泄水閘監控系統防雷改造分析

李林

【摘要】 本文以我國南方某水利樞紐工程的泄水閘監控系統的防雷改造之相關問題展開了簡要的分析，其中涉及了發展現狀以及改良策略等內容，僅供參考。

【關鍵詞】泄水閘；監控系統；防雷改造；簡明分析

水利樞紐建筑，以及水利發電站的泄水閘裝置附屬的監控系統，其防雷改造問題已經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、發電、水資源調配以及生態環境改良等多重功用，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了計算及系統背景之下的技術控制組件建設目標。

一、泄水閘監控系統防雷組件的原有結構分析

本工程配備的泄水閘監控系統的防雷組件依照分層分布式結構完成具體建造過程，其系統主要由集中控制技術單元與現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任務現場的相關技術設備的檢測顯示、控制、報警、運行控制以及數據報表的處理以及打印操作。

現地控制技術單元（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監控，剩余的一臺公用PLC設備，則被應用于對深井泵、供配電設備系統等公用性設備技術系統實施控。現地22孔泄洪閘門與公用PLC設備系統基于總線控制器（GBC）設備組件共同構成Genius網絡，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網絡技術系統的基本使用功能

22臺用于弧形閘門監控功用的PLC設備與公用PLC設備，利用電纜結構實現串型連接，構成現地式Genius網絡技術系統，上位機形成和實時發布的各式技術作業指令以及各個弧形閘門的實時性運行監測數據通過這一網絡技術結構實現實時性的交換與傳輸，實現對整套水利樞紐系統的運行狀態監控目標。

三、系統原有的防雷措施分析

在這套水利樞紐技術系統的初始建設階段，僅僅對系統中實際裝配的各臺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，在安裝技術環節，切實實現了防雷技術模塊的良好接地狀態控制目標。

四、實施泄水閘監控系統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，其建設區位隸屬于我國南方的某個強雷區，根據歷史資料記載，這一地域，每年平均出現的雷暴天氣的總天數可以達到90天以上。尤其在春夏季節，由于雷暴天氣的頻繁出現，經常會引致各類電氣設備出現一定程度的損壞現象。源于泄水閘結構本身安裝于水利工程項目的水面區位，進而潛在性地提高了泄水閘監控系統遭遇雷擊破壞的幾率。事實上，這套水利樞紐系統安裝的泄水閘監控系統，在投入運營之后的很短時間之內，就出現了在雷暴天氣環境下的運行故障問題，其主要的表現形式為：現地控制技術單元中PLC設備系統的Genius網絡通訊組件因雷擊而出現損壞，導致通信技術系統中出現數據通信信息的中斷現象，導致上位機因出現黑屏狀態而無法實現對相關技術設備的有效監控工作目標，這里將本水利樞紐工程泄水閘監控技術系統實施改造之前的最近五年的因雷擊而發生損壞的技術模塊數量列表揭示如下：

上述情況的發生，不僅給水利樞紐工程系統安全行洪目標的順利實現，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的各項設計功用的順利發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的運營成本水平，造成了一定程度的經濟性損失。

在這樣的技術發展背景之下，為了較為充分地規避雷擊天氣現象對閘門監控系統隸屬的Genius網絡正常工作狀態造成的影響，確保水利樞紐工程系統預期的設計功用的正常發揮，必須實施有針對性的防雷技術改造實踐行為。

五、泄水閘監控系統的防雷擊改造方案簡析

（一）技術系統極易遭受雷擊破壞現象的原因簡析

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節，導致整體化的.Genius網絡總線結構基本上未能實現對防雷技術措施以及相關組件的安裝和使用。由于系統中所有的PLC系統結構均是由電纜結構以串聯的形式實現彼此連接，導致系統中實際使用的電纜長度已經超過了215m，一旦出現雷電天氣現象，極易出現較強狀態的感應雷過電壓，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

由于水利樞紐系統中的閘門通信設備采用單點串聯的形式，實現彼此之間的連接結構，一旦某臺光電轉換器發生技術性或者是運行故障現象，極易導致后續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，導致技術人員在監測系統的運行狀態的過程中出現明顯的偏差。

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量的ST接口轉接器。在光電轉換器出現故障時，使用轉換裝置實現連接結構的跳轉操作，保證系統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，對系統的通信功用目標實現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失電現象。為了扎實保障單臺閘門斷電之后，其他的PLC系統設備之內的光纖轉換器仍能在良好的帶電狀態下保持良好而穩定的工作狀態，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

泄水閘監控系統的防雷改造問題，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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