西门子原装断路器3VT8325

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{我国工控系统安全隐患普遍存在}西门子原装断路器3VTEAAA0

当前，我国正处于工业转型升级的历史时期，信息化与工业化深度融会的智能化生产成为发展趋势。在工业信息化进程中，现有工业控制系统(以下简称工控系统)的软硬件、通信协议，和管理环节常常都存在信息安全隐患风险。

工控系统安全隐患普遍存在\3VTEAAA0

以保密性-完整性-可用性为设计要求的信息安全解决方案和标准很难满足工控行业对信息安全的需求。

工控系统信息安全事件在近年来逐年增加，严重影响国家和地区的重要基础设施安全，造成的损失和危害愈来愈严重，安全形势迫在眉睫。美欧将关键基础设施与工控安全列为国家战略。美国高度重视工控系统安全，采取了一系列的措施来保障关键基础设施和工控系统的信息安全，通过发布国家法规战略、制定工业控制系统安全路线图、制定工控信息安全深度防御策略和标准、展开工控系统信息安全检查和评估来保障工控系统的安全。

随着我国工业转型升级进程的加快，电子计算机和计算机络等技术在工业控制中的运用日趋广泛，许多工业装备均已配备各种类型的现场总线通讯接口和各种类型的工业以太通讯接口，具有强大的上行、下行络通讯能力。但是，工控系统的智能化、络化的发展在推动工业生产发展的同时，也带来了诸多的安全隐患。例如，企业远端用户通过互联连接至SCADA系统(数据收集与监视控制系统)，因此该系统面临着远程控制和络入侵等多种安全威逼。通用通信协议、软硬件及大量的TCP/IP技术在工业控制系统中的运用，使得工业控制系统在与传统企业络高度一体化的同时，也引入了传统IT领域的信息安全问题。另外，能够提供工业安全技术或服务能力的企业少之又少。据统计，在出席SPSIPCDrivers展览会的1429家参展商中，大多数工控系统供应商专注于工控系统本身的发展，只有寥寥16家展商触及工控安全。

对工控系统重视程度和投入不足，致使了当前工控系统领域安全隐患普遍存在的现状。长期以来，我国信息安全不是工控系统的重要设计目标，以保密性-完整性-可用性为设计要求的信息安全解决方案和标准很难满足工控行业对信息安全的需求，因此存在着适用程度低等问题。

现阶段我国的工控系统信息安全产业的范围与国外相比还有很大差距，相干国家标准大多处于研究阶段，我国工业控制系统信息安全工作起步晚，总体上技术研究尚属起步阶段，管理制度不健全，相干标准体系不完善，安全防护能力和应急处理测评能力不高。因此，应尽快制定相干政策及标准，将工控系统安全纳入到工业和信息化行业，并上升到国家络安全战略高度予以部署推动。

工控系统高端市场被国外垄断

核心技术和件均掌握在国外厂商手中，例如在震病毒中中招的西门子SCADA系统在我国运用就相当广泛。

今天，工业控制系统已成为电力、水利、石油化工、天然气和交通运输等关键装备的基石，工控系统的安全事件会对国家、企业造成巨大的经济损失和社会损失，直接关系到国家的战略安全。2011年7月，从杭州开往福州的D3115次列车与从北京开往福州的D301次列车追尾事故，造40人死亡、172人受伤，中断行车32小时35分，直接经济损失19371.65万;2012年4月，深圳遭受10年来最大范围的停电事故，福田、罗湖、龙岗3个区停电2个小时，经济损失达8个亿;2013年11月，中石化输油储运公司潍坊分公司输油管线破裂，直接经济损失7.5亿。

这些事件反映出我国工控系统存在多个薄弱环节，国产化程度不高，尤其是高端市场基本被国外垄断，核心技术和件均掌握在国外厂商手中，安全形势严峻。

首先，国外工业控制系统在产品设计、配置等方面不可避免地存在漏洞，这些漏洞一旦被敌对权势、恐怖组织、商业特务、黑客组织等利用，不但会带来关键数据和信息被盗取、被篡改破坏等问题，还可能使触及国计民生的工业、能源、交通等关键基础设施遭到破坏。例如，2010年爆发的震病毒，专门针对西门子的SCADA系统，可以造成钢铁、电力、能源、化工等重要行业运行异常，商业资料失窃，乃至停工停产。而西门子公司的该套系统在我国的运用相当广泛。

其次，国外厂商会对工业控制系统进行远程保护，关键核心数据可能被盗取并被利用。例如，我国的SCADA系统普遍采取Windows等操作系统，这就给该系统中可能存在的后门程序提供了可乘之机。而我国工控系统的安全保护和安全管理水平又偏低，缺少有效的管理标准来监管系统安全。

另外，我国目前还缺少应用于工控系统的安全防护产品，产品门类不全，体系也不够健全。

变频器出现过压故障还可能是由于变频器驱动大惯性负载，由于在这种情况下，变频器的减速停止属于再生制动，在停止进程中，变频器的输出频率按线性下落，而负载机电的频率高于变频器的输出频率，负载机电处于发电状态，机械能转化为电能，并被变频器直流侧的平波电容吸收，当这类能量足够大时，变频器直流侧的电压就会超过直流母线的过电压保护整定值而跳闸。对这类故障，一是将减速时间参数设置长一些，或增大制动电阻，或增加制

动单；二是将变频器的停止方式设置为自由停车。

另一种情况是变频器整流部份破坏或检测电路破坏而引发故障报警，电压检测一般都是通过对直流母线电压采样，然后与过电压保护整定值进行比较，再将比较差值传送到微控制器。如果整流桥、滤波电容、采样电路或比较电路中任一器件出现问题，都会出现这类报警。如一台丹佛斯VLT5004变频器，上电显示正常，但是加负载后显示DCLINKUNDERVOLT（直流回路电压低）。从现象上看比较特别，但是仔细分析一下，问题也就不是那末复杂了，该变频器一样也是通过充电回路，接触器来完成充电进程的，上电时没有发现任何异常现象，估计是加

负载时直流回路的电压下落引发的故障，而直流回路的电压又是通过整流桥全波整流,然后由电容平波后提供的，所以应侧重检查整流桥。经丈量发现该整流桥有一路桥臂开路，更换新品后问题解决。

2.5驱动电路故障

变频器的逆变驱动电路也容易产生故障。一般有明显的伤害痕迹，诸如器件（电容、电阻、二极管及印刷板等）爆裂、变色、断线等异常现象，但不会出现驱动电路全部伤害的情况。处理方法一般是依照原理图，每组驱动电路逐级寻觅故障点。处理时首先对整块电路板清灰除污，如发现电路断线，则进行补线处理；查出破坏的器件即更换；根据笔者实践经验分析，对怀疑的器件，进行丈量、比较、替换等方法判断，有的器件需要离线测定。驱动电路修复后,运用示波器视察各组驱动电路信号的输出波形，如果三相脉冲大小、相位不相等，则驱动电路依然有异常（更换的器件参数不匹配，也会引发这类现象），应重复检查处理。大功率晶体管驱动电路的破坏也是致使过流保护动作的缘由之一。驱动电路破坏表现出来最常见的现象是缺相，三相输出电压不相等，三相电流不平衡等特点。如一台丹佛斯VLT5062变频器，上电显示正常，但是丈量三相输出电压不平衡，带上机电后报警MISSINGMOT，PHASEW（机电W相缺失）。经检查驱动电路W相的逆变驱动触发电路没有输出波形，修复W相驱动触发电路后，变频器工作正常。

2.6机电发热变频器显示过载

对已投入运行的变频器如果出现这类故障，就必须检查负载的状态。对于新安装的变频器如果出现这类故障，很有可能是v/f曲线设置不当或机电参数设置有问题。如一台新装变频器，驱动的变频机电，额定参数为220V/50Hz，而变频器出厂时设置参数为380V/50Hz。由于安装人员没有正确设定变频器的v/f参数，致使机电运行一段时间后转子出现磁饱和，导致机电转速下降，过载而发热。所以在新变频器使用之前，必须设置好相应参数。另外，使用变频器的无速度传感器矢量控制方式时，若没有正确设置负载机电的额定电压、电流、容量等参数，也会致使机电过载发热。还有一种情形是设置的变频器载波频率太高时，也会致使机电产生过载发热。最后一种情况是变频器常常处于低频段工作，使机电长时间在低频段工作，机电散热效果又不好，导致机电工作一段时间后过载发热，对这种情况，需加装散热装置。如一台ABBACS50022kW变频器客户反应，变频器在运行半小时左右显示OH（过热）。由于是在运行一段时间后才有故障，经分析认为温度传感器坏的可能性不大，可能变频器的温度确切太高。经再通电视察，发现风机转动缓慢，防护罩里面塞满了很多棉絮（因该变频器用在纺织行业），经打扫后开机，风机运行良好，运行数小时后，变频器再没出现该故障。

3结语

在变频器的使用进程中,肯定会碰到这样那样的问题，只要运行和维修人员掌握了变频器的基本工作原理，善于在运行实践中不断总结使用变频器的经验，则问题总是会得到解决的。

1变频器的平常保护与检验

首先，检验人员必须熟习变频器的基本工作原理、功能特点，具有电工操作基本知识。在对变频器检查及保养之前，必须切断装备总电源，并且等变频器主回路电压降到安全值（30V左右）再进行。

变频器上电之前应检查周围环境的温度和湿度，温度太高会致使变频器过热报警，严重时会直接致使变频器功率器件破坏；空气过于湿润会引发变频器内部闪络。在变频器运行时应注意冷却系统是不是正常，变频器及马达是不是有异常响声，变频器显示面板是不是显示正常，输出U、V、W三相电压与电流是不是平衡等。

变频器平常保养检验应注意检查以下几点：

1）变频器的进线电压、电流是不是正常；

2）变频器所处环境的温度与湿度是不是正常；

3）散热器的温度是不是正常；

4）变频器冷却风机声音是不是正常；

5）变频器中电路板上的大功率电阻是不是变色，电容是不是漏液及鼓肚；

6）变频器中的接线及接插件是不是松动。

2变频器的常见故障及维修对策

2.1变频器整流模块破坏

变频器整流模块的破坏是变频器的常见故障之一，初期生产的变频器整流模块均采取二极管，目前，大部分整流模块则采取晶闸管。中大功率普通变频器整流模块一般为三相全波整流，整流器件易过热，也易被击穿，当其破坏后伴随着快速熔断器熔断,整机停机。在更换整流模块时，要求其在与散热片接触的面上均匀地涂上一层传热性能良好的硅脂，再紧固安装螺丝。如果没有同型号整流模块时，可用同容量的其他类型的整流模块代替。如富士G7S使用了带晶闸管保护的整流模块，它与普通整流模块的区分就在于它用晶闸管替换了主回路接触器，提高了变频器的可靠性。富士G9S小功率变频器整流模块则是集成晶闸管与开关管于一体。整流模块的破坏常与机器外部电源有密切关系，所以当整流模块产生故障后，不能再盲目上电，应先检查外围设备。

2.2变频器充电电路故障

通用变频器一般为电压型变频器，采取交直交工作方式，由于直流侧的平波电容容量较大，在变频器接入电源的一瞬间充电电流很大，可能致使电源开关跳闸，为此在充电回路中设置一个起动电阻来限制充电电流，而在充电完成后，控制电路通过接触器的触点或晶闸管将电阻短路。充电电路故障一般表现为起动电阻被烧坏，变频器报警显示为直流母线电压故障。当变频器的交换输入电源频繁通断时，或短路接触器的触点接触不良或晶闸管的导通阻值变大时，都会致使起动电阻被烧坏。如遇这种情况，可购买同规格的电阻更换。同时必须找出烧坏电阻的缘由，如果故障是由输入电源频繁通断引发的，必须消除这类现象，如果故障是由短路接触器触点或短路晶闸管引发，则必须更换这些器件，才能再将变频器投入使用。

2.3变频器显示过流

1）系统在工作进程中出现过电流，缘由大致来自以下几方面：

（1）电动机遇到冲击负载或传动机构出现卡住现象时引发电动机电流的突然增加；

（2）变频器的输出侧短路，如输出端到电动机之间的连接线产生相互短路，或电动机内部产生短路等；

（3）变频器本身工作不正常，如逆变桥中同一个桥臂的上、下两个器件产生直通，使直流电压的正、负极间处于短路状态。

2）负载的惯性较大，而升速时间又设定得太短，电动机转子的转速因负载惯性较大而跟不上去，结果使升速电流太大。

3）负载的惯性较大，/F5 而降速时间设定得太短时，电动机转子因负载的惯性大，仍保持较高的转速，结果使转子绕组切割磁力线的速度太大而产生过电流。

针对上述故障现象主要检查以下几个方面：

1）工作机械有没有被卡住；

2）用兆欧表检查负载侧短路点；

3）变频器功率模块有没有破坏；

4）电动机的起动转矩是不是过小，使拖动系统转不起来；

5）升速时间设定是不是太短；

6）减速时间设定是不是太短；

7）转矩补偿（v/f比）设定是不是太大，引发低频时空载电流过大；

8）电子热继电器整定是不是不当，动作电流设定得太小，引发变频器误动作。

如果不是这些问题引发，可以断开输出侧的电流互感器和直流侧的霍尔电流传感器，复位后运行，看是不是还出现过流现象，由于检测电流的霍尔传感器受温度、湿度等环境因素的影响，工作点很容易产生漂移，致使过流。如果还出现的话，很有可能是1PM模块出现故障，由于1PM模块内含有过压、过流、欠压、过载、过热、缺相、短路等保护功能，更换同型号模块应当就能解决。

2.4变频器过压欠压保护动作

变频器出现过压欠压保护动作，大多是由电电压的波动引发的。在变频器供电回路中，若存在大负荷机电的直接启动或停车，会引发电电压瞬间大范围波动，致使变频器过压欠压保护动作，而不能正常工作。这种情况一般不会延续太久，电电压波动过后便可正常运行。这种情况只有增大供电变压器容量，改良电质量才能避免。

ABB变频器acs510系列变频器

ABB变频器acsA1.1

ABB变频器acsA1.5

ABB变频器acsA2.2

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ABB变频器acsA B0551.1

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低压电器设备有限公司生产的主打产品为MNS低压开关柜及Emax系列空气断路器，前者采取组合式设计，结构紧凑，性能优越，适用于各种发电和配电等电力使用场合；后者是ABBSACE为合适先进工程技术的需要最新研制投产的智能型断路器，秉持创新设计的理念，不但具有精致的尺寸，同时还具有更高的可靠性。两个主打产品均通过了国家开关设备质量监督检验中心和中国电工产品认证委员会的型式实验，并取得中国质量认证中心的CCC证书及中国船级社的CCS证书。

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历经16年的发展，厦门ABB低压电器设备有限公司已成为全球最大的低压电器设备制造商之一，年生产能力超过1万台低压开关柜和4万个空气断路器。2006年1月，该公司正式成为ABB中国的全资子公司。作为对社会和员工负责任的公司，厦门ABB低压电器设备有限公司取得了ISO9001质量体系认证、环境管理ISO14001体系认证和员工职业安全卫生管理OHSAS18001认证。在全部员工的共同努力下，公司稳健发展，不断取得各种殊荣，包括全国机械工业质量效益型先进企业、福建省百家重点企业、厦门市十佳工业企业、厦门市技术进步先进工业企业、厦门市守合同重信誉企业等等，并连续多年入选中国电气工业100强。

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由电气时期杂志社主办，中国机械工业联合会、中国电机工程学会、中国自动化学会和中国电器工业协会等权威机构联合支持举行的中国电气工业100强研究活动至今已举行12届，是中国电气工业领域唯一全面反应中国境内电气企业发展现状的晴雨表，已成为电气行业每一年一度关注的焦点。电气百强企业的排序以企业年度产品销售收入为根据，真实地反应了企业的发展水平。

{工控安全渐入视野自主可控仍是关键}

随着信息安全被提升到国家安全的层面，工业控制系统作为关系国之命根子的重要体系，其安全防御也日趋成为信息安全领域关注的热门。

自2010年震病毒爆发后，全球的工业大国都纷纭将工控及其安全问题提到战略级别，比如德国工业4.0就将工控安全作为重要环节单独考量。我国也不例外，工信部曾下发《关于加强工业控制系统信息安全管理的通知》的通知，强调加强工业信息安全的重要性、紧迫性，同时加强国家主要工业领域基础控制设施与SCADA系统的安全保障工作也是当务之急。

据对电力、石油石化、钢铁、煤炭、烟草、轨道交通、先进制造、燃气等各行业的调研，各行业的工控系统安全均有需求。这其中，电力行业、石油石化行业、烟草行业及先进制造业的需求尤其突出。

知名安全公司敏捷科技的专家表示，对电力行业来讲，无论是发电还是输变电，早在接下生产任务到生产线，而MES系统在管理，需要与工控系统连接，需要有隔离的关装备进行防护。从先进制造的行业如发动机生产、汽车、飞机等角度来看，一方面是直接在从MES层下发计划到生产车间，另一方面需要从DNC系统中或工艺室直接下发NC程序到数控机床，一旦程序被非法下发，将致使成批产品报废。

对工控安全的发展方向，业内专家预计主要有以下几点发展趋势：

自动化系统逐步IT化是发展趋势，威逼逐步增多，关隔离是第一道防护。德国工业4.0已将工业化向互联方向发展，随着工业自动化技术的发展，各行业生产装备的智能化、生产业务的可视化、进程监控的实时化、全部进程的安全化、决策需求的全景化需求，信息技术(包括硬件技术、操作系统技术、络技术等)逐渐渗透到电力、化工、冶金、交通等各种行业的平常运行中，这些系统的正常运行保证了国民经济的正常健康运行，同时保证了人民享受安全舒适的生活环境;而针对工业自动化系统的安全事件频发则为自动系统[0.00]正常稳定运行蒙上了阴影，此类事件常常会影响与国民经济和人民生活密切相干的设施，带来巨大的破坏性，为了抵抗此类事件的产生，必须进行工业自动化系统安全控制技术。

传统边界关防护装备不能满足工业控制环境，其主要体现在传统的连界防护关可能对工业控制系统的性能及络环境产生影响;控制层一般使用特殊的工业协议或介质，传统的边界关装备不能对此协议进行解析和控制;自动化系统装备接入点诸多，本钱太高，需要使用的安全设备配置与为一个IT系统进行安全配置的方案具有较大差异;传统的边界防护对卑劣的工业环境的适应性(温度/湿度宽适应性、抗电磁干扰、抗蚀);而这些问题是传统的IT安全设备没法解决的。

产业未能构成统一气侯，需要整合自动化与信息安全公司优势，带动产业发展。由于目前国内的工控安全关分两个方向，1是自动化厂商，2是传统信息安全厂商，2类厂家产品设计理念、架构及功能均不同，国家也未出台相干工业安全防护关产品的相干标准，目前行业内未构成统一气侯，需要整合实际用户的需求对产品进行完善和适用性运用。

专家强调，工控安全不但是国际国内IT市场的关注热门，更是中国政府、军队、大型企业未来的安全核心。目前工业控制安全方面最大的隐患是很多企业还没有意想到工控系统安全性的脆弱。自主可控，安全可靠应该是国内工控信息安全发展的技术指导思想。要做到自主可控，首先就需要从企业内部进行安全防护。

{ABB推出全球输电功率最大的地下和海底输电电缆系统}

全球领现的电力和自动化技术团体ABB宣布已成功开发并测试了525千伏的挤压型高压直流输电电缆系统，实现电缆技术的一项重大突破，这将进一步提升可再生能源利用的效力，并降低成本。

该项技术将使电缆的输电容量到达2,600兆瓦左右，是原有1,000兆瓦输电容量的两倍以上。这项技术还将电缆的传输距离从不到1,000千米扩大到1,500千米，同时将输电消耗控制在5之内。

目前世界上采取同类技术的电缆最高电压等级为320千伏，而这款最新研制的电缆将其提高了64。525千伏的电缆系统可以应用于海底和地下输电工程中，能够使人口密集或环境敏感地区、沿海和远海区域的电力输送更加高效。

ABB团体首席执行官史毕福说：这项重大技术突破将改变可再生能源项目的可行性，并在利用地下和海底高压电缆远距离接入可再生能源中起到决定性作用。ABB全新的525千伏电缆技术以更低的输电消耗实现更远距离、更大容量的电全国哪家医院治疗白癜风最好力输送，该技术为不同国家和电力公司提供了解决方案，使得在输电系统中接入更多远距离光伏和风能发电成为可能。例如，一对525千伏挤压型高压直流输电电缆从大型海上风力发电场传输的电量，可以满足200万户家庭的用电需求。

这项新技术可勤俭资本和运营开支，并为直流电的发展提供支持。此前，ABB研发的混合式高压直流断白癜风医院排名路器，为打造直流电扫除一道关键技术障碍。

除ABB制造的电缆终端和接头，这1创新的电缆系统还使用了行业领现企业北欧化工公司(Borealis)最新开发的直流交联聚乙烯(XLPE)绝缘材料。

高压直流电缆系统是未来可持续能源系统中不可或缺的组成部分，能帮助跨区域、跨国家的大容量长距离电力输送。ABB是高压电缆系统的全球领导者，其电缆系统已成功应用于市区供电、石油和天然气平台电力供应、海底互连和可再生能源联等多个领域。ABB在全球范围内已有超过25条直流电缆线路和近100条交换电缆线路成功投入运行。

2014年8月25日至29日在法国巴黎举行的国际大电技术研讨会上，ABB525千伏挤压型高压直流输电电缆系统正式对外亮相。西门子原装断路器3VTEAAA0

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