興隆樞紐泄水閘靜磁柵閘門開度行程檢測裝置運行與維護

周浩+彭翔鵬+姜曉曦

摘 要：靜磁柵閘門開度行程檢測裝置是武漢靜磁柵機電制造有限公司靜磁柵直線絕對編碼器系列產(chǎn)品的品種之一，屬數(shù)字化直線絕對位移傳感器。該行程檢測裝置由靜磁柵尺、測量桿、導(dǎo)向套管和安裝座構(gòu)成，測量桿對應(yīng)在導(dǎo)向套內(nèi)伸縮移動，靜磁柵尺上感應(yīng)到閘門開度信號。此方案已應(yīng)用于湖北省漢江興隆水利樞紐興隆泄水閘56孔泄水閘門。

關(guān)鍵詞：興隆泄水閘 行程檢測 運維

中圖分類號：TK73 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（b）-0066-04

漢江興隆水利樞紐位于漢江下游湖北省潛江、天門市境內(nèi)，上距丹江口樞紐378.3 km，下距河口273.7 km，泄水閘是興隆水利樞紐三大主體建筑物之一，主要功能是調(diào)節(jié)水庫水位和汛期宣泄?jié)h江洪水，保障樞紐灌溉、航運及發(fā)電功能的正常發(fā)揮，結(jié)合兩岸灘地過流段其設(shè)計過流標準為本河段最大入庫流量1.94萬 m3/s；樞紐設(shè)計洪水位和校核洪水位均為41.75 m（黃海高程，下同），正常蓄水位為36.20 m。泄水閘共設(shè)置有56孔泄水閘門，112根油缸兩兩一組分別套栓住56孔弧形門，為閘門啟閉的機械傳動機構(gòu)。靜磁柵閘門開度行程檢測裝置的核心部件就安裝在缸體側(cè)部。該行程檢測裝置由靜磁柵尺、測量桿、導(dǎo)向套管和安裝座構(gòu)成，整套行程檢測裝置材料都選用工業(yè)級不銹鋼制作。為防止不銹鋼與油缸長時間接觸而發(fā)生電化學(xué)腐蝕，在與油缸接觸的安裝座上裝有橡膠墊。靜磁柵尺長1 485 mm，固定安裝在導(dǎo)向套上，電纜由后部引出，導(dǎo)向套及測量桿利用安裝座分別安裝在油缸缸體和前鉸上，隨著油缸伸縮運動，測量桿也對應(yīng)在導(dǎo)向套內(nèi)伸縮移動，靜磁柵尺上感應(yīng)到閘門開度信號。按照水利工程慣例，當液壓啟閉機活塞桿完全伸出閘門關(guān)閉時，開度為“0”毫米，活塞桿完全縮進閘門全開時，開度為最大。投入運行4年以來，由于風(fēng)吹日曬、雨水侵襲，該系統(tǒng)安裝的薄弱性凸顯出來，為提高整個系統(tǒng)的可靠性、安全性，對整套系統(tǒng)進行局部改進是相當有必要的。

1 靜磁柵閘門開度行程檢測裝置安裝示意圖

（1）機械部件安裝示意圖如圖1、圖2、圖3所示。

（2）電氣部分安裝示意圖如圖4、圖5、圖6所示。

2 靜磁柵閘門開度行程檢測裝置運行管理

靜磁柵閘門開度行程檢測裝置接入啟閉機閘門控制系統(tǒng)中，在啟閉機房電氣控制柜中安裝有連接閘門開度行程檢測裝置的接線端子?？刂乒駜?nèi)的直流電源模塊DCP3提供靜磁柵系統(tǒng)24 V工業(yè)級直流電，靜磁柵閘門開度行程檢測裝置的室外電纜經(jīng)過控制柜端子排，把傳感器模擬量信號輸入SSI絕對編碼器模塊，轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號輸出傳輸至PLC控制模塊，從而實現(xiàn)自動檢測、控制功能（如圖7所示）。

（1）興隆樞紐泄水閘靜磁柵閘門開度行程檢測裝置在正常工作時，控制柜觸摸屏初始值，根據(jù)弧形門運行工況偏移冗余的需要，一般設(shè)置為“10”左右。如圖7所示，控制柜內(nèi)DCP3直流模塊給靜磁柵系統(tǒng)供24 V工業(yè)級直流電。

（2）當靜磁柵系統(tǒng)正常工作時，SSI絕對編碼器模塊在顯示上應(yīng)出現(xiàn)CH0/CH1“Run”字樣，同時觸摸屏A/B缸實際值應(yīng)該是“10”左右。

（3）當靜磁柵系統(tǒng)出現(xiàn)故障報警時，SSI絕對編碼器模塊在顯示上應(yīng)出現(xiàn)CHO/CH1“I/O”字樣，并伴隨CHO/CH1指示閃爍，同時觸摸屏A/B缸實際值變?yōu)椤?”。

（4）當SSI絕對編碼器模塊顯示出現(xiàn)“I/O”字樣，并有CHO/CH1指示全部跳躍閃爍，觸摸屏A/B缸實際值也都為“0”，根據(jù)運行多年經(jīng)驗，同一弧門兩套傳感器一般不會同時出現(xiàn)報警，編碼器模塊顯示出現(xiàn)CHO/CH1雙路報警，則應(yīng)優(yōu)先排查24 V直流供電。

（5）當控制柜觸摸屏A/B缸實際值隨著閘門啟閉出現(xiàn)跳躍性變化時，一般優(yōu)先考慮傳感器PDB板件本身損壞，需要更換傳感器。

3 系統(tǒng)運行中存在的問題

（1）興隆樞紐泄水閘靜磁柵閘門開度行程檢測裝置在油缸行程數(shù)據(jù)采集、傳輸過程中，由于缸體傳感器引出線接線盒長期暴露在潮濕環(huán)境中、雨水滲透進接線盒內(nèi)導(dǎo)致數(shù)據(jù)、電源接線端子銹蝕、氧化，形成物理隔離。從而使得傳感器的數(shù)據(jù)采集中斷，啟閉機電氣柜PLC模塊無法讀取行程反饋數(shù)據(jù)，進而使得閘門啟閉系統(tǒng)發(fā)出兩缸異步報警，無法實現(xiàn)現(xiàn)地、遠程自動開關(guān)閘門操控。

（2）之前的傳感器引出線接線盒由于設(shè)計制造上的缺陷，進線孔的設(shè)計在盒子的上端，這樣的結(jié)構(gòu)在雨水大風(fēng)的氣象環(huán)境下，雨水順著數(shù)據(jù)、電源線的外套軟管，順線流進傳感器的PDB板件中。在通電狀態(tài)下導(dǎo)致傳感器PDB板件燒壞，從而使得傳感器失靈、無法工作，也無法采集活塞桿行程反饋數(shù)據(jù)，進而使得閘門啟閉系統(tǒng)發(fā)出兩缸異步報警。

（3）早前靜磁柵傳感器引出線室外安裝信號電纜偏長且未固定，長時間風(fēng)吹日曬隨意擺動造成電纜扭曲斷裂，信號傳輸中斷。

4 改造措施

基于興隆水利樞紐泄水閘靜磁柵閘門開度行程檢測裝置的接線盒已經(jīng)投入使用4年有余，根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)接線盒接線板端子出現(xiàn)銹蝕、氧化的情況，我們考慮從新設(shè)計接線盒，從新安裝、整體更換的方案完成系統(tǒng)改造升級。

該改進方案的主要工作內(nèi)容為以下幾點。

（1）從新設(shè)計128套出線口在下端的傳感器引出線接線盒。

（2）把原有的接線盒全部拆掉，從新走線、新接線盒安裝完畢后在盒蓋與底座之間的接縫處涂上玻璃膠進行密封。

（3）由于出線路徑的改變，又從下端口進入接線盒的數(shù)據(jù)、電源線的外套軟管會在接線盒下側(cè)形成U型彎曲，為了避免雨水進入套管滯留在U型彎曲內(nèi)，在U型彎曲軟管底端破開一個口子，保護線路方便排水。

5 改進完成后效果

改進前由于傳感器引出線接線盒出口在上端，造成雨水滲透進盒內(nèi)，使得接線端子排氧化、腐蝕。外加布線不合理，雨水順著線路流進傳感器的PDB板件中，造成板件損壞。如圖8所示，第一，是改進后由于接線盒出口直接換在盒體下方，玻璃膠密封盒體接縫，避免了雨水侵擾，保持了盒內(nèi)干燥。第二，是改進后的從新走線固定，盒體接口出線直接垂直扎帶綁定向上引，避免了線纜擺動及雨水順線流進PDB板件。第三，是改進后從下端口進入接線盒的數(shù)據(jù)、電源線的外套軟管U型彎曲軟管底端破開一個口子，保護線路方便排水。

6 結(jié)語

該系統(tǒng)接線盒改進方案已經(jīng)實現(xiàn)，已用于湖北省漢江興隆水利樞紐泄水閘，目前運行狀況良好，通過接線盒的從新設(shè)計改造，提高了靜磁柵閘門開度行程檢測裝置系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，也避免了一些不必要的設(shè)備有形磨損，改造實施過程中的一些措施、方案、效果，推薦與各同類設(shè)備使用單位，但愿有一定借鑒意義。

參考文獻

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