电话线隔离保护装置在三峡水情遥测系统中的应用.pdf

第4期
气象水文海洋仪器
No 4
2010年12月
Meteorological, Hydrological and Marine Instruments
Dec.2010
电话线隔离保护装置在三峡水情遥测系统中的应用
彭凌,冯能操,吴琦
(长江委水文局长江水文技术研究所,武汉43000
摘要:为了有效消除雷电通过电话线路对遥测站设备的危害,研究设计了电话线隔离保护装
置,该装置在三峡屏山一寸滩水情遥测系统中的应用,有效地减少了遥测站设备遭电话线雷击的
次数,并且提高了设备抗干扰性能,使整个系统中 Modem因线路于扰损坏的概率大大降低。
关键词:遥测系统;电话线;隔离;防雷;抗千扰;功耗
中图分类号:TH764文献标识码:B文章编号:1006-009X(2010)04-0080-03
Application of telephone line isolation and protection device in
hydrology telemetric system over Three Gorges
Peng Ling, Feng Nengcao, Wu Qi
(Yangtze Hydrological and Technical Institute of Yangtze Water Resources Bureau, Wuhan 430000)
Abstract: This paper researches the application of telephone line isolation and protection device in
hydrology telemetric system over Three Gorges from Pingshan to Cuntan area, in order to eliminate
instrument damage in telemetry station caused by lightning though telephone line. This device
effectively reduces the lightning attacks for telemetry station, improves the anti-interference capacity
f the device and greatly reduces the probability of interference damage to the modem in the whole system.
Key words: telemetric system; telephone-line; isolation; lightning protection; anti-interference; power
consumption
0引言
行数据传输的信道。在满足基本要求的同时,也
考虑到了以下两方面的因素
长江三峡水利枢纽梯级水库调度自动化系
1)水文遥测站测量的传感器数据和频度比
统一一屏山一寸濰区间水文遥测系统共建设遥测单雨量站要多,一次发信传输的数据量很大,而电
站点299个,其中水文遥测站77个、单雨量站点话线路相比其它通信方式(如短信、卫星)能更好
222个。该系统是在已经建成运行的三峡水调自动地满足这种大数据量传输的要求
化系统(一期工程)基础上的进一步扩充,系统建成
(2)由于遥测站内置的软件支持通过电话线
后的流域控制面积从6万km3扩大到了43万km3,进行远程登录访问,因此使用电话线作为传输信
进一步满足了三峡水库运行调度的需求
道,可方便运行维护人员对遥测站进行远程维护。
通信信道的选择应满足迅速、可靠、准确、方
便地传输数据和切合实际、技术先进、经济合理的
电话线数据通信简介
基本要求り。在本系统中的77个水文遥测站中,1.1概述
绝大部分遥测站采用了电话线路作为向中心站进
电话线数据通信也称为PSTN( Public
收稿日期
作者筒介:彭凌(1983-),女,大学,助理工程师.从事水文自动测报工作
第4期
彭凌,等:电话线隔离保护装置在三峡水情遥测系统中的应用
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Switched Telephone Network),即公共电话交换号后,才会闭合线路,从而让 Modem上电启动。
网络,这种通信方式在水文自动测报系统中应用对于异常的干扰信号,它不会导致 Modem上电,
比较广泛,但通信范围一般是局限在城市范围内,这样就节省了功耗。
而三峡水文自动测报系统是第一个应用长途电话2.2隔离保护装置工作原理
线路进行数据传输的系统。PSTN数据通信要求
电话线隔离保护装置主要的功能是实现在平
通信的两端都配置一个电话调制解调器,我们俗时没有通信时隔离外部电话线路,而在需要进行
称 Modem,传输时由一方主动发起拨号,等两端数据通信时闭合外部电话线路。线路的隔离采用
的链路建立成功后,就可以开始数据传输了,传输继电器来实现,继电器的双刀双掷开关的常态是
完毕后由其中一端执行挂机操作,挂断电话
断开电话线路。电话线隔离保护装置在以下两种
1.2电话线通讯的优缺点
情况下实现线路的闭合,一是外部有电话拨人,这
(1)优点:具有适用范围广、设备简单、可靠表示有外部设备需要和遥测站进行数据通信
性高、数据传输量大,组网灵活、成本低、维护方便是遥测站要通过电话线将数据发送到中心站
等优势,是国家防汛指挥系统推荐通信信道之一。
(1)振铃检测原理
(2)缺点:PSTN通话畅通率在绝大部分地
电话线隔离保护装置是通过检测电话线上的
区在98%以上,但由于大多乡村PSTN线路为棵振铃信号来感知是否有外部电话拨人的。我国规
露铁丝,对于数据传输有线电话处于通而不畅的定的标准为:话机在不通话时电话线中的直流电
状态,造成批量传输成功率低,在传输过程中会出压为48V。当有电话呼入时,因为同时还有(25
现断线、错误数据(误码)、测站调制解调器有响应士15)V、25Hz的正弦信号加在电话线上,所以
无数据上传等情况;容易导致雷击,对防雷要求较向用户振铃的铃流电压为(75±15)V、25Hz的
高
交流电压。振铃以5s为周期,即1s送,4s断。
1.3电话线路通常采用的避雷方式
信号进入振铃检测电路后,经过整流、降压,然
电话线路常用的防雷措施就是在 Modem和后输入到光电耦合器进行转换,这样可以得到很完
电话线之间加一个串联电话避雷器リ,通常采用整的方波信号?。振铃信号检测电路如图1所示。
的电话避雷器的指标:综合保护线一地7.5kA,
线一线0.5kA;额定工作电压(V)110V;动作
电压(Vp)180V。
2电话线隔离保护装置设计
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PHONE
2.1隔离保护装置目的
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(1)防雷。虽然电话线的防雷一般可以采用
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专用电话避雷器,但在一些电话线路质量不好并
LS1240
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且雷击频繁的地区,即使采用了电话避雷器,设备
R9.
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被打坏的情况还是时有发生,如果将线路完全隔
离,防雷效果更好。
(2)抗于扰。偏远山区的电话线质量差,线
振铃信号检测电路
路上经常出现一些干扰,这些干扰波形的峰值低