ФАЗОВЫЙ
АНАЛИЗАТОР ГРОЗООПАСНОСТИ
ФАГ-2Н
Руководство по эксплуатации
МПЗ 02.01.00.000 РЭ

СОДЕРЖАНИЕ
1 Назначение.........................................…………… 4

2 Технические данные...................................……. 5

3 Состав изделия.....................................…………. 6

4 Устройство и работа изделия........................….. 7

5 Меры безопасности..................................….…… 10

6 Порядок установки..................................……….. 11

7 Подготовка к работе................................……….. 13

8 Порядок работы.....................................………… 14

9 Возможные неисправности и методы

их устранения………………………………………. 15

10 Техническое обслуживание.........................…… 16

11 Маркирование.......................................…………. 18

12 Правила хранения...................................……….. 18

13 Транспортирование..................................………. 18

Приложение А Программное обеспечение ФАГ-2Н …. 19
Настоящее руководство по эксплуатации распространяется на анализатор грозоопасности ФАГ-2Н, индекс МПЗ 02.01.00.000 РЭ (в дальнейшем по тексту - грозоанализатор ФАГ-2Н) и предназначено для ознакомления с его назначением, основными техническими характеристиками, общим принципом работы и порядком использования по назначению.

В тексте руководства по эксплуатации приняты следующие сокращения:

- ЭМИ - электромагнитное излучение;

- Ю-С - направление "юг-север";

- З-В - направление "запад-восток";

-э.д.с. – электродвижущая сила.

1. 
   НАЗНАЧЕНИЕ
   

1. 
   Грозоанализатор ФАГ-2Н предназначен для автоматической регистрации наземных молниевых разрядов (ОБЛАКО-ЗЕМЛЯ), определения их координат и отображения информации о местонахождении и характере развития (перемещения) грозового очага на экране компьютерного монитора
   
2. 
   Грозоанализатор ФАГ-2Н должен использоваться на взрывопожароопасных объектах в качестве стационарного дежурного средства грозового предупреждения.
   

2. 
   ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
   

1. 
   Технические характеристики грозоанализатора ФАГ-2Н приведены в таблице 2.1.
   

Таблица 2.1

Наименование параметра	Значение	Примечание
1. Диапазон расстояний регистрации молниевых разрядов, км 2. Точность определения дальности до молниевых разрядов (среднеквадратическое значение), км 3. Точность определения азимута на молниевые разряды (среднеквадратическое значение), град. 4. Устойчивость антенного блока к климатическим факторам при эксплуатации: - температуры, оС - влажности, % 5. Габаритные размеры: - антенного блока, мм 6. Масса: - антенного блока, кг, не более 7. Средний срок службы, лет	1...100 5 8 минус 40 …+55 до 100 280х1500 5 10	При 25 оС На стойке

1. 
   Грозоанализатор ФАГ-2Н рассчитан на непрерывную работу в течение грозового сезона.
   
2. 
   Грозоанализатор ФАГ-2Н при эксплуатации метрологической поверке не подлежит.
   

Соответствие техническим характеристикам во время срока службы обеспечивается схемными и конструктивными решениями, а так же настройкой на предприятии-изготовителе.

2. 
   СОСТАВ ИЗДЕЛИЯ
   

1. 
   Состав грозоанализатора ФАГ-2Н приведен в таблице 3.1.
   

Таблица 3.1

Наименование	Обозначение	Количество, шт.	Габаритные размеры, мм	Примечание
Антенный блок Стойка Компьютерный моноблок ASUS (или аналог) Комплект инструмента и принадлежностей: Ключ шестигранный №3 Кабель Ethernet Сетевой адаптер Ethernet Упаковка: Ящик Документация: Паспорт Руководство по эксплуатации	МПЗ 02.02.00.000 МПЗ 02.03.00.000 EeeTop ET2010PNT-B044E МПЗ 02.04.00.000 DWL-P200 МПЗ 02.05.00.000 МПЗ 02.01.00.000ПС МПЗ 02.01.00.000 РЭ	1 1 1 1 1 1 1 1 1	Ø280х465 Ø240х 1125 L=40 м 680х460х500	По согласованию

2. 
   УСТРОЙСТВО И РАБОТА ИЗДЕЛИЯ
   

1. 
   Конструктивно грозоанализатор ФАГ-2Н состоит из антенного блока и пульта (рисунок 1), соединенных сетевым кабелем (PC-Hub) через адаптер Ethernet.
   

Рисунок 1

2. 
   Антенный блок предназначен для приема ЭМИ молниевого разряда, преобразования его в электрические сигналы и их усиления.
   

Блок состоит из электрической антенны, магнитной антенны, электронного блока и имитатора магнитного и электрического полей.

Электрическая антенна представляет собой симметричный вибратор, конструктивно представляющий собой два металлических диска, расположенных друг над другом.

Магнитная антенна представляет собой систему двух взаимно перпендикулярных рамочных антенн, магнитные моменты которых ориентированы в направлениях Ю-С и З-В.

Электронный блок антенного блока оборудован гальванически развязанным сетевым разъемом RJ-45 (исполнение IP 68) для связи с персональным компьютером.

Антенный блок содержит цифровой магнитный компас и модуль Глонасс для автоматической коррекции азимута грозового разряда к географическому северу. Магнитный компас позволяет скорректировать азимут грозового разряда по отношению к магнитному северу при любом положении антенного блока. Географические координаты, определенный с помощью встроенного модуля Глонасс позволяют вдобавок скорректировать азимут по отношению к географическому северу, с помощью таблиц отклонения географического севера от магнитного в любой точке земного шара.

Встроенный в антенный блок модуль Глонасс служит для определения точного времени грозового разряда с точностью 150 наносекунд, что позволяет произвести уточнение координат грозового разряда с помощью триангуляционного метода. Для данного схемы необходимы как минимум 3 устройства ФАГ, разнесенных в пространстве примерно на 20 километров, не находящихся на одной прямой. Связь между устройствами и программным обеспечением, осуществляющем триангуляционное уточнения, производится с помощью сети, поддерживающей протокол TCP/IP (например, Интернет). Программное обеспечение, производящее триангуляционное уточнение, поставляется отдельно.

В режиме контроля в антенном блоке создается статическое магнитное поле, возбуждающее э.д.с в рамочных антеннах. В канал электрической антенны, сигнал вводится непосредственно через делитель напряжения.

4.3 Пульт представляет собой обычный компьютер и предназначен для вычисления расстояния и направления

на каждый молниевый разряд по параметрам сигналов с антенного блока, преобразования полученных данных для отображения на экране и статистической обработки, позволяющей отображать характер развития (перемещения) грозового очага.

Требования к РС:

• Не ниже Intel 1.5ГГц, RAM 512MB, HDD 20Gb, Ethernet 100mBit;

• ОС – любая, браузер:- Internet Explorer ≥ 7.0 с плагином просмотра файлов SVG компании Adobe.

- Mozilla Firefox ≥3.1

- Google Chrome ≥ 8.0..

Алгоритм дальнометрии основывается на различном поведении с расстоянием электрической и магнитной компонент молниевого разряда.

Многочастотный фазовый алгоритм основывается на измерении фазы между E и H спектральными компонентами поля, исключающий влияние вариаций изменения амплитуды. Для дипольной модели излучателя аналитическое выражение для разности фаз:

где R – расстояние до приемника в горизонтальной плоскости;

k=/c, c – скорость света;

m – коэффициент поляризации.

Собственно программное обеспечение реализует следующий алгоритм расчета дальности:

Преобразование сигнала из временной области в частотную

Расчет экспериментальной разности фаз E-H

Расчет теоретической разности фаз E-H

Минимизация функционала по расстоянию

Определение азимута на молниевый разряд основано на зависимости фазовых параметров откликов узкополосных фильтров сигналов магнитных и электрической антенн от направления на разряд.

При регистрации молниевого разряда каждый разряд отображается в зоне координатной сетки, на которой в масштабе показана контролируемая территория. Разряд отображается в виде темной точки, яркость которой в течение нескольких минут после регистрации снижается.

На экране при регистрации разрядов отображается время, прошедшее с момента начала регистрации грозы.

В режиме контроля на экране имитируется приближающаяся гроза в ускоренном режиме.

2. 
   МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ
   

1. 
   К работам по монтажу и обслуживанию грозоанализатора ФАГ-2Н должен допускаться персонал, изучивший в полном объеме эксплуатационную документацию.
   
2. 
   При эксплуатации грозоанализатора ФАГ-2Н необходимо соблюдать действующие правила по технике безопасности при работе с электроустановками.
   
3. 
   Все работы, связанные со стыковкой штепсельных разъемов, необходимо производить при обесточенном состоянии цепей.
   

2. 
   ПОРЯДОК УСТАНОВКИ
   

1. 
   Общие требования к месту установки
   
   1. 
      Пульт грозоанализатора ФАГ-2Н должен устанавливаться в отапливаемом помещении.
      

К месту установки пульта должно быть подведено питание от сети переменного тока напряжением 220 В.

2. 
   Установка антенного блока.
   

Опыт эксплуатации ФАГ-2Н показал, что на чувствительность и точность определения дальности грозового разряда существенное влияние оказывает место расположения антенного блока. Наличие рядом стоящих строений, большого количества высоких деревьев существенно сказывается на локальном распределении компонент поля ЭМИ молниевого разряда (особенно значительно на его электрической составляющей), и как следствие, на точность и чувствительность прибора.

Наличие поблизости токоведущих проводов мощных энергетических установок, электропоездов, ЛЭП и т.д. также существенно сказывается (вследствие влияния низкочастотных наводок и гармоник сети) на точности местооределения.

Рекомендуется устанавливать антенный блок одним из следующих способов:

• 
  на отдельно стоящей опоре, у которой в радиусе 25 м нет значительных (более 5м) рельефных помех и на удалениях от мощных (более 10 кВт) линий электропередач свыше 500м;
  
• 
  на отдельно стоящей опоре выше рядом стоящих дерев и крыш соседних зданий;
  
• 
  на металлической или железобетонной крыше (при этом конкретное место установки желательно выбирать, исходя из минимального уровня сетевых и низкочастотных наводок).
  

Антенный блок обязательно должен быть ниже системы молниезащиты!

3. 
   Максимальное удаление антенного блока от пульта определяется длинной кабеля, составляющей 40 м.
   
4. 
   Крепление антенного блока на крыше здания определяется с учетом вида крыши.
   

Наиболее универсальным способом является крепление антенного блока на металлическом заземленном или деревянном щите при помощи болтов, с последующим креплением щита к крыше.

Стойка установленного антенного блока должна быть расположена вертикально (без наклона).

6.2. Установка пульта

6.2.1 Пульт устанавливается на столе оператора или на стойке.

6.3 Подключение кабеля Ethernet.

6.3.1 Для подключения кабеля к антенному блоку, необходимо при помощи шестигранного ключа отвинтить винт, крепящий корпус антенного блока к стойке (рисунок 2), пропустить кабель через отверстие в стойке (рисунок 3), подключить разъем кабеля к ответной части антенного блока (рисунок 4) и надежно закрепить.

Рисунок 2 Рисунок 3 Рисунок 4

6.3.2 Прокладка кабеля по стенам должна производиться с креплением его при помощи прижимов К1-10-10-4,5-25-ц6хр ГОСТ 17020-78 (или аналогичных) с интервалом не более 2 м.

6.3.3 Подключение кабеля к пульту производится через сетевой адаптер, который одновременно является источником питания для антенного блока. Сетевой адаптер входит в комплект поставки.

6.4 Внимание.

Место установки антенного блока, а также место прокладки кабеля, являются определяющими для исключения ложных срабатываний, а также на чувствительность и точность определения дальности грозового разряда. При появлении ложных срабатываний попытайтесь поменять место расположения антенного блока. При невозможности избавиться от ложных срабатываний обращайтесь к разработчику.

2. 
   ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ
   

1. 
   Проверить подключение провода заземления к контакту сетевой розетки и подключить к ней вилку питающего кабеля пульта.
   
2. 
   Подключить сетевой кабель через адаптер Ethernet от антенного блока к компьютеру. Прибор годов к работе.
   

2. 
   ПОРЯДОК РАБОТЫ
   

1. 
   Грозоанализатор ФАГ-2Н является автоматическим прибором, не требующим при работе вмешательства оператора, в связи с чем для работы с ним необходимо только ознакомление с характером отображения информации о грозовой обстановке на пульте.
   

2. 
   Для включения грозоанализатора ФАГ-2Н, необходимо включить персональный компьютер, входящий в комплект поставки. После включения произойдет автоматический запуск программного обеспечения «ФАГ-2Н». Порядок работы ПО ФАГ-2Н можно ознакомится в Приложении А.
   
3. 
   Для выключения грозоанализатора ФАГ-2Н (производится только при проведении технического обслуживания и по окончании грозового сезона), необходимо выключить адаптер Ethernet и персональный компьютер.
   

9 ВОЗМОЖНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ И СПОСОБЫ ИХ

УСТРАНЕНИЯ

1. 
   В случае, если при включении грозоанализатора на пульте не происходит подсветка индикатор «СЕТЬ», необходимо при помощи вольтметра проверить наличие напряжения 220 В сетевой розетке.
   
2. 
   Собственно ремонт аппаратуры грозоанализатора ФАГ-2Н требует применения специализированных средств и должен производиться на предприятии-изготовителе.
   

9. 
   ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
   

1. 
   Общие указания
   

1. 
   Целью технического обслуживания является поддержание грозоанализатора ФАГ-2Н в работоспособном состоянии.
   
2. 
   При эксплуатации грозоанализатора ФАГ-2Н должны проводиться следующие виды технического обслуживания:
   

- контрольный осмотр (КО);

- техническое обслуживание ТО-1;

- техническое обслуживание ТО-2;

Техническое обслуживание производится со следующей периодичностью:

- КО - еженедельно;

- ТО-1 - не реже 1 раза в месяц;

- ТО-2 - не реже 1 раза в 6 месяцев, совмещается с началом грозового сезона и его окончанием.

2. 
   Контрольный осмотр
   

1. 
   Проверить отсутствие механических повреждений компьютерного блока.
   

Произвести проверку исправности грозоанализатора и, при необходимости, коррекцию настройки.

3. 
   Техническое обслуживание ТО-1
   

1. 
   Произвести контрольный осмотр согласно 10.2.
   
2. 
   Произвести внешний осмотр пульта, антенного блока и отсутствия повреждений изоляции кабелей на доступных участках.
   
3. 
   При помощи ветоши удалить загрязнения на пульте и антенном блоке.
   

Удаление загрязнений с передней панели пульта рекомендуется производить с использованием стеклоочистительной жидкости.

Использование неорганических растворителей не допускается.

Техническое обслуживание ТО-2

1. 
   Произвести техническое обслуживание ТО-1.
   
2. 
   П
   

   роверить состояние корпусов антенного блока, пульта и изоляции кабеля.

   
   
3. 
   Гайки крепления антенного блока покрыть смазкой ЦИАТИМ-201 ГОСТ 6267-74.
   
4. 
   При завершении грозового сезона отключить питание адаптера Ethernet и разъем сетевого кабеля от пульта (с целью исключения случайной подачи питания на антенный блок в зимний период).
   
9. 
   МАРКИРОВАНИЕ
   

1. 
   На антенном блоке установлена табличка, на которой нанесены наименование изделия, обозначение, заводской номер, год изготовления и степень защиты по ГОСТ 14254-80.
   

9. 
   ПРАВИЛА ХРАНЕНИЯ
   

1. 
   Грозоанализатор ФАГ-2Н должен храниться в упакованном виде.
   
2. 
   Хранение грозоанализатора ФАГ-2Н должно производиться в отапливаемых хранилищах при температуре от плюс 5 до 30^оС и относительной влажности до 80%.
   
3. 
   В хранилищах с грозоанализатором ФАГ-2Н не должно быть паров кислот и щелочей.
   

9. 
   ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ
   

1. 
   Грозоанализатор ФАГ-2Н должен транспортироваться только в упакованном виде в закрытом железнодорожном или автотранспорте, исключающем воздействие атмосферных осадков.
   
2. 
   Условия транспортирования:
   

- температура от минус 10 до плюс 40 ^оС;

- влажность до 98%.

Приложение А.

Программное обеспечение

фазового анализатора грозоопасности ФАГ-2Н.
Программное обеспечение ФАГ-2Н состоит из программного обеспечения нижнего уровня, «зашитое» в контроллер антенного уровня, и программное обеспечение верхнего уровня для персонального компьютера.

ПО нижнего уровня служит для регистрации и первичной обработке ЭМИ грозового разряда.

ПО верхнего уровня служит для обработки по заданному алгоритму полученных с антенного блока сигналов и визуализации их на компьютерном мониторе.

Установка ПО производиться на заводе- изготовителе. Обновление ПО происходит через ПО верхнего уровня с использованием меню «Настройка».

После включения компьютера происходит автоматическая загрузка ПО. На экране монитора пользователь видит основное рабочее окно ПО ФАГ (Рис. 1).

Рис.1 Основное рабочее око ФАГ-2Н.

В левом верхнем углу окна находится меню ПО ФАГ-2Н. оно состоит из трех основных разделов: «Основное», «Протокол» и «Настройка». Как уже указывалось, в основном окне оператор может визуально наблюдать события. Каждое событие – грозовой разряд – идентифицируется в виде черной точки на координатной сетке, указывающей расстояние и направление до него (Рис.2). В случае необходимости, в качестве фона можно наложить эту сетку на карту реальной местности.

Рис. 2 Визуализация грозовых разрядов в ПО ФАГ-2Н.
Окно «Протокол» служит для визуализации всех зарегистрированных событий за весь период наблюдения (Рис.3).

Рис. 3 Окно «Протокол».

В этом окне можно менять период наблюдения, перетаскивая маркер на нужный диапазон времени (Рис. 4).

Рис.4 Выбор диапазона времени в меню «Протокол».
Окно «Настройка» (Рис.5) служит для установления чувствительности антенного блока, загрузки обновленного программного обеспечения.

Рис. 5 Окно меню «Настройки».

Внимание!

Неправильно установленные параметры могут привести к искажению результатов местоопределения грозового разряда, нарушению режима работы грозоанализатора.

В связи с тем, что программное обеспечение ФАГ-2Н продолжает совершенствоваться как с позиции удобства работы оператора, так с позиции надежности и точности регистрации события будем признательны за замечания и предложения по работе прибора.
По вопросам технической поддержки использования ФАГ-2Н обращайтесь по адресу:

ООО «Цифровой Дракон»

115201, г. Москва, ул. Котляковская, д.1, стр. 4

Тел./факс (495) 617-11-35, 36

E-mail: [email protected]