法规定的原则、制度,可以考虑专门编制具有操作性的电磁辐射污染防治的具体实施细则,并建立专门针对有害电磁辐射的标准体系和认定机制。
基站租赁合同
一个基站的建成,主要通过在楼顶设置天线及租借房屋作为通信机房以提供天线所需的技术配套及电源等,直接投资成本巨大,如需搬迁则成本更加可观。而正是因为基站搬迁成本巨大,在实际的合同谈判尤其是续租谈判时,出租方往往恶意要价,大大提升建站成本,也提高了电信基础网络铺设的总成本。假使运营商无法提价租赁,则基站被迫拆除,也影响了移动通信网络覆盖整体效果。故笔者认为,出于移动通信基站公共基础设施属性及公共利益性的考虑,不可将基站租赁完全等同于市场上的一般房屋租赁。
首先,应当关注基站租赁合同解除通知期。因为基站的投资成本巨大和全程全网的工作特性,在绝大多数情况下,基站租赁的合同解除是由出租方提出的。根据《合同法》的相关要求,基站租赁合同的解除权的形成以议定条件或者“因不可抗力”等法定条件为基础,《合同法》第96条还规定了当事人一方依照本法第九十三条第二款、第九十四条的规定主张解除合同的,应当通知对方。合同自通知到达对方时解除。事实上,在一般的房屋租赁中,出租方都会给予承租人一定的准备时间,这是出于社会公德的考虑,而这个合理的通知期限,因为时间不长,租赁双方往往一般不会对此产生异议。但是就基站设置来说,基站通信机房的租赁不同于一般的住户租赁,一个基站的拆除需要进行整体搬迁的统筹,不仅搬迁本身工程浩大,还涉及对原先覆盖区域在基站搬迁后通信盲点的补足,所以它需要的通知期比一般住户需要的通知期更长。如果没有通过合同条款设定明确的通知期限,那么一旦由于市政搬迁等问题形成纠纷,出租方擅自断电等行为将直接影响基站正常工作,形成覆盖盲区。
一、铁路信号防雷设备的重要性。
(一)雷电事故影响铁路信号较大
近年来我国雷电事故越来越多。随着社会经济的发展,信号系统已普遍被应用,但由于其防雷设备的不完善,造成的雷电事故逐渐增多。每年的6-8月份是雷电的高峰期,雷电事故明显增多,由雷电造成的设备故障影响铁路运输安全现象较多,直接影响铁路正常运输,造成一定的经济损失。仅6月份,全路因雷击造成信号设备故障147件,故障延时117个小时。由以往事故案例总结,发生雷电事故的原因主要是因为缺少标准的避雷措施和设备,工作人员缺乏专业的避雷知识。因此,铁路部门应建立工作责任,提高防雷措施,整治铁路信号防雷设备,积极处理问题,尽可能保证铁路运输的安全性。
(二)铁路信号系统设备多为微电子构成
目前,铁路上的安防监控设备都是电子产品,这些安防监控设备主要具有高密度、高速度、低电压和低能耗的优点,但其对雷电的过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等电磁干扰非常敏感,因此,安防监控设备非常容易受到雷电的损害,结果会给整个监控系统带来损害,导致系统失灵,造成难以估摸的经济损失和安全方面的危险。因此,提高铁路信号防雷设备的标准性,是减少灾害发生的根本。铁道部在原有铁路防雷标准基础上,了《铁路信号设备电磁兼容及雷电电磁脉冲防护实施意见》。其实施意见吸取了我国铁路信号多年的防雷经验,并借鉴国外成熟的防雷措施,包括地网设置、屏蔽设置等诸多综合防护措施,大大提高了铁路信号设备的防雷标准,进一步增强了设备防雷的可操作性。同时实施意见还防雷设计、管理、验收、质量责任、雷害处理、设备的采购等细节内容,基本形成了信号设备雷电防护的综合框架。目前,铁道部已经了《信号设计规范》,正在抓紧制定《铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术规范》,努力提高信号设备防雷的设计和建设水平,进一步减少雷害发生。
二、铁路信号设备雷电防护分析。
(一)铁路信号设备遭受雷电的原因
(1)铁路信号设备的占地面积较大,并且很多信号设备分布在较高的山区上,还有的是在旷野中,构成易遭受雷电的特点。(2)铁路的钢轨是雷电流的良好导体,与钢轨连接的信号设备就较容易受到雷电的袭击。(3)自动闭塞和半自动闭塞的诸多信号线、控制线都是使用架空线,均架设在信号线路中,暴露在旷野中,在雷雨天气,保护措施较弱,极易受到雷电的威胁,线路中的大电流会串入信号机房,从而引起对内部设备的损害。(4)信号机房存在较多的接地系统,其冲击接地电阻不均匀,在雷电袭击时,雷电流引起地电位差,也容易造成“地电位反击”,形成“不等电位”,威胁到机房人员和设备的安全。从上述原因不难看出,为了提高铁路信号设备的防雷标准,一定要有良好的避雷设施、接地网等,采取完善的直击雷、感应雷防护措施。同时在信号机房、计算机网络系统、信号传输系统、机房接地系统等采取有效的防护措施,在拦截、分流、均衡、接地、布线、布局等方面做好完善的综合防护。
(二)针对以上原因,应采取相应的防雷措施
(1)在各地的铁路信号设备加强防雷措施,在各地的机房上尽量安装防雷设备,尤其是暴露在旷野中的机房、铁路建筑物一定要做好防雷设施。有关企业单位要严格按照防雷法规,通过正规的机构检测、完善本单位的防雷设施,避免贪图便宜,或者为了省事,请不正规的机构检测和完善防雷设施。(2)通过有效途径加强防雷宣传,组织人员参加防雷有关知识培训,提高工作人员的专业知识和能力。在雷雨天气,工作人员不要在开阔地工作,不能再金属旁避雨,避免遭受雷电的袭击;雷雨天气尽量少使用电器设备。(3)信号机房或机械师建筑物要采取电磁屏蔽,安装避雷网;室外信号设备直击雷防护和屏蔽,机房信号设备安装好接地线。
三、综合防雷整治施工中应注意的问题。
(一)注意隐蔽工程的施工质量
施工和监管单位一定要保证隐蔽工程的施工质量,如果地网的某个地方一旦断开,就会形成“不等电位”,因此,地网的连接处一定要处理好,可采取焊接,并进行防腐处理。
(二)各级防雷器的参数要匹配
防雷器的通流量在分区分级的配置中要实现匹配,若出现不匹配现象,就容易出现在雷电流侵入时,后一级断路器先于前一级断路器脱扣掉下,造成系统停电的严重问题。所以,要按以下原则进行配置:室外0区大于机械实1区,机械实1区大与机房2区,以电源防雷为例,信号楼引入之前为40KA以上,电源屏室前为20KA以上,微机房电源柜前为10KA以上。为了参数的一致,防雷箱内防护断路器与电源的断路器最好选用同一个厂家的产品。
(三)组合架的连接
机械室同一排组合架之间的等电位连接一般采用大于10mm 的多股铜导线串联栓接,这种连接方式存在一定的缺点:如果某一个组合架的连接点接触不良就会导致所有组合架失去等电位连接。如果采用与同一排组合架等长的30mm×3mm紫铜排与每个组合架并联连接,就能解决此问题。
参考文献
[1]高国志.雷击区信号设备防雷整治的探索[J].经济研究导刊,2010(13).
中图分类号:F42 文献标识码:A 文章编号:1671—7597(2013)042-125-02
在现在钢铁企业中,各类工业系统中均存在着各种干扰,自动控制系统以及与仪表系统的数据交换的可靠性直接关系到钢铁企业中各种生产设备的稳定运行,系统的抗干扰能力是工业自控系统能够安全,稳定,准确的前提。
1 工业生产中干扰的危害
信号干扰对于工业自动控制系统的危害主要为以下几点:
1)干扰造成的传输错误数据或者传输数据失败,造成客户机或显示仪器的显示错误数据或是无数据显示,会导致实际操作工作者的错误判断和操作,从而引发生产事故。此类为干扰造成的最基本的危害,可在操作者及时发现情况下进行有效的回避和调整。
2)干扰造成的发出错误指令,导致现场设备误动作,直接造成各种严重生产事故或是安全事故,对现场设备伤害大。此类干扰造成的危害较大,需要操作者及时发现,停止或暂缓运行中设备并通知相应人员进行检查。
3)干扰造成的自动控制系统中PLC、变频器等的停机或上位机的操作画面无法操作等,对于现代工业企业中长时间运行的设备会造成非常严重生产事故或者安全事故,对主体现场设备甚至主体生产单位造成不可逆的伤害。
2 工业生产中干扰的来源及产生原因
各种干扰都是有着各自的产生原因和来源,基本可分为以下几类:
1)外部干扰;外部干扰一般可以分为外部线路电磁干扰,电源干扰以及线路接地干扰等问题。
首先外部线路电磁干扰,产生于外部布线混乱,或是外部信号线引入(如与仪表测量连接部分),会导致数据传输失真,中断,严重可导致元件损坏等(在现实工作中经常会遇到模块I/O点的损坏频率过高,大部分都是因为这个原因)。
再次是电源干扰,自动控制系统的各个部分都由电网供电,而电网受到上级影响,或是空间磁场的影响,或是上级电网的波动,或是附近大型设备的启停都会造成电网的谐波对电网产生冲击从而造成干扰。
最后是线路接地,在工业企业中,接地是为了设备安全以及系统抗干扰的主要手段,但当错误接地或是接地混乱(如装置零地不分,或错误的重复接地,或是附近有电焊作业等)则会产生“地环流”,导致对信号回路的干扰,影响PLC的逻辑运算和数据存贮等,造成设备死机,程序混乱,数据出错等严重事故。
2)内部干扰;自动控制系统的组成部分中,变频器环节由于在变频器启动时或运行过程中会产生谐波并对电网产生传导干扰,而且在输出时也会产生电磁辐射影响周边设备的运行。在PLC系统部分,也会由于自身内部元件也会和二次电路间的产生电磁辐射,比如逻辑电路对模拟电路的影响。
3)线路老化;顾名思义,在工业企业中,现场环境纷繁复杂,很多情况下并不能很好的达到屏蔽或抑制干扰的要求。温度,湿度,腐蚀气体,振动等都会造成原屏蔽层或是抑制手段的失效。这在现代工业企业中大量存在并随着时间积累而加大干扰的发生频率,这也是现实自动控制系统中比较容易忽略的部分。
4)网络病毒攻击;目前工业组网越来越复杂,外部网与内部网采集传输并记录数据,工业自动控制系统其中的服务器与客户机之前的数据传输也会遭到病毒的攻击,常见于病毒直接攻击网络交换机,导致数据中断。在现代企业中,这个问题往往被忽略,相应的防范措施也跟不上。
3 工业生产中干扰的解决措施
在了解干扰的严重危害以及干扰产生的原因和途径后,可做出相应的各项应对解决措施。
1)对应外部干扰的情况,首先在最初布线时,必须要注意信号线的屏蔽,不能和动力线路并行,如果条件不允许,必须放入同电缆槽情况下,可考虑将信号线穿金属管或金属软管单独走线,在信号传输长度上尽量缩短,而且输入输出线路不要使用同一根信号电缆,并远离大型启停设备。
再次我们可产用隔离变压器。隔离变压器的主要作用是:使一次侧与二次侧的电气完全绝缘,也使该回路隔离,利用其铁芯的高频损耗大的特点,从而抑制高频杂波传入控制回路。无论是在变频器等设备的一次回路或是PLC模块的供电回路,都可产用隔离变压器来减少来自电网的干扰。
最后在接地问题上,必须在保证现场配电柜或是其他装备接地良好的情况下,区别好零和地,区别好系统地、屏蔽地和保护地等,最重要的信号线要保证有唯一的接地,防止形成“地环流”,信号线上相应地方屏蔽接地必须保证良好(比如编码器接线端、PROFIBUS DP接头的接线端等)。
2)应对内部干扰、可采用隔离器。生产的自动过程中会用到各种自动化仪表、或其他相应设备,会产生各种信号干扰,对自身,对网内其他设备都会造成干扰。采用隔离器后,可将网内各个设备的数据传输分割开来,使干扰无法影响其他设备,既可以发现干扰的来源,又可以不影响其他设备的运行。
3)应对线路老化,在布线初期就要注意,要了解现场实际工作环境,来选取相应的防护等级,并在生产过程中,定期的对设备进行防老化,氧化检查。(如在高炉出铁时会产生大量腐蚀性气体,会对线路造成氧化,此时就需要制定相应的维护周期。)
4)应对病毒攻击,首当其冲的就是要在各个网关设立可更新的防火墙或杀毒软件等,并找寻病毒攻击的方式或病毒攻击的地方,来采取相应的解决措施(如震网病毒和OFFICE病毒等,在网络上都有相应的应对措施),更新杀毒软件、客户端、工控软件等,并制定相应的查毒周期以及紧急备份。
4 工业生产中实际案例及解决措施
在工业企业实际生产中,有各种各样的实际案例可供参考,下面就列举几个实际案例来更加切合实际的说明干扰的影响解决措施:
1)韶关钢铁公司1号高炉突然出现所有变频器故障停车(西门子变频器),报故障F082,复位后恢复正常,但在夜班又再次频繁出现,直到后来上料主卷扬变频器报故障且无法复位,导致高炉休风。
经现场检查确认发现,首先主卷扬编码器电源线与DP线并行铺设(布线问题),再次主卷扬变频器与编码器电源共用220 V/24 V电源(电源干扰),最后在主卷扬线路和槽下线路不同一趟线路供电时,因分两处接地,且部分零地不分,导致“地环流”(接地问题)。从而干扰扩大导致事故发生。
解决措施为重新铺设电源线路以及信号线路,将DP线路信号传输改为光纤线路信号传输,恢复良好的接地系统,在干扰源未找到加装隔离器。
2)韶关钢铁公司6号高炉喷吹二站突然出现操作画面数据显示,且部分阀门无法操作,稀油站自控中断,导致停喷煤粉20分钟。经现场检查发现,稀油站出入的DP线路在电缆槽中与动力线并行(布线问题),且并无起隔离的金属软管,线路外层老化严重(线路老化问题)。故解决措施为,将空压机站PLC系统、稀油站PLC系统与操作室的原DP线改为光纤线路传输,并单独布管布线,与动力线路分割开来。
3)韶关钢铁公司7号高炉,出现部分操作画面数据丢失且无法操作,后发展为全部操作画面无数据显示且无法操作,经检查发现,网络交换机信号灯闪烁过于频繁,故将交换机停送电,所有画面数据显示恢复正常。后检查分析发现,由于新加入MES系统与高炉自身服务采集生产数据,但MES系统病毒过多,攻击高炉系统服务器并攻击网络交换器造成网络堵塞,从而画面无数据显示(病毒攻击)。后将MES系统服务器系统重装,更新杀毒软件,更新服务器和客户机的杀毒软件并查毒(发现大量木马及蠕虫病毒)。
5 在实际生产中的干扰的紧急应对
在实际生产中,现场技术人员经常会遇到这种情况,当干扰故障出现时,为了要保证生产的连续性,并没有太多的时间去将设备停下来做仔细检查。这个时候就必须要提前准备好应急措施,熟悉自动控制系统的网络构成,熟悉工控机的网络构成,预备好空余的交换机或是交换机插口,预备好可靠的信号线以及接头,和预备和保证至少一台服务器的可靠运行。只有这样,才能在干扰发生时,及时的改变网络终端来判断干扰来源和隔离干扰,迅速的恢复正常生产为前提,将干扰的危害降到最低。在做紧急处理后,条件允许的情况下,再去视情况检查线路走线,现场设备情况,然后再做出是否更换疑是干扰部分线路。也只有这样,才能在保证生产的前提下去无压力的仔细的检查干扰故障。
6 结束语
工业生产环境中干扰的来源,产生现象纷繁复杂,具有不确定,不固定的性质。实际生产处理中会让设备维护人员很难迅速找到干扰故障发现的点和确定处理办法。但是若在初期注意,生产时留意,定期点检和维护更新,可将干扰带来的危害降到最低。
关键词 :电磁兼容; 谐波抑制;无功功率补偿; 功率因数;电能质量
Abstract: There are three articles of "discussion about harmonics without drawing:"For the “first” article refers to “general overview”, for the “second” refers to “control measures” and for the “third” refers to “discussion and suggestion”, which totally endows philosophy upon overall outline and comprehensive treatment of harmonics. This “third” article refers to the end section, it firstly introduces current practices; and then conduct discussion on two unsuccessful cases and one successful case; finally elaborates new thoughts and implementation procedures for comprehensive treatment. In view of undeveloped and imperfect technology, immature suggestions are only for references.
This article of the third "discussion about harmonics without drawing” is the sister section in succession of “discussion about lighting without drawing” and “re-discussion about lighting without drawing”, which is also the thinking teaching of instruction and practice. In form of “discussion designed without drawing”, the engineering concept of “advocating both CAD and theory” prevail.
Key words:Electromagnetic compatibility, harmonic suppression, reactive power compensation, power factor, quality of electric energy
中图分类号: R187+.7文献标识码:A文章编号:
1、当前作法
1.1谐波抑治
1.1.1主动治理为使系统少产生谐波,尽可能降低谐波染,制定了下列各类规定:
1.1.1.1建筑物
1.1.1.1.1民用建筑物与高压、超高压输电线和雷达站之间保持足够的安全距离;
1.1.1.1.2除医院医技楼、专业实验室等,建筑物内不设置大型有电磁辐射的装置、核辐射装置和电磁辐射较为严重的高频电子设备。必须安装这些设备的医技楼、专业实验室等必须采取屏蔽措施;
1.1.1.1.3大功率射频干扰源的设备及安装设备的建筑物应采取屏蔽措施---板屏蔽、网屏蔽、室屏蔽。
1.1.1.2电气线路
1.1.1.2.1民用建筑低压配电,尤其是对用电负荷主要为单相用电设备供电的配电干线设计中,中性线(N)的截面不小于相线截面积。而对大量集中使用计算机、电视等电子设备供电的场合,TN系统配电回路的N及PEN线的截面积不小于相线截面的2倍;
1.1.1.2.2电子设备和元件较多的配电线路,选用有中性线过流保护的开关电器,且适当加大断路器的断流容量,防止短路故障因谐波干扰导至断流容量不足而损坏开关和设备;
1.1.1.2.3为X光机、CT机,核磁共振机等设备供电的变压器及馈线,应当尽可能降低电源阻抗。
1.1.1.3防止电容器对谐波的放大
1.1.1.3.1适当调整电容器的安装位置,以改变网络参数;
1.1.1.3.2根据可能产生谐振的谐波次数,确定电容器的容量,或调整电容器投切分组容量,避开谐振点;
1.1.1.3.3在电容器回路中串联适当的空心电抗器,限制电容器支路的谐波电流。如为限制3~5次谐波电流,可安装相当于电容器容量4%~6%的串联电抗器;
1.1.2被动治理对系统己产生的谐波,采用了下列方式削弱、抑制:
1.1.2.1LC无源电力滤波器
1.1.2.1.1只对设计针对频率的谐波效果明显,对其它频率的谐波效果不明显;
1.1.2.1.2滤波效果与系统运行状况有关,当电网系统阻抗、频率变化时,谐波效果降低;
1.1.2.1.3特殊谐波或系统阻抗、频率的变化,可能与电网系统阻抗发生串联或并联谐振,造成电压波形畸变和谐波电流放大,引起无源滤波器过压、过流,甚至损坏,危及电网稳定;
1.1.2.1.4负载谐波电流过大时,可能引起无源滤波器过载,使之损坏,造成事故。
1.1.2.2有源电力滤波器几乎不受电网阻抗变化的影响,不存在谐波放大的危险,储能元件容量小。对变化的谐波动态跟踪补偿的有源滤波器,是治理电网谐波最有前途的措施。近年有源电力滤波器取得长足发展,国外虽有投入实际运行,我国还处于研制阶段,工程应用尚处于初期阶段。
1.2无功补偿
无功补偿与谐波抑治是关联最密切、难度最大、保障电网质量最重要的两方面。无功补偿的当前作法:
1.2.1同步调相机既能补偿固定的无功功率,也能对变化的无功功率动态补偿。但反应速度慢、损耗大、价昂,仅早期运用;
1.2.2并联电容器虽有发生谐振事故的可能,但方便、灵活、价廉,工程中广为应用。只是仅能补偿固定的无功;
1.2.3静止无功功率补偿装置(SVC)以快速变化的电抗、电容构成,能根据无功功率的需求,自动动态补偿无功功率,亦可调整电、减少过、减少电闪烁。然动态调节基波无功时产生大量谐波,影响其推广。此技术己成熟,应用较多为下列四种:
1.2.3.1自饱和电抗器(SR):由负荷电流控制饱和电抗器的磁饱和程度,负荷变化时其电抗值随之变化,从而调节无功功率输出的大小;
1.2.3.2晶闸管控制电抗器(TCR):通过改变控制角而改变导通时间,相当于调节电抗器的电抗达到改变无功功率输出的目的;
1.2.3.3晶闸管控制高漏电抗器(TCT):原理同TCR,晶闸管断开时呈高电抗,接通时根据控制角调节无功功率输出的大小。因使用了变压器,可直接接入高侧;
1.2.3.4晶闸管投切电容器(TSC):其晶闸管超前90°时接通并在断开前一直保持此控制角,如电为正弦波,则流过TSC的电流亦正弦波,故无谐波产生,但此TSC不能在导通期间改变无功功率输出的大小。
四种形式的静止无功功率补偿装置(SVC)电路及参数对比于图1及表1。从表1可见SR谐波来自磁饱和、非线性,TCR及TCT通过改变晶闸管控制角而调节电抗器的电抗,控制角大于90°时得不到交流电源的完整正弦波。此三种形式使用必考虑抑制它自生谐波,结构、设计必复杂。
1.2.4静止无功功率发生器(SVG)通过不同控制,既可发出无功功率(呈容性),也能吸收无功功率(呈感性)。但功能单一,仅调节无功功率。
图1 四种形式静止无功功率补偿装置(SVC)电路
表1 四种形式静止无功功率补偿装置(SVC)性能对比
2、案例讨论
2.1案例1:某终端变电所装ABB公司生产的串联型谐波滤波器THF,感滤波效果欠明显。
究其原因,可能是此系统的三次谐波在终端变电所的终端变压器的绕组内己抵消,而THF滤波仅针对三次谐波,对其它高次谐波及无功补偿无能为力,所以感滤波效果欠明显。
建议:如仍用ABB公司产品,改用ABB公司新近生产的有源动态谐波滤波器:
⑴ PQFI---适用于大功率三相三线系统;
⑵ PQFM---适用于较小功率三相三线系统;
⑶ PQFK---适用于混合型负载(含中性线中有零序谐波)三相四线系统;
⑷ PQFS---适用于商业、住宅及轻工负载(带/不带中性线负载)三相四线/三相三线系统。
2.2案例2:某大厦工程选用某厂ZN-TSF智能型低压动态滤波补偿成套装置,亦感滤波效果欠明显。
究其原因,可能是此大厦工程用了大量UPS,系统含有大量谐波。而此智能型低压动态滤波补偿成套装置选用的是“标准抗谐振型”,仅适用于“含有少量谐波的系统”。
建议:如仍用此厂产品,改选“非标滤波型”,与制造厂协商按系统中谐波频率及容量针对性特殊设计、生产。费用会升高,但能有的放矢解问题。
2.3案例3:某设计办公楼0.4/0.23kV侧为单母线分段,两段母线分别各由一台Dyn11干式变压器供电,左段非线性负荷少,右段母线供负荷中大型UPS多,导致系统谐波超标(五次、七次谐波多,五次为68A),电流畸变大(45%)。
2.3.1 原始条件原始系统测试数据见“表2案例3原始条件”;
2.3.2设计方案左段装调谐式电抗电容器柜,着力无功功率补偿;右段装一台70A有源电力滤波器滤除五、七次谐波,并配以调谐式电抗电容器柜着力无功补偿。一次电路总方案见“图2案例3系统概略图”;
图2 案例3系统概略图
2.3.3 安装位置排除效果不明显的电源入口及需增费用的设专用箱两方案,选用在分配电盘或负荷中心安装。集中治理、投资少、效率高、结构简、运行可靠、维护方便。
2.3.4测试结果:分析过程以美福禄克公司FLUKE-41B电能质量测试仪测试:至31阶次谐波的电压、电流及波
形;电压、电流有效值及频率;峰值、最大值、最小值、平均值及DC;功率、功率因数、谐波失真总量、峰值因数。筛选后的数据见“表3电容器投入前后”、“表4滤波器投入前后”。通过电容器投入前后、有源滤波器投入前后的瞬时电压及电流波形图、谐波电流频谱图、基波电流趋势图、功率因数变化趋势图、滤波效果(电压、电流波形图及柱状图)图,列表对比分析,效果较理想。
表2案例3原始条件
表3电容器投入前后
表4滤波器投入前后
3、综合治理
3.1新思路
3.1.1抑制谐波染和降低无功功率同时并举是针对电网电源质量品质的两项最关健指标、最复杂的技术难点的新举措,对提高电能质量有着十分重要的意义。
3.1.2双管其下可以协调降无功与抑谐波彼此的尺度,避免过度无功补偿导致谐振的危险,也是节省投资的技术经济皆顾及的综合行为。
3.1.3两类设备此两功能多彼此交叉,可合理安排,充分发挥各设备长项及能,为专用、昂价、高技术设备的选用、配搭进行了新探索、新尝试。
3.2实施步骤
当前情况下,从经济合理,技术可靠双方面出发,建议综合治理按步试行:
3.2.1先考虑无功功率补偿按常规计算出有功及无功负荷量,确定无功功率补偿量,从而略偏大地选定补偿电力电容。建议当前还是采用:
3.2.1.1巡测继电投切电容器的常规作法;
3.2.1.2晶闸管投切电容器的TSC法。
3.2.2考虑抑谐先测谐使用相应仪器检测系统的谐波次数及含量,除案例三外,检测仪器尚多,例如:
3.2.2.1TOPAS电能质量测试仪瑞士LEM公司生产,可连续跟踪测量,了解系统带负荷运行状态下的数据。此仪器参数指标为:
3.2.2.2FLUKE-41B谐波测试仪美国FLUKE福禄克公司生产,用于测量电压、电流的谐波情况及功率因数。此仪器参数指标为:
3.2.2.3 美FLUKE的电能质量分析仪还有:
3.2.2.3.1在线式---如FT2000L;
3.2.2.3.2便携式---如F1760专家型、1750三相电能记录型、F1740系列三相分析型、Norma系列宽频带型;
3.2.2.3.3手持式---如F430系列三相分析型、F1735三相记录型、F43B单相型、F345型。
3.2.3选用抑谐设备按前述原则,针对系统检测出的谐波次数及含量选用抑谐设备,而不是事先一无所知就盲目设计选型,重蹈案例一、二之覆辙。
3.2.4调试安装接线完毕,在相应仪器检测下对抑谐设备按系统参数进行现场实地调试,最好亦对两端极端状况作亦作调试。
3.2.5软件当前尚无充分理由必需使用“谐波综合治理系统软件包”智能处理,或许它是此谐波综合治理技术进一步发展、成熟后的所取。
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基于psim的无刷双馈电机三电平直接转矩算法的建模与仿真 刘岩 王旭 刑岩 杨丹 张硕
基于回归模型的遥操作工程机器人力反馈控制 王超 李笑
煤层顶底板等效岩性的确定方法 郭达 蔡康旭 王晓东
三面采空综放采场采动阶段动力灾害机理 侯玮 霍海鹰 田端信 李智慧
基于颗粒运动方程的输煤皮带机尾逸尘规律 荆德吉 葛少成 刘剑
基于变形场演化的洞室岩爆特征实验研究 宋义敏 杨小彬 王振武
煤矿井下避难硐室的选址及其关键技术 李芳玮 金龙哲 韩海荣 黄志凌 张娜
层次分析法的改进方法在煤矿安全评价中的应用 董四辉 宿博
煤矿隐患管理系统优化 王升宇 江飞
综放工作面本质安全生产系统建立的可行性 张建华 宋佰超
scada系统在市政消火栓中的应用 梁慧君
高位钻场煤层注水防尘技术 吴金刚 李守振 郭军杰
不规则综采工作面旋转开采实践 刘日成 李金海 徐春超 李晓彬
低浓度甲烷提纯试验研究 李励 王凯全 乐林
煤
化学结构及仪器分析方法 高飞 邓存宝 王雪峰 邓汉忠 张勋
新型防火泡沫材料研究 翟逸群
红庙矿综放面防灭火合理注氮参数 洪林 冯寸寸 周西华 徐显伟
东荣二矿18层七面防火治理 赵维国 王春生 冯德谦
姚桥煤矿通风阻力测定及分析 程根银 孙凯 李波 朱锴 姚宏章 张景钢 王文永
钱家营7煤工作面周期来压期间瓦斯涌出规律 张嘉勇 郭立稳
红菱煤矿通风系统灵敏度数值分析 徐阿猛 贾进章
丰城矿区排放钻孔有效影响半径确定 江万刚
某尾矿库三维流固耦合稳定性分析 张福宏 周怡帆 马海涛
采空区多参数气-固耦合渗流模拟 王月红 温佳丽 秦跃平 张九零
基于气固两相流的风幕控尘数值模拟 李雨成 刘剑
基于botdr的矿井冒顶坍塌事故全方位监测 王帅 栾丽君 邰秀江
沈阳市大气环境pm2.5污染特征 张丽华 王恩德
gps在建立高速铁路控制网中的应用 李世平 武文波
中图分类号:TU856 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)02(b)-0120-01
2012年8月8日15点许,河北省国家安全厅办公院附近,发生雷电闪击,同时瞬间位于办公楼一楼的安防系统,两个电视画面无图像;消防监控系统操作柜显示屏不能显示。据现场目击者办公人员反映:自监控机房配电箱引入相邻办公室一插座,在雷击发生时,插座上有一些火星产生并伴有啪啪的响声。另外,据总配电室人员反映,雷击发生时,总配电室内所有的照明灯同时击灭。现场探查发现:损坏线路板一块,其中闪击造成通讯器件集成块外形有受损脱落现象。诊断分析:因为只有局部受损,所以首先排除地电位反击。针对受损部位是线路接口处,初步判定为雷电感应过电压沿线路侵入设备。雷电电感应过电压和雷击电磁脉冲(Lightning Electromagnetic Impulse),简称LEMP,即雷云闪击时产生的作为干扰源的强大闪电电流及其电磁场。建筑物内雷击电磁脉冲干扰有以下三种情况:外部强、弱电线路传来的电磁波对建筑物内电子设备的干扰;天空中雷电波的电磁辐射对建筑物内线路和电子设备的干扰;建筑物防雷装置接闪时,瞬间雷电流对建筑物内线路和电子设备的干扰。以微型计算机为例,屏蔽是减少电磁干扰最基本的措施,由于计算机对雷击电磁脉冲极为敏感,磁感应强度超过5.57A/m(0.07Gs)即可造成计算机误动作,超过191A/m(2.4Gs)即可造成元件击穿永久性损坏。总结本案例雷电过电压入侵应该有三条途径:(1)雷电波沿室外监控摄像机线路侵入视频分配器;(2)雷电波沿室外消防监控线路侵入控制显示设备。(3)电源线路窜入。
1.环境概况及检测实况
大楼为十几层建筑,直击雷设施完善。采取共用按地系统,接地阻值符合规范要求。配电系统情况:总配电室大楼配电楼层配电箱机房配电。机房设置:大楼一层;检测实况:(1)机房安防监控系统设有5个机柜,其中2#和5#机柜未按地。(2)所有引入机房的安防系统、消防监控系统的信号、通信、控制线路在进入建筑物,全程穿PVC管,均未采取穿金属按地的屏蔽措施。(3)安防系统受雷击两个电视画面的信号线路引入设备接口处屏蔽按地阻值为∞。(4)窗户屏蔽阻值为∞,无金属网。(5)配电系统情况:总配电未安装SPD。机房电源由双路电源引入,消防监控设备用电:SPD型号In20Ka,Imax40Ka。安防系统UPS前SPD型号In20Ka,Imax40Ka。
2.防雷设计
2.1配电系统
总配电安装SPD,In:60kA-大楼配电安装SPD,In:40 kA-机房配电安装第三级SPD,In:20 kA为宜。
2.2接地系统和等电位连接
接地系统:宜利用建筑物基础钢筋做自然接地体,而且设备按地、防静电接地、电源保护地、防雷按地应组成联合按地。采取防止地电位反击措施,机房设备与外墙和含引下线的结构柱保持足够安全距离。安防系统SPD设计,消防系统SPD设计等电位连接:机房设备外壳采用等电位连接并接地。
2.3防雷电感应措施和静电感应措施
传输线路的保护主要是电源线和信号传输线,信号传输线一般选用屏蔽软线,敷设在前端摄像机与终端监控机房设备之间。将摄像机和视屏分配器之间的线路屏蔽并在入户处穿金属管保护并接地。
(1)采用屏蔽层的线缆或线缆穿金属管埋地敷设,并在两端将电缆金属外皮和穿金属钢管同接地装置相连,保持钢管的电气连通性,有效防止电磁干扰,和电磁感应。如果穿管有困难,可在电缆进入终端设备前穿金属管埋地引入,但埋地长度不得小于15m。
(2)机房宜设静电地板防止静电积累,避免对人体和设备造成损坏。
(3)窗户采用屏蔽接地。
2.4防雷击电磁脉冲
2.4.1前端设备
(1)监控摄像机的电源输出端口电源线(220或DC24V)安装浪涌保护器并满足按地电阻不大于4欧姆。
(2)每台摄像机的视频输出端口,安装馈线浪涌保护器,防雷接地线按至专用地线上并满足按地电阻不大于4欧姆。
(3)信号线、控制线安装相应电涌保护器。
(4)视频馈线(传输线)应穿金属管埋地敷设。
2.4.2机房设备
信号线路进入设备接口处如视频分配器之前,矩阵主机或通信柜之前应安装适配的信号浪涌保护器,参数选取可参照GB50343有关条款选取。
3.施工和检测
严格按中国气象局第21号令《防雷装置设计审核和竣工验收规定》执行,保证施工质量。检测注意事项:对电子信息系统机房检测,应增加:
(1)线路两端屏蔽接地检测。
(2)使用仪表:不用4102,电流电压过大,可能对弱电设备线路屏蔽接口造成损坏,改用等电位测试仪测试。
(3)金属窗户做好屏蔽。
关键词:检验 问题 养护
引言
压力容器应用于社会建设的各个领域,一直伴随着现代化建设与科技的不断发展与进步。在压力容器投入使用的时候,对其进行严格细致的检验至关重要。压力容器属于承压类特种设备,其广泛地运用于石油、化工、冶金、机械、航空、航天、国防等领域,服务于国家建设和人民的生产生活。它在国民生活中扮演着重要的角色,就拿年产30万吨的乙烯装置来说,压力容器占到35%的比率。压力容器是一种能够引起爆炸或中毒等高危害的设备,所以在使用过程中需要极度地小心。当前,为了保障我国各生产单位在使用压力容器时的生产安全,国家采取了一系列措施来加以管束,我国把压力容器的设计、制造、安装、使用、检修等一系列过程都纳入到相关安全部门的管理范围内,明确了责任,为保障压力容器的安全使用奠定了制度基础。压力容器是一种较耐耗的设备,在长期使用过程中,对其进行检验非常重要,对压力容器的检修不仅是检查其工艺性能,最重要的是检验其安全性。
1、压力容器检验中的常见问题
1)设施、设备设置上的缺陷
某些压力容器在设置上存在一些问题,比如说强度、刚度设定不对,设备的稳定性较差等,也有可能是管道、阀门泄露,造成设备之间的密闭性不强,或者是防护装置不当等。设置上的问题有的影响生产,比如说设备密封性不好,易造成能源泄露,有的甚至直接危害到工作人员的安全和车间厂房的安全。这些问题一旦没有得到解决,就会严重影响到生产工作的正常进行和人员的安全。设备设置要求员工检修时要细致,要把握好细节,还要求加大检验的频率,切实保障压力容器的设置正确。
2)电或电磁的辐射危害
在压力容器中有很多使用电或者电磁来工作的部分,随着设备或设施的老化失修,经常造成带电设备漏电或产生静电、电火花等,这严重影响工作的正常进行,有时稍不注意甚至还会造成人和设备触电的现象。危害更大的是电磁辐射,在压力容器中,很多设备能够发出各类射线,有时形成放射源丢失扩散辐射等,这些问题有可能导致爆炸、触电或严重的人体损伤,所以我们一定要注意安全,避免因检修工作失误造成的损伤。
3)各类有害物质造成的损伤
在压力容器中,有很多有害的物质,他们不仅损害人的健康,还对设备造成一定程度的腐蚀,影响设备的长期使用,对企业经济利益造成影响。这些有害物质包括高低温物质、易燃易爆物质、粉尘、有毒物质、腐蚀性化学物质、煤粉、煤灰、烟尘、烟雾、烟垢等等,这些有害物质能够造成对工作人员身体的伤害,比如说形成爆炸、爆燃,灼伤、烫伤、冻伤,也可能造成严重的呼吸道、皮肤、视力伤害,更严重的甚至会造成不可恢复的职业病伤害以及死亡等。
4)环境因素造成的压力容器问题
压力容器是一种大型的设备,所以它的正常工作必然也要依靠周边的环境,周边的环境适合它的存在,它就能够很好地工作,反之则难以达到理想的效果。有的压力装置周围内部空间狭小,通风不良,造成作业环境不良,很容易造成人员的伤亡和设备的损毁。空间小,不利于有害气体扩散,这些危害大多造成人员的伤害,需要设计人员和检修人员多加注意。
5)人为因素造成的危害
压力容器检验过程中很容易出问题,其中一个很大的原因就是检修人员的问题,如检修人员体力不足,听力和视力状况不佳等等,有时工作人员身体状况也会影响到检修工作,如患有高血压、心脏病、恐高症等,有的员工冒险心理强,极易情绪异常,将工作管理制度抛之脑后,这些不当做法都很容易造成对工作人员的伤害和设备的正常使用,严重影响生产工作的正常进行和员工的生命财产安全。这些年来,检验、检修时工作人员受伤害、死亡的案例时有发生,如某化肥厂再生塔检修时未测定塔中有害气体浓度,造成4名检修工人一氧化碳中毒死亡。
2、压力容器检验中的常见问题及养护分析
针对上文提到的压力容器检验中的常见问题,现提出一些常见的、比较能够产生作用的做法,尽可能杜绝生产过程中的一些不必要的损失,提高压力容器的使用安全性和工作效率,保障工作人员的生命安全,促进企业经济效益的取得。
1)控制原材料的质量
压力容器必须要求耐高温、耐高压,所以对原材料质量的要求非常高,所以在项目建设之前和维修更新的过程中,对于原材料的选择和监控必须绝对严格。对于原材料从选择、采购、复验、入库、保管、发放、使用的一系列过程,都要求有专人监督并采用责任制,严把质量关,同时也要求供应商签订责任合同,保证原材料的绝对合格。如某农药厂除草剂精炼釜内件更换时因时间紧,一时难于找到符合要求的316L的搅拌器,就用304的代替,结果恢复生产不到2个月,就发生断裂,严重影响了生产计划,造成了比较大的经济损失。
2)控制工艺质量
在项目建设和维修的过程中,要严把施工关,尽可能控制建造工艺质量,保证施工的合格细致,保证设施的安全性。这就需要工作人员在工作中做到细致严谨,保证每一项工业都是尽善尽美的,否则将为将来的使用留下很严重的危害。压力容器在制造、维修的过程中,必须按照既有的工业设计来制作,绝对不允许有任何随意的行为。某农药厂除草剂精炼釜内件更换时发生的事故就说明了控制工艺质量的重要性。
3)控制焊接质量
压力容器的体积和材质决定了焊接将是它的建造过程中的主要的步骤,但是由一般经验来看,很多时候压力容器的焊接质量未达到要求,出现一些未焊透的现象,对整个压力容器的使用造成难以弥补的巨大的损失,所以控制焊接质量对于压力容器来说至关重要。在焊接时,可以采取很多方法来保证其质量,可以采用平板拼接、筒节与筒节、筒节与封头等多种技巧,严格按焊接工艺的各环节控制焊接质量。采取这些措施可以使压力容器的焊接绝大多数达到完美的焊接质量。
4)控制检验质量
压力容器在建造完成后,需要经过一定的检测才可以投入使用,这就需要检测人员严格控制对压力容器的检验,只有这样才能把好最后一关,使未达标的压力容器绝对不能投入使用,使危害降低到最小。在压力容器投入使用以后,也需要定时对压力容器进行检修,保证其正常工作和安全生产,在周边及环境因素改变时,检修的频率和范围还应该进行调整。
5)控制不符合项目要求的种种因素
中图分类号:TP393.08 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011)06-0000-01
Discussion On the Network Security System
Liu Jianzhou
(China Railway Baoding Branch,Baoding071000,China)
Abstract:The development of network security has been walking this path is the complement system vulnerabilities.However,with increasingly rich Internet application systems,system vulnerability after another,simply trap the attacker only has to go back, exhausted,not to mention in plugging the same time,there may introduce new vulnerabilities.This paper argues that the development of network security technology integration can only take this road.
Keywords:Network security system;System vulnerabilities;Encryption;Authorization;Certification
一、网络安全体系概述
网络安全不仅仅是一个纯技术问题,单凭技术因素确保网络安全是不可能的[1]。实际上,网络安全问题是涉及到法律、管理和技术等多方因素的复杂系统问题。因此网络安全体系是由网络安全法律体系、网络安全管理体系和网络安全技术体系三部分组成,它们相辅相承[2](如图1.1所示),只有协调好三者的关系,才能有效地保护网络的安全。
二、网络安全技术体系
按照安全策略的要求,整个网络安全技术体系由以下几个方面组成:物理安全、网络安全、信息安全。
(一)物理安全。物理安全是保护计算机网络设备、设施以及其它媒体免遭地震、水灾、火灾等环境事故以及人为操作失误和各种计算机犯罪行为导致的破坏过程,主要包括三个方面:
1.环境安全。对系统所在环境的安全保护,如区域保护和灾难保护(参见国家标准GB50173-93《电子计算机机房设计规范》、国标GB2887-89《计算站场地技术条件》、GB9361-88《计算站场地安全要求》);2.设备安全。主要包括设备的防盗、防毁、防电磁信息辐射泄漏、防止线路截获、抗电磁干扰及电源保护等;3.媒体安全。包括媒体数据的安全及媒体本身的安全。为保证信息网络系统的物理安全,除在网络规划和场地、环境等要求之外,还要防止系统信息在空间的扩散。计算机系统通过电磁辐射使信息被截获而失秘的案例已经很多,在理论和技术支持下的验证工作也证实这种截取距离在几百甚至可达千米的复原给计算机系统信息的保密工作带来了极大的危害。为了防止系统中的信息在空间上的扩散,通常是在物理上采取一定的防护措施,来减少或干扰扩散出去的空间信号。这种情况对于政府、军队、金融机构在兴建信息中心时,都将成为首要设置的条件。
(二)网络安全
1.外网隔离及访问控制系统。在内部网与外部网之间,设置防火墙实现内外网的隔离与访问控制是保护内部网安全的最主要、最有效、最经济的措施之一。无论何种类型防火墙,从总体上看,都应具有以下五大基本功能:过滤进、出网络的数据;管理进、出网络的访问行为;封堵某些禁止的业务;记录通过防火墙的信息内容和活动;对网络攻击的检测和告警。应该强调的是,防火墙是整体安全防护体系的一个重要组成部分,而不是全部。因此必须将防火墙的安全保护融合到系统的整体安全策略中,才能实现真正的安全。2.内部网中不同网络安全域的隔离及访问控制。防火墙被用来隔离内部网络的一个网段与另一个网段,这样,就能防止影响一个网段的问题在整个网络中传播。针对某些网络,在某些情况下,它的一些局域网的某个网段比另一个网段更受信任,或者某个网段比另一个更敏感,因此在它们之间设置防火墙就可以限制局部网络安全问题对全局网络造成的影响。3.网络安全检测。网络系统的安全性取决于网络系统中最薄弱的环节。如何及时发现网络系统中最薄弱的环节?如何最大限度地保证网络系统的安全?最有效的方法是定期对网络系统进行安全性分析,及时发现并修正存在的弱点和漏洞。网络安全检测工具通常是一个网络安全性评估分析软件,其功能是用实践性的方法扫描分析网络系统,检查报告系统存在的弱点和漏洞,建议补救措施和安全策略,达到增强网络安全性的目的。4.审计与监控。审计是记录用户使用计算机网络系统进行所有活动的过程,它是提高安全性的重要工具。它不仅能够识别谁访问了系统,还能指出系统正被怎样地使用。对于确定是否有网络攻击的情况,审计信息对于确定问题和攻击源很重要。
(三)信息安全。网络中的信息安全主要涉及到信息传输的安全、信息存储的安全以及对网络传输信息内容的审计三个方面。
1.鉴别。鉴别是对网络中的主体进行验证的过程,通常有三种方法验证主体身份。一是只有该主体了解的秘密,如口令、密钥;二是主体携带的物品,如智能卡和令牌卡;三是只有该主体具有的独一无二的特征或能力,如指纹、声音、视网膜或签字等。2.数据传输安全系统。数据传输加密技术的目的是对传输中的数据流加密,以防止通信线路上的窃听、泄漏、篡改和破坏。如果以加密实现的通信层次来区分,加密可以在通信的三个不同层次来实现,即链路加密、结点加密、端到端加密。
三、总结与展望
鉴于为保障数据传输的安全,需采用数据传输加密技术、数据完整性鉴别技术及防抵赖技术。因而,有必要研制集成的、便宜的且方便的安全保密技术措施及设备。这种设备应能够为大型网络系统的主机或重点服务器提供加密服务,为应用系统提供安全性强的数字签名和自动密钥分发功能,支持多种单向散列函数和校验码算法,以实现对数据完整性的鉴别。
参考文献:
中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)33-0202-02
闪电是自然界最壮观的大气现象之一,伴随着声、光、电等形式物理现象的发生。它是世界上十大自然灾害之一,并且发生的频率较高,给社会经济和人民生命财产带来了巨大的损失。特别是近年来,随着社会的发展,信息系统在人类社会中扮演了越来越重要的角色,而如何规避自然雷电对电力、信息系统的危害就成为日益突出的问题。为了最大限度地减少雷电灾害带来的损失,近年来我国各地区气象部门已经广泛开展了防雷工作,建立了一支防雷专业队伍,扩大了气象服务的内容。与此同时,防雷队伍专业素养欠缺,对雷电物理过程认知的缺乏,高层次技术人才匮乏等问题日益凸显。作为中国气象人才培养的摇篮,前身为南京气象学院的南京信息工程大学经过多年的筹备和发展,在全国范围内建立了国内唯一一所雷电专业人才培养本科、硕士、博士各层次齐全的专业――雷电防护科学与技术。而其中《雷电学原理》作为该专业的学位基础课程,其重要性也不言而喻。《雷电学原理》全方面讲述了雷暴云的生消演变、云中的电荷结构以及起电、放电等过程的理论基础以及物理机理,并就当前闪电定位技术、人工引雷技术等雷电科研业务领域中的主要手段进行了全方面的介绍。《雷电学原理》这本教材的出现,不仅填补了我国在大气电学、雷电物理等专业领域中系类教材缺乏的空白,也是高等院校大气科学、雷电防护专业的教科书,同时也可以为从事雷电防护与工程检验、风险评估、雷暴检测预警的专业技术人员提供参考。结合学校办学定位,根据“重视基础理论,突出主干课程,拓宽专业口径,强化能力培养,立足于培养高层次、应用型创新人才”的指导思想,确定《雷电学原理》课程是专门面向雷电科学与技术专业函授、专科、本科多层次水平教育的一门专业基础课程。按照教学层次的不同要求、考虑到雷电防护事业的蓬勃发展以及雷电原理理论的不断更新,在教学实践中,应不断地对教学大纲以及计划进行相应的修改。
一、课程目的
《雷电学原理》课程建设和改革应以“学生为本”的理念,根据学生的实际情况进行设计,根据学生课堂反馈的信息以及国内外最新的研究动态积极调整教学内容。该课程从基础的电学原理开始,由浅入深,系统地介绍了晴天大气过程、雷暴云的形成分类、雷暴云中的微物理过程、雷暴云中的电荷结构以及相对应的起电机制,重点介绍了闪电放电的分类、基础理论、观测结果以及物理效应,雷电的探测原理、人工引雷技术,雷电的气候特征和全球大气电路等。在备课时应时刻关注国外最新的、具有代表性的研究结果,反映当前学科的最新成果和雷电的新进展,如闪电最新的起、放电过程研究,闪电的电磁辐射,闪电的最新定位技术、人工引雷技术等。在具体制定教学大纲中体现如下基本原则:了解晴天大气过程、雷暴云的生消过程,全面了解雷暴云中各种电荷结构以及相对应的起电机制,能够掌握雷暴云电荷的基本结构,地闪和云闪的放电过程,了解国内外雷电监测原理和方法的发展现状,能对其工作原理有大致的了解,了解人工引雷技术的原理,知道人工引雷技术的前景和应用,并对雷电的气象、气候特征以及全球电路有基本了解。在教授学生基本的云中电荷结构、起电机制、闪电放电行为以及雷电探测技术的同时,重在引导学生学会在课堂教学之余,如何通过自我查阅文献了解雷电物理最新的发展现状。培养学生的基本科学素养、激发学生学习雷电的兴趣、增强学生发现问题解决问题的能力。掌握雷电的基本电荷结构、起电机制、放电过程以及雷电检测方法,掌握雷暴的气候特征,对气象部门开展雷电防护以及雷灾事故调查等具体工作具有实际的指导意义。
二、教学特点
在教学过程中采用案例教学结合讨论的方法,在教师的指导下,由学生对具有代表性的典型案例进行有针对性的分析和讨论,这不仅拓宽了学生的思维空间,激发了学生的学习兴趣,还提高了学生的思考判断能力,使学生的综合素质得到一定的提升。学生通过讨论进行合作学习,让学生在小组或团队中学会如何沟通、分工、合作从而共同解决相对应的问题,让所有的人都能参与到明确的集体任务中,培养了学生思维表达能力以及促进学生主动学习。在教学过程中多使用PowerPoint、录像等现代化教学手段,以播放表格、图像、动画,视频等为方式,给学生提供大量生动、易接受的信息,提高学生的兴趣,使教学过程更加形象、生动。在课堂上为学生展示雷暴云中的电荷分布、起电机制以及放电过程,让学生对此课程有更感性的认识,加深对课程内容的理解。与此同时,通过各种渠道,大量收集实际的雷电光学观测、电磁场观测资料,并利用数值模式结合数值仿真实验,给出雷暴云内及动力-微物理的动态演示,以及雷暴云中电荷结构,闪电行为的时空演变,加深学生对实际雷云过程的感性认知,激发学生对自然现象的浓厚兴趣。在课程讲解过程中,注意与当前最新研究动态的联系,以及将一些理论知识融入到日常生活的案例中,提高学生理论结合实际的能力,综合培养学生全方面的能力。
三、师资培养
目前该教学队伍已形成了以课程组负责人为核心,骨干教师为主要教学力量,助教和研究生为辅导教师的教学水平较高、经验丰富的教师梯队,并外聘了几名国内著名的雷电物理专家。在师资队伍培养方面,主要有以下措施:一方面,通过多种方式,走出去或请进来,将校内培训与校外培训、学历补偿与素质提高相结合,进一步提高广大教师的教学能力和教学水平,不断更新教师队伍的知识结构,全面提高教师队伍的综合素质。另一方面,积极引进和培养青年教师,优化教师队伍结构,提高教师队伍整体学历层次。不断引进优秀青年教师,加大对青年教师的培养力度,增强教师队伍的发展后劲。并且聘请雷电方面的专家到我校讲学,有计划地安排部分中青年教师进修、在职攻读博士或外出访问,使中青年教师不断提高学术水平和教学水平。建立完善的青年教师教学实践制度,包括高职教师对青年教师的传、帮、带制度,坚持青年教师讲课前的试讲活动,坚持教研室集体备课、相互听课制度,鼓励青年教师参加赛讲活动,定期进行学术讲座,创造教师进修、开会、学习的机会,鼓励教师申报科研项目,努力为提高教育教学质量和雷电精品课程的建设而作出贡献。
四、教材使用与建设
目前,已经有陈渭民老师编著的《雷电学原理》书籍。教师结合课本以及PPT课件进行课堂授课,进一步提高教学的质量。全书共分十一章,第一章讲述静电学基础知识;第二至四章主要叙述晴天大气的基本电特性知识;第五、六章主要讲述雷暴云荷电结构和雷暴云起电的理论;第七章为闪电的结构、类型、电场、电流参数和形成机制等;第八章主要讲述闪电的电磁辐射理论;第九章是雷电的探测手段,包括闪电定位、光学观测以及电磁场观测等;第十章着重介绍人工引雷技术的原理以及应用前景,第十一章为雷电的气候特征,我国和世界范围内的雷电的分布规律以及全球电路的概念。本课程要求学生除熟悉、掌握指定教材的内容外,还介绍一些较为经典的外文书籍作为参考书目,与此同时,鼓励学生在课堂之余,应学会通过关键词语查询与雷电有关的各种参考文献,扩展学生对整个雷电科学各个领域研究动态的全面了解,丰富学生的知识面,并结合课本知识,加深对理论的理解和掌握。
?荩安检中容易出现个人人身伤害危险的识别
整个安检过程可简单分为上离船过程、甲板驾驶台检查过程、轮机电器检查过程。其中轮机电器设备是最容易发生人身安全危害事故的区域。
1、上离船过程
一般船舶安检人员登临被查船舶方法有直升机登临、舷梯和引水梯登临、“船对船”平行靠泊登临和港区栈桥直接登临。前两种方法用于登临大型、超大型船舶,最后一种用于船舶靠港靠泊时。一般船舶登临以海事船平行靠临为主。
对于上述登临方式容易产生的危险阐述如下:
直升机登临:与飞机驾驶员沟通不畅而引起释放绳索不到位或脱钩释放时间不适当而引发登临船舶安检人员人身伤害。
舷梯和引水梯登临:由于维护保养不当,使舷梯和引水梯踏板、钢索和绳索严重腐蚀而造成断裂;引水梯过长,在登船过程中受侧方大风影响造成剧烈摇摆而使登船安检人员落海;舷梯横杆的撞头;引水梯扶手的不固定。
海事执法船舶平行靠临:两船靠近后“狭管效应”造成船舶左右摇晃,或船舶惯性作用造成的前后移动,登船人员舷边跨临容易发生“踩空”现象,或由于靠泊时打缆过紧,在风浪作用下发生船舶断缆伤人现象。
港区栈桥直接登临:这是船舶登临中相对比较安全的一种方式,但不注意也容易发生碰头、滑落、扭伤等情况。
2、甲板驾驶台检查过程
甲板驾驶台检查过程中主要对船舶航行资料、航行设备、救生应急备用设备、船舶货运设备等进行安全检查。在此过程中容易发生危险的情况有以下几个方面:
(1)船舶电子化设备使用增多,易受船用雷达等电磁辐射对人体产生不良后果;
(2)蓄电池电解液的腐蚀性危险;
(3)系缆附近缆绳突然收紧、崩断造成的伤人危险;
(4)封闭场所、舱室有毒有害、易燃易爆和窒息气体危害风险;(有毒气体舱室包括货油泵间、货油舱;易燃易爆气体舱室包括蓄电池间;窒息气体舱室包括压载舱与长期不用的空舱。)
(5)其他:如管系锈蚀检查中,手锤敲击后铁屑飞溅入眼,液货船检查中手机接听、拍照取证中可能引爆混合气体等风险。
3、轮机电器检查过程
轮机电器检查中是船舶安检中危险较为集中的地方,由于机器、电器本身能量较大,不安全或正确释放能量,极有可能给人体造成巨大伤害。加之机舱等处所设备相对集中、检查环境相对恶劣,更容易发生安检人员人生伤害事件。对此类处所设备的安检,危险识别为以下几种:
(1)压力过大、各类高压设备安全阀失效时产生的危害(如主、副机启动空气瓶等);
(2)各类高温设备缺少防护时产生的烫伤(如锅炉、蒸汽管路和柴油机排气管等);
(3)速闭阀遥控关闭时连接钢丝断裂反弹产生的危害;
(4)低长时间检查突然站立头部碰撞危害;
(5)高处坠物砸伤危害;
(6)机舱噪音危害;
(7)机舱地板湿滑危害。
?荩分层系数概率风险计算
分层系数概率风险识别,是在风险概率的基础上,结合辖区特点或前段时间多发易发特点,调整识别系数,从而调整重点关注风险对象。其基本公式如下:A=k×PR(其中A是某项风险计算结果;P是此类风险发生概率;R是一旦发生此类事故的危害严重性;k是识别系数)。
1、对系数k的取值
k值取值范围在开区间(0,1)之间。任何一小项系数k的取值是各分层系数乘积。公式为kij=ki×kj具体取值结合辖区内特点和前一段时间发生船舶安检个人安检人员事故,或者人为调整关注重点时,本别对系数k取不同数值。例如舟山辖区内对第一大项风险中,1.3项比较常见,则对此项的系数取值取偏大值,而对1.1项取较小值。如果上一段时期机舱处所安检发生人员人身伤害事故频发,则在计算中对第三大项的系数全部提升。本文对系数k取值如下表(表3-1),对机舱处所关注加大,另外由于辖区近段时间发生检查人员登船时跌落时间,所以对1.2项系数取值调大。
2、对P、R的取值
P是发生意外的概率,是对安检发生个人伤害案例伤害概率统计,由于目前全国范围内类似数据难以取得,并且此类概率极小,故本文对P的取值为万分之一到万分之十之间。
R是对一旦发生意外后果严重程度的定量反映。取值闭区间(1,100)。取值方法见下表(表3-2 R值取值表)。
3、风险计算
对上文识别各类风险,经过计算,汇总成下表(表3-3 项目风险计算表)
由此可见2.4项目危险性最高,其余项目危险性相对比较集中,而1.4项目危险性最低。
?荩个人检查时注意事项
针对以上罗列的各类潜在危险,安全建议如下:
掌握风浪中船舶上下摇摆规律:一般两艘靠近船舶摇摆幅度呈周期性变化,在若干次大幅摇摆期间会有一段时间的小幅摇摆。检查人员观察规律,在此期间舷边上船。另外尽量攀附固定牢固设施;
远离绷紧缆绳,勿将脚伸入“琵琶头”或O型绳套中;
船舶检查过程中,勿将双手放在裤兜或衣兜中。在船舶突然大幅晃动中,可通过双手摆动调整平衡,意外跌落时也可通过扩张四肢增加抓附固定物延缓坠落机会;
不要在雷达开机时上罗经甲板检查,与驾驶台做好信息沟通工作,避免检查过程中雷达起动,检查过程中尽量避开雷达天线发射方向;
正确使用耳罩、眼罩等保护用具,防止喷溅等伤害发生;
检查中对安全阀应有充分估计和最坏打算;对罐体喷射内部气体、液体应有及早准备;
不要正面面对速闭阀连接铁丝方向,防止断裂伤人;
最近几年,国家重视发展高职教育,高职院校招生规模扩张很快,许多高考没有选物理的理科考生和文科考生被录取到高职院校的应用电子专业。这些学生在高中阶段物理电磁学内容没有学过,在学习电磁学课程时遇到困难较多。电磁学是高职院校应用电子专业的重要基础课,理论性较强,概念多,原理和定律多,高等数学知识用的多。从教学中发现学生遇到问题不知如何思考,分析问题、解决问题能力较差,还有很多学生在高中学习期间做物理实验很少,缺少基本的实验技能训练和动手能力培养,实验能力较差。 针对学生在学习电磁学课程中出现的问题,我们在电磁学课程教学改革方面的,做了积极的实践与探索,收效显著。
一、教学内容的改革
(一)降低理论要求、精简数学推导
目前大学物理电磁学教材版本较多,各有特点,大都是本科教材,供高职院校选用的教材比较少。我们尽量选用适合高职学生实际的教材,降低理论要求 ,精简高等数学公式和推导。高职学生与理工科本科生相比,高等数学基础较薄弱,我们所教的应用电子专业学生只开了一学期的高等数学课,只具备导数、一元函数微积分的基本知识。学生没有学过多元函数微积分,不具备多元函数的微分法、二重积分、三重积分的基本知识。高职院校的培养目标,决定了高职院校学生不必对电磁学有关定理的数学公式的来龙去脉象理工科本科生那样搞的一清二楚,而是重在应用,会用这些公式解决实际问题。例如:电磁学中静电场和磁场的高斯定理的推导要用到二重积分、三重积分,麦克斯韦方程组给出要用到偏导数。我们在讲授这部分内容时,降低理论要求,简精高等数学公式证明和推导过程,把用于推导公式的时间省下来,让学生多利用公式做练习,精讲多练,如学会用高斯定理求带电体的场强、电势、磁通量等,解决更多的实际问题。这样做,减小了学生的学习困难,培养了学生分析问题、解决实际问题的能力,提高了学生的积极性,收到了事半功倍的效果。
(二)突出高职教育特色、注重理论联系实际
高职教育培养的是掌握一定理论知识,服务于生产一线的高技能应用型人才, 其知识的讲授是以“能用为度、实用为本”。我们的授课对象是应用电子专业的学生,这就需要结合专业实际在现用教材上改革教学内容,突出高职教育特色、注重理论联系实际。在教学中,结合相关理论向学生介绍了静电危害的防治与清除、超导技术、磁约束原理、加速器技术、磁悬浮列车、核磁共振技术、磁记录技术、新能源电池、电磁辐射污染、核能发电与核泄漏等方面的内容。教学内容与工程技术、与现代科技、与现实生活密切联系。例如:在介绍新能源电池时,例举了国家正在大力发展电动汽车,它具有节能低炭环保的优点。但是如何把电能高效而安全的储存是一个瓶颈,它制约着电动汽车的发展。把各种能源如:太阳能,水力,风能,沼气,地热等等发电设备并入电网,建立电网的充电站终端,并在每个终端都有相应的储存设备,类似于加油站。电动汽车使用通用的蓄电池,电动汽车经过充电站时,只要把蓄电池换了就可以。然后换下的蓄电池在充电站充电。这一方案获得成功,保证电动汽车充电的快捷、高效,电动汽车必将进入一个快速发展时期。让同学们知道:物理学是有用的,克服了过去教学中教学内容枯藻无味, 理论脱离实际的现象,有利于提高学生的科学素养,提高电磁学的教学质量。
二、教学方法和手段的改革
(一)变“填鸭式”为“启发式”、“提问式”、 “案例式”等多种教学方法
高职学生跟本科生在接收能力上有差距,大都不喜欢教师上课用满堂灌的“填鸭式”教学方法,这种教学方法让学生感觉是在被动接受知识,心理上容易产生厌学情绪,教师讲得津津有味,学生感觉是枯燥无味,提不起兴趣。教师在课堂改用“启发式”、“提问式”、“ 案例式”等教学方法,让学生参与到教师的教学中来,让学生有发表自己见解的机会。这样可以使学生变被动接受知识为主动思考、吸收新知识,把学生学习的积极性调动起来了,课堂气氛活跃。
在讲核能发电时,例举了今年3月11日日本东北部发生的9级特大地震和大海啸,接着福岛第一核电站多个机组先后爆炸或起火,引发举世震惊的核泄漏危机。引导学生进行思考:从受损的燃料棒中喷出的放射性碘-131和铯-137等这些物质对民众有哪些伤害?同时提出,核能发电具有稳定、燃料体积小、运输与储存都很方便等许多优点,但是,核电站的反应器内有大量的放射性物质,如果在事故中释放到外界环境,会对生态及民众造成伤害。变枯燥的“填鸭式”教学为案例教学的方法,结合生活中发生的实际问题进行讲授,既能提高学生学习物理的兴趣,又有利于培养和提高他们分析和解决实际问题的能力,使学生看到物理原理的实用性,增强学生学好物理的信心。
(二)开展课堂讨论、营造创造性学习环境
为了使同学们在电磁学学习过程中,培养独立思考的能力,我们定期开展课堂讨论,营造创造性学习环境。对高职学生教学中不应片面追求讲深讲透,而应突出重点,给学生留有思考的余地。具体做法是:根据电磁学各个单元的学习内容,确定相关的讨论题目,讨论的题目可以由老师布置,也可以是学生自己提出的问题。例如:库仑定律与万有引力的对比;点电荷与电流元模型的认识;静电场和稳恒磁场性质的比较;感生电动势与动生电动势的认识;电磁波辐射的危害等等。由同学们自己上网查资料、到图书馆找参考资料,做好充分的准备,然后定期举行课堂讨论会。讨论会由同学们轮流担任主讲,回答问题,同学们互相讨论。通过对一些问题的讨论,澄清一些模糊的概念,加深对物理概念和定律的理解。开展课堂讨论活跃了课堂气氛,有利于学生综合素质的提高,培养了学生提出问题、分析问题、解决问题的能力,给同学创造了更多的语言表述和与他人交流的锻炼机会。
(三)运用现代化教学手段,攻克教学难点
电磁学有些内容比较抽象,微观过程比较复杂,如静电屏蔽、电介质极化、铁磁物质的磁化、涡电流、磁聚焦、磁透镜等,这些概念用语言难以表达清楚,学生普遍反映这部分容难学。运用现代化教学手段,是攻克教学难点的有利武器。我们把这些难点细分出,制作成多媒体课件,通过图形的三维动画或模拟实验,展现出它们的物理现象和规律,一目了然。在教学中,通过多种媒体配合使用,计算机、投影仪、DVD各显其能,声、光、电、图、文并举,充分发挥现代化教学手段的不可替代的作用,吸引学生的注意力。教师在课堂抓住难点耐心讲授,各个击破,注意和学生互动交流,多提问题让学生回答,解答学生提出的难点问题,攻克这些教学难点。
运用现代化教学手段不仅加大了信息量,提高了课堂教学效率,而且将电磁学中的一些无法观察的复杂微观过程通过多媒体模拟、仿真,形象地展示出来,克服了粉笔+黑板的传统教学手段的弊端,有效解决了教学中的难点问题。
三、实践教学的改革
(一)做好实验前的预习
高职院校的学生,很多学生在高中学习期间做物理实验很少,实验能力较查,这种现象在全国高职院校都很普遍。我们加强基本的实验技能训练和能力培养,要求学生首先做好实验前的预习工作,实验前的预习好坏将直接影响实验教学的进程和效果。每次做实验前,在理论课上用5-10分钟上都对该次实验提出具体的预习要求:包括实验目的、实验主要仪器和设备、实验方法、实验内容与注意事项,布置2—3道实验预习思考题,做好实验预习报告书。明确要求学生没有预习,不能进实验室做实验。每次做实验前,参加实验指导的两位老师都检查学生的实验预习情况,发现实验预习做的好的学生及时给于表扬,没有达到要求的及时指出,这样坚持下来,效果显著。学生在实验前,对本次实验有了充分的了解和准备,实验则能顺利进行,按时完成,对实验中可能出现的问题,有思想准备,从容应对,杜绝了到实验室忙于抄实验报告、做实验马虎的现象,也大大减少了做实验发生意外,损害仪器的现象。
(二)加强实验指导、改革实验考核方式
高职院的学生刚开始实验技能较差,有许多学生串、并联等基本的电路不会联接,不会使用电源、万用表和示波器。我们加强教师的指导力量,理论课教师、实验教师共同参加指导,对实验操作能力教差的学生具体多加指导。我们还添置了新实验仪器,将以往的4人一组改为2人一组,创造条件,让学生多实验。通过实验和指导,使学生熟练了电路的联接,学会能排除电路常见的故障,掌握数据处理方法和常用仪器的使用方法,提高了实验技能。
过去的电磁学实验考核主要由实验报告和考勤确定实验成绩,占20%计入理论考试总成绩。一部分学生认为,只要实验报告抄的好,也能取得好成绩,或者认为只占20%无所谓。为了调动学生的做实验积极性,使学生重视实验,我们改革考核方式,将实验单独进行考试。实验考试前,实验室对学生开放,学生可以到实验室进行复习。实验考试项目以本学期的所做实验项目为主,增加一些综合性、设计性实验的的项目。学生抽题进行操作考试,主要考查学生操作的正确及熟练程度,对实验数据的处理,误差分析及写出实验报告的能力。实验考试、成绩单列,对实验教学有积极推动作用,使学生平时重视实验课,认真做好每次实验。
(三)增加实训周、加强实践性教学环节
中图分类号:C93文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)12-0199-02
一、中国工程项目管理中应用HSE进行管理存在的突出问题
1.对HSE管理缺乏足够的认识。随着社会的进步,一个企业如果对安全环境保护不能予以足够重视,今后将无法生存下去,这既是社会发展和科技进步对企业提出的最低要求,也是企业为了自身生存而应做的明智选择。但中国的有些企业往往把HSE管理看成为一项企业的负担。只看眼前利益,而没有看到实施HSE给企业带来的长远效益,对HSE管理缺乏应有的认识。
2.企业安全观念淡薄。目前国内建筑企业在进行建筑工程项目建设时,很多业主和承包商并不十分重视安全工作,安全观念淡薄,有的业主和承包商即使制定了相应的安全规则、安全条例、安全守则等,也很少在项目施工过程中严格执行。不少规则、条例都是为了应付各级检查,在实际上并没有付诸实施。有些人甚至认为项目建设过程中出现人员伤亡是在所难免的,即使出现了伤亡事故,赔一些钱也就了事了,没有什么大不了的。在相当程度上还存在着重经济、轻安全的意识。
3.没有树立以人为本的思想。国外工程项目中的HSE管理认为,项目的任何成员都是项目的主人,都有权享有HSE的权利,都要对自身健康负责,成员的健康是项目成功的关键,是实现HSE安全管理的重要内容。但在中国的工程项目中,很少重视员工的健康,把员工的健康看成和项目无关的事情。只重视经济效益,忽视成员的健康,甚至以牺牲员工的健康换取经济效益。这既是对员工健康的不负责任,也是对企业的经营缺乏以人为本的现代管理思想的一种体现。
4.环境保护意识差。国内项目施工过程中,很少重视对周边环境的保护,缺少环境保护的意识。施工过程中破坏环境的事件屡屡发生。建筑垃圾随意乱丢,建筑工地就像是个大的垃圾场,施工中噪音、粉尘污染既破坏了周围的环境,给附近居民造成极大的伤害,往往也恶化了与周围居民的关系。
5.缺少一套完整的HSE管理的制度和标准。目前在中国的建筑企业在工程项目管理中,HSE管理基本上是刚刚起步,虽然一些企业有一些工程项目的安全管理制度,以及环境保护的条例,但还没有一套关于健康、安全和环境管理的完整的HSE管理制度和标准。还没有形成完整的HSE管理体系。
二、建议和措施
1.第一责任人的原则。随着生命和健康成为保障人权的重要内涵,HSE管理在现代管理中的地位愈来愈突出。HSE管理体系,强调最高管理者的承诺和责任,企业的最高管理者是HSE的第一责任者,对HSE应有形成文件的承诺,并确保这些承诺转变为人、财、物等资源的支持。各级企业管理者通过本岗位的HSE表率,树立行为榜样,不断强化和奖励正确的HSE行为。
2.全员参与的原则。HSE管理体系立足于全员参与,突出“以人为本”的思想。体系规定了各级组织和人员的HSE职责,强调中石化集团公司内的各级组织和全体员工必须落实HSE职责。公司的每位员工,无论身处何处,都有责任把HSE事务做好,并通过审查考核,不断提高公司的HSE业绩。
3.重在预防的原则。在集团公司的HSE管理体系中,风险评价和隐患治理、承包商和供应商管理、装置(设施)设计和建设、运行和维修、变更管理和应急管理这五个要素,着眼点在于预防事故的发生,并特别强调了企业的高层管理者对HSE必须从设计抓起,认真落实设计部门高层管理者的HSE责任。初步设计的安全环保篇要有HSE相关部门的会签批复,设计施工图纸应有HSE相关部门审查批准签章,强调了设计人员要具备HSE的相应资格。风险评价是一个不间断的过程,是所有HSE要素的基础。
三、重点措施
1.加强HSE教育和培训,过好教育、培训关
(1)承包商从业人员。HSE教育管理程序、承包商从业人员HSE教育分为两个阶段:入场前HSE教育和作业前HSE教育,入场前HSE教育应由业主单位的安全管理部门进行;作业前HSE教育应由承包商进人的作业部(车)对从业人员进行HSE教育,目的就是使承包商从业人员对作业现场的安全状态有充分的认识,提高他们的安全意识,约束其作业行为,保证企、IV的安全生产和承包商从业人员的人身安全。为了达到上述目的,承包商从业人员HSE教育管理应遵照以下流程:承包商提出人场申请;人场前HSE教育、考试;从业人员安全承诺;办理人员入场证;作业HSE教育、考试;办理各类作业许可证。
(2)承包商从业人员HSE教育的内容:1)人场前HSE教育的内容和要求。国家有关HSE领域的法令、规定介绍以宪法为基础,以劳动法和安全生产法为主体的中国现行职业安全卫生法规体系,重点介绍和从业人员个人的权利、义务相关的条款。2)施工现场状况介绍装置(设施)的生产特点,如工艺流程、介质等全面介绍装置(车间)存在的危害因素。3)直接作业环节的安全管理规定。应全面系统地介绍各类作业的安全管理制度和许可证的签发程序,明确“无作业许可证不得从事任何作业”。作业许可证有安全用火、高处作业、进设备作业、用电作业、破土作业、起重作业、行车管制以及一般作业共八项,其中一般作业包含了前七项作业以外的所有其他作业。4)事故案例分析。通过对系统内外有关承包商从业人员发生的事故案例的分析,引导他们提高遵章守纪的自觉性,以及面对突发事件的应变能力。5)安全技能。在防火方面,针对施工现场可能出现的火灾状况,介绍防火的基本措施、灭火的基本方法、常见灭火器材的使用方法;在防人身伤害方面,针对施工现场可能出现的危害因素(毒物、粉尘、噪声、电磁辐射等),说明这些危害因素对人体侵害出现的症状、预防措施以及遭受侵害后的应急措施。6)告知事项。必须穿戴的劳保用品;施工中禁止动用装置的仪表、仪器、阀门等设施;不得在装置检修施工现场休息、逗留;进人易燃易爆区域装置应关掉手机和BP机;火警电话、急救电话、气防急救等特别电话号码;遇紧急情况(着火、人身伤害等),应立即通知所在装置的甲方人员,并拨打特别电话;必须进行安全承诺。
2.强化考核。集团公司总经理向社会和员工承诺,努力实现不发生事故、不损害人员健康、不破坏环境的HSE目标,突出强调零事故。因此,要求集团公司和直属企业建立HSE业绩管理及监督考核程序,对管理层成员HSE业绩进行考核,并与经济责任制相挂钩。
3.以人为本。HSE管理体系强调了公司所有的生产经营活动都必须满足HSE管理的各项要求,突出了人的行为对集团公司的事业成功至关重要,建立培训系统并对人员技能及其能力进行评价,以保证HSE水平的提高。一体化管理的原则通过一体化管理,使集团公司的经济效益、社会效益和环境效益有机地结合在一起。
四、加强评价和风险管理
1.评价。企业应建立和保持评价程序,对识别出的危害的影响和风险根据判别准则进行评价,确定危害及影响的大小及可控制程度。在进行危害和风险评价时,客观全面而不是主观片面地评价是成功识别危害和影响程度的关键。对人、环境和资产的危害和影响的评价通常用风险――事故发生几率和危害程度表示结果。有些可定量表示,但有些不一定能完全定量表示。应该指出,任何评价技术所提供的结果都会有一定程度的不确定HSE管理体系的基本要素分析性,因此正规风险评价技术的使用要结合有经验的操作人员、规章制定者和社区公众的判断结果。
2.风险管理。企业应建立和保持削减风险的程序来选择、评价所采取的措施。风险削减措施应包括防止事故(即减少发生几率)和一旦发生事故后的短期、长期影响的削减(即减轻后果)两个方面,也包括防止正在发生的不正常情况升级为事故的步骤,以及事故一旦发生时的减缓事故对健康、安全与环境的不利影响的步骤和对重大事故的紧急反应步骤。任何时候都应强调防范措施,例如保证设施的完整性。也应从事故中总结经验教训,制定事故的防范措施,以防将来类似事故的再次发生。防止危害发生的措施可大致分为管理措施、硬件措施、其他措施等三类。
关键词:
雷电;雷击;感应雷;防雷改进
1前言
随着我国电子信息化建设进程的加快,包含各种精密电子设备的计算机网络信息系统被广泛应用于工业监测与控制领域。但电气电子系统中集成电路的过电压、过电流及电磁脉冲的耐受水平却很低。一般晶体管或集成电路IC的工作电压只有几伏,而由雷电感应的电压高达几百伏甚至几万伏,不仅可以击坏通信装置或监测模块等电子设备,甚至因通信中断引发事故。因此,此类建筑物不但应设防直击雷的外部防雷装置,还应采取防感应雷侵入的措施。为了便于读者深入理解和实践建筑物电气系统防雷综合举措,下面列举一个由笔者成功设计并施工的工业建筑物电气系统防雷改进工程。
2成功的建筑物电气系统防雷举措实例
该案例为某工厂大坝安全自动化监测系统防雷性能的提升改造。该大坝安全自动化监测系统于2002年11月投运,直至进行系统防雷性能提升改造前,连续多年遭遇多次雷击,造成系统通讯瘫痪、各类模块损坏和模块电源开关跳闸等故障,造成较大的经济损失。
2.1该大坝安全自动化安全监测系统构成及布置
该厂水工建筑物(大坝)安全监测自动化数据采集系统是智能分布式数据采集系统。该系统由DAU2000型数据采集单元、计算机、各类通信线路媒介和一套基于Windows2000/NT平台的DSIMS大坝安全监控管理软件组成。其中数据采集单元(DAU2000)分散布置在大坝现场,负责对所纳入的各类传感器进行数据采集;计算机及DSIMS软件则负责整个系统的管理、数据处理分析及管理和网络通信等。该系统由33台布置在现场的数据采集单元(DAU2000)、1个布置在中央控楼(共7层的办公楼)的现场网络监控站组成:(1)数据采集单元布置在各测站,直接与所纳传感器相接;(2)布置在中控楼的现场网络监控站主要配置包括1台工控机(监控主机)和1台便携机(临时网络监控站)、1台工作站、1台服务器、1台隔离净化稳压电源、1台UPS、1个232/485防雷转换模块及1台绘图仪等;(3)现场数据采集单元之间及数据采集单元与现场网络监控站工控机之间的通信采用双绞屏蔽电缆。
2.2大坝安全自动化监测系统受雷击损坏原因分析
(1)雷击损坏原因分析。对连续多年的雷击故障进行分析表明,容易遭受雷击损坏的测站的数据采集单元的模块主要集中在:坝顶的D11、D9测站和泄水底孔的D8测站、EL120(120高程)的D6测站、EL100的D2、D3、D1测站;电源模块和数据采集模块均有发生损坏。并且,感应雷击是导致系统通信故障的直接原因。该建筑屏蔽情况分析:该厂不同高程的大坝廊道整体是一个用钢筋网布成的一个法拉第笼(屏蔽体),在靠大坝廊道两侧墙壁的地筋上面布有两条接地扁铁(做为环形接地网),并与大坝廊道地筋进行电气连接。但EL120的大坝廊道由于走向是纵向(沿着河水方向)———往大坝下游的方向通往大坝外,不能对其内部的设备起屏蔽保护作用。防雷区划:将大坝的防雷区划分为LPZ0和LPZ1区两个区。LPZ0区包括大坝廊道拱形顶外面区域、坝顶没有屏蔽的建筑物内区域,EL120的大坝廊道区域由于电磁屏蔽效果差,也划入LPZ0;大坝廊道内的区域为LPZ1区。LPZ0区内各设备均可能遭受到雷击,并且电磁强度没有衰减。LPZ1区内各设备不大可能遭受雷击,从其多年的运行情况来看,也说明了大坝廊道的LPZ1区的电磁屏蔽效果较好。感应雷入侵途径分析:感应雷对大坝监测系统的雷击损坏主要是通过空间电磁辐射在电力线路、信号馈线感应过电压入侵该系统,从而造成网络系统设备的损坏。侵入途径主要有:①进出大坝的数据采集单元(DAU)的传感器线路、供电线路、系统通信网络等,在大坝外受感应雷而加载的雷电压及过电流沿线路窜入,侵害大坝监测自动化设备;②直接通过空间电磁场辐射到LPZ0区的设备造成损坏。(2)现有防雷体系缺陷分析。经过现场调查研究发现,该系统频繁遭受雷击的主要原因如下:①电源装置防雷器件配置不完善。根据模块电源过流跳闸和电源模块经常损坏的故障分析,电源系统的防雷配置是明显不够完善的。虽然每个测站的电源模块的交流输入接口和直流输出接口均配有电涌保护器,并配有隔离变压器,对于模块本身来说配置已相当完善,但由于雷电产生了强大的过电压、过电流,无法一次性在瞬间完成泄流和限压。所以,电源系统必须采取多级的防雷保护,至少必须采取泄流和限压前后两级防雷保护;②信号系统防雷设计有缺陷,数据线共模缺失。根据模块死机、数据采集模块损坏或模块通道损坏和通信不稳定的故障分析,信号系统的防雷措施和防干扰措施还是不够完善的。首先,在LPZ0区的通信电缆容易遭受感应雷而侵害与其连接的网络系统;而且平行铺设的电缆,当某一电缆被雷电击中时,会在相邻的电缆感应出过电压。该厂数据采集模块在通信的接口处只配置内置式的纵向电涌保护器是不够的(双绞线的两根芯线纵向冲击电压的差值在感应雷击的情况下,应该是很小的),每根芯线的横向冲击电压在这时可能非常高。每个测站的数据采集模块包括在电气上互相隔离的电源部分、数据采集部分(与传感器相接)和通信部分,虽然模块的直流地是悬浮的,可以承受2500V的耐压,但由雷电感应的电压可高达几万伏,这时就有可能击穿模块各功能部分的绝缘,往地泄放(如,经过传感器的引线向大坝外泄放,或经电源接口往电源线方向泄放);③等电位连接和防雷保护接地施工不到位。接地与等电位连接措施没有做好:D6测站的DAU箱外壳没有接地;D1测站的DAU箱外壳没有直接接地(仅与电缆桥架相连,但电缆桥架的接地不良好),所以电源模块的电涌保护器是起不到较好的保护效果的。尤其是D6测站的DAU箱,由于处于LPZ0区,所以其接地特别重要,接地除了泄放雷电流外,屏蔽接地的箱子外壳还将起很重要的作用,相当于构建了高于LPZ0区保护效果的LPZ1区。施工时敷设在大坝廊道两侧墙壁的地筋上面的两条接地扁铁做为环形接地网,没有被利用作为大坝监测系统的接地装置,而是利用照明配电箱和动力配电箱的的PE线作为接地装置(该PE线由大坝区域外的坝顶左岸配电房引入大坝),因此,就存在没有进行等电位连接的问题,而且有可能当该配电房系统受雷击时,雷电波通过PE线侵入造成高电位反击;④金属屏蔽及重复接地缺漏。损坏的数据采集模块的大部分还是传感器接口损坏。所有进出大坝廊道的电缆用未全部用金属管道进行屏蔽并埋地或两端、多端接地引入。如,D6、D9、D11测站的传感器(用于监测绕坝渗流)电缆保护钢管未进行可靠的防雷接地处理。又如EL120高程D6测点的绕坝式传感器电缆的入户端未穿管屏蔽。对传感器电缆回路实施屏蔽能有效地降低信号线与地之间感应电压幅值。但当雷击能量较大时,在电缆线路对电大地之间产生过大的感应冲击电压,仍可能导致接口电路的损坏。
2.3综合防雷措施改进方案
基于以上分析,提出并实施了该厂大坝安全自动化监测系统抗雷击性能的改造方案。该方案是基于屏蔽是二次防雷的第一道防线且是最具效果的防线这一理念进行设计的,重点在于封堵各种屏蔽漏洞。因此对电源线、传感器线、通信线进行全程穿金属管屏蔽,并将金属管进行多点等电位连接。采取该有效的屏蔽措施可以使监测系统基本不受雷击电磁脉冲的侵扰,比一味安装多级保护器行之有效,且节省费用。
2.3?1封堵各种屏蔽漏洞
(1)传感器线路:①将暴露在野外的所有传感器引线进行穿钢管保护并埋地,钢管之间进行可靠的焊接,钢管必须可靠接地,并且进行多点接地(管两端一定要可靠接地);为此必须沿传感器引线钢管保护埋地敷设扁铁(截面积不小于40×4mm)或圆钢(直径不小于Φ10mm),并将其与大坝地网两点或两点以上可靠焊接。为了确保镀锌管永久性连接良好,在管直通处加Φ8mm圆钢将两根管焊接;②D6、D9、D11测站的绕渗传感器线路重点进行可靠的穿钢管保护接地处理;③坝顶引张线保护管也应和大坝地网可靠焊接。(2)DAU供电线路:①将暴露在野外的所有电源线进行穿镀锌钢管保护并必须可靠多点接地;为了确保镀锌管永久性连接良好,在管直通处加Φ8mm圆钢将两根管焊接;②DAU箱的接地点应和大坝地网可靠连接形成等电位,同样,接地点的引出必须用扁铁或圆钢;不能象目前一样直接用长距离铜线作为防雷地线;③系统通信网。将D8测站和D6测站之间、坝顶的野外的通信电缆用镀锌钢管保护并可靠多点接地。
2.3?2完善等电位连接和防雷保护接地
(1)对大坝廊道内的接地环与全厂主地网的连通情况用接地电导通测试仪进行测试,检查其导通情况是否符合要求,若不符合要求应进行整改(该厂的全厂接地电阻约为0?5Ω左右,完全符合防雷接地电阻的要求);(2)将PE线与接地环、DAU箱、电涌保护器的外壳连在一起。同时将不带电的、未接地或未良好接地的金属外壳、电缆的金属外皮、建筑物的金属构架、管线、电缆桥架和各种管道与接地系统作电气连接;(3)专门为D6测点作一个屏蔽箱或对D6测箱的屏蔽性能改善,并将其单点接地;(4)所有电源防雷模块及通信防雷模块、DAU箱的接地线应尽可能以最短的线与地网连接。
2.3?3完善电源系统和通信信号系统的防雷器件配置
(1)在坝顶左岸配电房内隔离稳压电源前面再设电源防雷箱,内配空气限流开关(10A)及菲尼克斯(德国)电源专用防雷模块(B+C级:FLT50N/PECTRL-1?5&FLT35CTRL-1?5&VAL-MS-400),电源防雷箱内的安装底板与箱体可靠接地,电源先串连到箱内的空气限流开关,防雷模块位于空气开关之后,与被保护的电源线并联连接。铁塔隔离电源与电源防雷箱的引出线相连;(2)在D6、D8、D9、D5测站安装一C级菲尼克斯专用电源防雷模块及通信防雷模块,防雷模块的保护地与该处地网可靠连接。
3结论
经过屏蔽、等电位连接、防雷保护接地、电源系统和通信信号系统防雷设计改造后的该工厂大坝安全自动化监测系统的抗雷击性能大大提高,经受住了每年的强雷雨天气的考验,在极端强烈的雷雨天气仍能安全稳定运行。可见以建筑物金属屏蔽为核心,采用等电位连接、防雷保护接地、电源系统和通信信号系统防雷器件设计等多措并举的综合系统防雷方案是十分有效而且经济的防雷工程方案,可以在防感应雷工程实践中大力推广,并总结出建筑物电气系统防感应雷的基本综合举措:(1)建筑物装设内部防雷接地装置。防雷电感应的接地装置应与电气和电子系统的接地装置共用,其工频接地电阻不宜大于10Ω。同时,保证外部防雷装置与防雷电感应的接地装置、建筑物金属体、金属装置、建筑物内系统之间的间隔距离。当屋内设有等电位连接的接地干线时,其与防雷电感应接地装置的连接,不应少于两处;(2)等电位连接。在建筑物的地下室或地面层处的物体———建筑物内的设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属体和金属装置、建筑物内系统、进出建筑物的金属管线应与防感应雷接地装置做防雷等电位连接。建筑物应装设等电位连接环,环间垂直距离不应大于12m,所有引下线、建筑物的金属结构和金属设备均应连到环上。等电位连接环可利用电气设备的等电位连接干线环路;(3)建筑屏蔽,金属屏蔽及重复接地。屏蔽是最具效果的防感应雷的举措。金属屋面周边每隔18m~24m应采用引下线接地一次。现场浇灌的或用预制构件组成的钢筋混凝土屋面,其钢筋网的交叉点应绑扎或焊接,并应每隔18m~24m采用引下线接地一次,形成钢筋网布成的一个法拉第笼(屏蔽体)。还应重点采用有效屏蔽、重复接地等办法,避免架空导线直接进入建筑物楼内和机房设备,尽可能埋地缆进入,并用金属导管屏蔽,屏蔽金属管在进入建筑物或机房前重复接地,最大限度衰减从各种导线上引入雷电高电压;(4)装设防雷器件。主要包括电源防雷和信号系统防雷两个方面。根据楼房建设的要求,配电系统电源防雷应采用一体化防护。信号系统通常根据通讯线路的类型、通讯频带、线路电平等选择通讯避雷器,将其串联在通讯线路,需要在信号传输性能与防雷性能之间做平衡,效果会受限。