泄水閘監(jiān)控系統(tǒng)防雷改造分析

李林

【摘要】 本文以我國南方某水利樞紐工程的泄水閘監(jiān)控系統(tǒng)的防雷改造之相關(guān)問題展開了簡要的分析，其中涉及了發(fā)展現(xiàn)狀以及改良策略等內(nèi)容，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】泄水閘；監(jiān)控系統(tǒng)；防雷改造；簡明分析

水利樞紐建筑，以及水利發(fā)電站的泄水閘裝置附屬的監(jiān)控系統(tǒng)，其防雷改造問題已經(jīng)引起了相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員的密切關(guān)注，本文將以我國南方某水利樞紐裝置附屬的水電站，作為研究對象，簡要闡述其泄水閘防雷改造工程的相關(guān)技術(shù)問題，意圖為我國水電站，以及水利樞紐工程相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)工作者的工作實(shí)踐行為提供借鑒范本。

本文中所選定的水利樞紐工程，位于我國廣西省境內(nèi)古頂水電站，其工程建設(shè)的主體部分以防洪功用為主，兼具航運(yùn)、發(fā)電、水資源調(diào)配以及生態(tài)環(huán)境改良等多重功用，整體工程共計包含22孔擁有泄洪功能的弧形閘門，且整體性的泄洪建筑設(shè)備完全實(shí)現(xiàn)了計算及系統(tǒng)背景之下的技術(shù)控制組件建設(shè)目標(biāo)。

一、泄水閘監(jiān)控系統(tǒng)防雷組件的原有結(jié)構(gòu)分析

本工程配備的泄水閘監(jiān)控系統(tǒng)的防雷組件依照分層分布式結(jié)構(gòu)完成具體建造過程，其系統(tǒng)主要由集中控制技術(shù)單元與現(xiàn)地控制技術(shù)單元兩個基本部分構(gòu)成。

集中控制技術(shù)單元，主要功能是實(shí)施水電樞紐作業(yè)任務(wù)現(xiàn)場的相關(guān)技術(shù)設(shè)備的檢測顯示、控制、報警、運(yùn)行控制以及數(shù)據(jù)報表的處理以及打印操作。

現(xiàn)地控制技術(shù)單元（LCU），其中主要包含22臺獨(dú)立安裝的PLC控制系統(tǒng)設(shè)備，其中有22臺PLC設(shè)備，分別對工程中涉及的22孔弧形閘門的設(shè)計功能進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，剩余的一臺公用PLC設(shè)備，則被應(yīng)用于對深井泵、供配電設(shè)備系統(tǒng)等公用性設(shè)備技術(shù)系統(tǒng)實(shí)施控。現(xiàn)地22孔泄洪閘門與公用PLC設(shè)備系統(tǒng)基于總線控制器（GBC）設(shè)備組件共同構(gòu)成Genius網(wǎng)絡(luò)，并利用專門性的信息通信技術(shù)模塊，完成與上位機(jī)之間的信息通訊行為。

二、Genius網(wǎng)絡(luò)技術(shù)系統(tǒng)的基本使用功能

22臺用于弧形閘門監(jiān)控功用的PLC設(shè)備與公用PLC設(shè)備，利用電纜結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)串型連接，構(gòu)成現(xiàn)地式Genius網(wǎng)絡(luò)技術(shù)系統(tǒng)，上位機(jī)形成和實(shí)時發(fā)布的各式技術(shù)作業(yè)指令以及各個弧形閘門的實(shí)時性運(yùn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)通過這一網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)實(shí)時性的交換與傳輸，實(shí)現(xiàn)對整套水利樞紐系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控目標(biāo)。

三、系統(tǒng)原有的防雷措施分析

在這套水利樞紐技術(shù)系統(tǒng)的初始建設(shè)階段，僅僅對系統(tǒng)中實(shí)際裝配的各臺PLC技術(shù)設(shè)備的電源結(jié)構(gòu)組件的電源連接結(jié)構(gòu)實(shí)施了防雷措施的技術(shù)性實(shí)踐考量，并在每一臺PLC設(shè)備的電源組件結(jié)構(gòu)部分，分別連接安裝了專門性的防雷擊模塊，同時，在安裝技術(shù)環(huán)節(jié)，切實(shí)實(shí)現(xiàn)了防雷技術(shù)模塊的良好接地狀態(tài)控制目標(biāo)。

四、實(shí)施泄水閘監(jiān)控系統(tǒng)防雷改造工作的必要性簡析

本文中所選取的水利樞紐工程，其建設(shè)區(qū)位隸屬于我國南方的某個強(qiáng)雷區(qū)，根據(jù)歷史資料記載，這一地域，每年平均出現(xiàn)的雷暴天氣的總天數(shù)可以達(dá)到90天以上。尤其在春夏季節(jié)，由于雷暴天氣的頻繁出現(xiàn)，經(jīng)常會引致各類電氣設(shè)備出現(xiàn)一定程度的損壞現(xiàn)象。源于泄水閘結(jié)構(gòu)本身安裝于水利工程項(xiàng)目的水面區(qū)位，進(jìn)而潛在性地提高了泄水閘監(jiān)控系統(tǒng)遭遇雷擊破壞的幾率。事實(shí)上，這套水利樞紐系統(tǒng)安裝的泄水閘監(jiān)控系統(tǒng)，在投入運(yùn)營之后的很短時間之內(nèi)，就出現(xiàn)了在雷暴天氣環(huán)境下的運(yùn)行故障問題，其主要的表現(xiàn)形式為：現(xiàn)地控制技術(shù)單元中PLC設(shè)備系統(tǒng)的Genius網(wǎng)絡(luò)通訊組件因雷擊而出現(xiàn)損壞，導(dǎo)致通信技術(shù)系統(tǒng)中出現(xiàn)數(shù)據(jù)通信信息的中斷現(xiàn)象，導(dǎo)致上位機(jī)因出現(xiàn)黑屏狀態(tài)而無法實(shí)現(xiàn)對相關(guān)技術(shù)設(shè)備的有效監(jiān)控工作目標(biāo)，這里將本水利樞紐工程泄水閘監(jiān)控技術(shù)系統(tǒng)實(shí)施改造之前的最近五年的因雷擊而發(fā)生損壞的技術(shù)模塊數(shù)量列表揭示如下：

上述情況的發(fā)生，不僅給水利樞紐工程系統(tǒng)安全行洪目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)，帶來了較為嚴(yán)重的安全隱患，而且對這個水利樞紐工程系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)計功用的順利發(fā)揮帶來的比較明顯的阻礙作用，而且，因雷擊而導(dǎo)致的技術(shù)模塊的大量損壞，在一定程度上也提高了整套水利樞紐工程系統(tǒng)的運(yùn)營成本水平，造成了一定程度的經(jīng)濟(jì)性損失。

在這樣的技術(shù)發(fā)展背景之下，為了較為充分地規(guī)避雷擊天氣現(xiàn)象對閘門監(jiān)控系統(tǒng)隸屬的Genius網(wǎng)絡(luò)正常工作狀態(tài)造成的影響，確保水利樞紐工程系統(tǒng)預(yù)期的設(shè)計功用的正常發(fā)揮，必須實(shí)施有針對性的防雷技術(shù)改造實(shí)踐行為。

五、泄水閘監(jiān)控系統(tǒng)的防雷擊改造方案簡析

（一）技術(shù)系統(tǒng)極易遭受雷擊破壞現(xiàn)象的原因簡析

源于本水利工程在原始的設(shè)計安裝過程中，僅僅單純性地考慮了電源連接組件結(jié)構(gòu)的防雷設(shè)計環(huán)節(jié)，導(dǎo)致整體化的.Genius網(wǎng)絡(luò)總線結(jié)構(gòu)基本上未能實(shí)現(xiàn)對防雷技術(shù)措施以及相關(guān)組件的安裝和使用。由于系統(tǒng)中所有的PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)均是由電纜結(jié)構(gòu)以串聯(lián)的形式實(shí)現(xiàn)彼此連接，導(dǎo)致系統(tǒng)中實(shí)際使用的電纜長度已經(jīng)超過了215m，一旦出現(xiàn)雷電天氣現(xiàn)象，極易出現(xiàn)較強(qiáng)狀態(tài)的感應(yīng)雷過電壓，而電纜本身會引起具備的良好導(dǎo)電性成為電流傳導(dǎo)組件，進(jìn)而對相關(guān)的技術(shù)設(shè)備造成較為嚴(yán)重的損壞。

（二）光電轉(zhuǎn)換器技術(shù)故障的應(yīng)急措施

由于水利樞紐系統(tǒng)中的閘門通信設(shè)備采用單點(diǎn)串聯(lián)的形式，實(shí)現(xiàn)彼此之間的連接結(jié)構(gòu)，一旦某臺光電轉(zhuǎn)換器發(fā)生技術(shù)性或者是運(yùn)行故障現(xiàn)象，極易導(dǎo)致后續(xù)閘門運(yùn)行過程中感知到的技術(shù)信號無法通過故障設(shè)備直接送達(dá)上位機(jī)，導(dǎo)致技術(shù)人員在監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)的過程中出現(xiàn)明顯的偏差。

在這樣的技術(shù)背景下，應(yīng)當(dāng)在光電轉(zhuǎn)換器光纖連接口旁配備適當(dāng)數(shù)量的ST接口轉(zhuǎn)接器。在光電轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)故障時，使用轉(zhuǎn)換裝置實(shí)現(xiàn)連接結(jié)構(gòu)的跳轉(zhuǎn)操作，保證系統(tǒng)中通信技術(shù)功能的順利運(yùn)行。

（三）光電轉(zhuǎn)換器的電源保障手段

光電轉(zhuǎn)換器是改造工程完成后，對系統(tǒng)的通信功用目標(biāo)實(shí)現(xiàn)保障的重要性設(shè)備功能組件，因而，其電源結(jié)構(gòu)具備較為充分的可靠性特征，不會因?yàn)槌Ｒ姷拈l門檢修等緣由而導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)失電現(xiàn)象。為了扎實(shí)保障單臺閘門斷電之后，其他的PLC系統(tǒng)設(shè)備之內(nèi)的光纖轉(zhuǎn)換器仍能在良好的帶電狀態(tài)下保持良好而穩(wěn)定的工作狀態(tài)，應(yīng)當(dāng)對所有的光電轉(zhuǎn)換器增加一路直流電源，并將其直接連接在光電轉(zhuǎn)換器的備用電源輸入端口。

結(jié)束語

泄水閘監(jiān)控系統(tǒng)的防雷改造問題，是我國水利工程施工與運(yùn)行技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)工作人員密切關(guān)注的一個基本問題，本文以我國南方某水利樞紐工程為闡述對象，對這一問題展開了簡要分析，以供參考。

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