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)引起了相關領域技術人員的密切關注，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技術問題，意圖為我國水電站，以及水利樞紐工程相關領域技術工作者的工作實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，其工程建設的主體部分以防洪功用為主，兼具航運、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備完全實現(xiàn)了計算及系統(tǒng)背景之下的技術控制組件建設目標。

一、泄水閘監(jiān)控系統(tǒng)防雷組件的原有結構分析

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構完成具體建造過程，其系統(tǒng)主要由集中控制技術單元與現(xiàn)地控制技術單元兩個基本部分構成。

集中控制技術單元，主要功能是實施水電樞紐作業(yè)任務現(xiàn)場的相關技術設備的檢測顯示、控制、報警、運行控制以及數(shù)據(jù)報表的處理以及打印操作。

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

二、Genius網(wǎng)絡技術系統(tǒng)的基本使用功能

22臺用于弧形閘門監(jiān)控功用的PLC設備與公用PLC設備，利用電纜結構實現(xiàn)串型連接，構成現(xiàn)地式Genius網(wǎng)絡技術系統(tǒng)，上位機形成和實時發(fā)布的各式技術作業(yè)指令以及各個弧形閘門的實時性運行監(jiān)測數(shù)據(jù)通過這一網(wǎng)絡技術結構實現(xiàn)實時性的交換與傳輸，實現(xiàn)對整套水利樞紐系統(tǒng)的運行狀態(tài)監(jiān)控目標。

三、系統(tǒng)原有的防雷措施分析

在這套水利樞紐技術系統(tǒng)的初始建設階段，僅僅對系統(tǒng)中實際裝配的各臺PLC技術設備的電源結構組件的電源連接結構實施了防雷措施的技術性實踐考量，并在每一臺PLC設備的電源組件結構部分，分別連接安裝了專門性的防雷擊模塊，同時，在安裝技術環(huán)節(jié)，切實實現(xiàn)了防雷技術模塊的良好接地狀態(tài)控制目標。

四、實施泄水閘監(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，其建設區(qū)位隸屬于我國南方的某個強雷區(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備出現(xiàn)一定程度的損壞現(xiàn)象。源于泄水閘結構本身安裝于水利工程項目的水面區(qū)位，進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)境下的運行故障問題，其主要的表現(xiàn)形式為：現(xiàn)地控制技術單元中PLC設備系統(tǒng)的Genius網(wǎng)絡通訊組件因雷擊而出現(xiàn)損壞，導致通信技術系統(tǒng)中出現(xiàn)數(shù)據(jù)通信信息的中斷現(xiàn)象，導致上位機因出現(xiàn)黑屏狀態(tài)而無法實現(xiàn)對相關技術設備的有效監(jiān)控工作目標，這里將本水利樞紐工程泄水閘監(jiān)控技術系統(tǒng)實施改造之前的最近五年的因雷擊而發(fā)生損壞的技術模塊數(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)安全行洪目標的順利實現(xiàn)，帶來了較為嚴重的安全隱患，而且對這個水利樞紐工程系統(tǒng)的各項設計功用的順利發(fā)揮帶來的比較明顯的阻礙作用，而且，因雷擊而導致的技術模塊的大量損壞，在一定程度上也提高了整套水利樞紐工程系統(tǒng)的運營成本水平，造成了一定程度的經(jīng)濟性損失。

在這樣的技術發(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)絡正常工作狀態(tài)造成的影響，確保水利樞紐工程系統(tǒng)預期的設計功用的正常發(fā)揮，必須實施有針對性的防雷技術改造實踐行為。

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計安裝過程中，僅僅單純性地考慮了電源連接組件結構的防雷設計環(huán)節(jié)，導致整體化的.Genius網(wǎng)絡總線結構基本上未能實現(xiàn)對防雷技術措施以及相關組件的安裝和使用。由于系統(tǒng)中所有的PLC系統(tǒng)結構均是由電纜結構以串聯(lián)的形式實現(xiàn)彼此連接，導致系統(tǒng)中實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)較強狀態(tài)的感應雷過電壓，而電纜本身會引起具備的良好導電性成為電流傳導組件，進而對相關的技術設備造成較為嚴重的損壞。

（二）光電轉換器技術故障的應急措施

由于水利樞紐系統(tǒng)中的閘門通信設備采用單點串聯(lián)的形式，實現(xiàn)彼此之間的連接結構，一旦某臺光電轉換器發(fā)生技術性或者是運行故障現(xiàn)象，極易導致后續(xù)閘門運行過程中感知到的技術信號無法通過故障設備直接送達上位機，導致技術人員在監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)的過程中出現(xiàn)明顯的偏差。

在這樣的技術背景下，應當在光電轉換器光纖連接口旁配備適當數(shù)量的ST接口轉接器。在光電轉換器出現(xiàn)故障時，使用轉換裝置實現(xiàn)連接結構的跳轉操作，保證系統(tǒng)中通信技術功能的順利運行。

（三）光電轉換器的電源保障手段

光電轉換器是改造工程完成后，對系統(tǒng)的通信功用目標實現(xiàn)保障的重要性設備功能組件，因而，其電源結構具備較為充分的可靠性特征，不會因為常見的閘門檢修等緣由而導致光電轉換器出現(xiàn)失電現(xiàn)象。為了扎實保障單臺閘門斷電之后，其他的PLC系統(tǒng)設備之內(nèi)的光纖轉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)，應當對所有的光電轉換器增加一路直流電源，并將其直接連接在光電轉換器的備用電源輸入端口。

結束語

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行技術領域的相關工作人員密切關注的一個基本問題，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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