水庫閘門啟閉機電氣安全監測分析

鐘延林

摘 要 水庫閘門啟閉機在其運行過程中存在的問題諸多，本文主要是在保證水庫大壩能夠正常工作的前提下，對水庫泄洪設施系統進行全面的安全檢測和分析，針對水庫閘門啟閉機的電氣安全情況進行研究論述。具體檢測項目有4個，細分為對閘門外觀的檢查、對閘門受腐蝕情況的檢測、對閘門構成材質的驗證分析以及重新對閘門啟閉力的測量及啟閉機性能狀態監測。通過對檢測得來的大量數據的分析情況可見，定期定點對水庫閘門啟閉機進行檢查保養對于延長其使用壽命來說必不可少。

關鍵詞 水庫閘門；啟閉機；電氣安全

中圖分類號 F4 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）12-0042-02

1 工程概況

水庫閘門是水利工程必不可少的組成部分。西麗水庫又名西瀝水庫，地處深圳南山區，成建于1960年，壩址以上集雨面積29km2，總庫容達3 238.81萬m3，多年平均徑流量為2 664m3。水庫設計任務初衷是以農田灌溉為主，其次兼之防洪、發電等功用。但隨著改革開放以來，深圳的經濟進入了飛速發展階段，隨之而來的城市對用水的需求不斷增加。就目前西麗水庫而言，有著重要的位置，不僅給城鎮供水一方面，還有原水調蓄水庫，都是南山區和寶安區重要的供水區域。其供應著約300萬人口的水源，其GDP產值也能達到2 000多億元。在2009年西麗水庫對外輸供原水量已經進行了歷史的翻新，占據了整個市的1/4。根據相關的數據顯示，對外輸供原水量現已經達到4.55億m3，水庫大壩安全具有十分重要的意義。

2 檢測項目及內容

在相關規范要求的指導下，輔之以相關專業機構的提供的協助下，再具體分析了水庫具體運作出現的實際問題，決定有側重的對水庫的一下項目進行檢測分析：1）閘門外觀檢查；2）閘門腐蝕狀態監測；3）閘門材質檢測；4）閘門啟閉力及啟閉機性能狀態監測。

3 檢測方法與結果分析

3.1 閘門外觀檢查

通過對8扇泄洪閘及其放空洞進、出口閘門的外觀形態的檢查發現閘門整體處于完好狀態，主要構成部分沒有出現明顯的損傷剝落，只有出口閘門的面板有輕微的變形，其他的沒有明顯變形，基本上完整無損。關鍵是構件沒有出現變形和損壞的狀態，其支承行走裝置也完整無損壞。但依舊存在如下問題：

1號～8號弧形工作閘門主梁、腹板部分都有明眼可見的銹蝕坑，且厚度變薄；所有1號～8號弧形工作閘門的側輪表面都存在不同程度的銹蝕；其中，1號弧門的主輪有嚴重的銹蝕現象，出口弧門的導墻部分也出現了銹蝕現象，支臂只有片面小部分的出現了銹蝕的痕跡，還有鼓包的出現。其中5號弧門的右側方向有嚴重的破壞，底止水封不同程度上變形，甚至有些已經出現破損情況；8號弧門右側止水封存在破損；5號扇弧形工作閘門的底欄止水更是出現了表面大面積銹蝕，約占80%；7號弧形工作閘門在其左側輪軌道上方，在其86cm的位置上有嚴重的混凝土脫落現象，在其迎水面面板上也有研究的刮痕跡象。

3.2 腐蝕情況

閘門構件在經受腐蝕后，截面面積會出現不同程度的減少造成截面應力的相應增大，使得閘門的整體結構強度、剛度的呈現下降，縮短了弧形工作閘門的使用壽命。通過超聲波測厚儀涂層測厚儀、深度游標卡尺等測量工具的檢測得出閘門的腐蝕狀況如下：

1號～8號工作閘門均為露頂式弧形閘門，經仔細勘檢8扇弧門的主要構件的表面防護層基本處于完好狀態。經檢測閘門平均涂層厚度在100μm～344μm之間，由于局部積水的原因所造成的閘門的主梁腹有銹蝕現象的出現，但是，并沒有發現明顯的坑深分布現象，關鍵是構件板厚的實測值同時也在設計的區域內。

泄洪放空洞進口閘門的材質是平面鋼閘門，根據相關現場的考察的結果，發現構件表面防護層大部分部位都出現了銹蝕的痕跡，其對銹蝕部位進行了實測，坑深一般都在0.2mm～0.5mm之間，沒有脫落部位的涂層厚度基本上都保持在85μm～173μm。

泄洪放空洞出口閘門為潛孔式弧形閘門，經檢查閘門主要構件表面防護層大本分都存在中度銹蝕現象，甚至有些部分的防腐層已經脫落，銹蝕處實測坑深0.5mm～0.9mm，未脫落處的平均涂層厚度246μm～674μm。

3.3 閘門材料檢測與復查

對于材料的檢測，其中采取了溢洪道2號弧形工作閘門和6號弧形工作閘門兩個閘門作為標本，采取了2個閘門的右翼緣板角落處部位進行采樣，還有2個閘門泄洪放空洞弧形工作閘門面板迎水面左下角部位進行的取樣。取樣后經過科學嚴格的檢測分析，其結果如表1所示。

如表1所示，在溢洪道2號、6號弧形工作閘門索取材料小樣的材質為Q235（A3）鋼，與圖紙要求Q245（A3）鋼不符，但強度高于設計要求；檢測試樣表面硬度符合設計要求。

3.4 閘門啟閉力及運行狀態監測

外觀檢查：由于輸水泄洪洞閘室所處地理位置偏低，受潮嚴重，啟閉機的實際工作環境差。具體表現為：1）液壓油缸的活塞桿表面均出現了銹蝕痕跡和凹坑的出現，其中銹蝕最大坑深約為0.5mm，活塞桿表面上有不同程度的劃痕跡象，其密封圈上有也有不同程度的損傷；2）啟閉機油缸上蓋均為完整，其3號、4號比較完整，其他6臺啟閉機油缸上蓋油封有不同程度上的損壞的痕跡，其液壓油也出現了滲漏狀況；3）液壓工作站有3臺油泵，其中2臺用于正常工作，1臺備用。但實際檢測時，1號油泵存在故障不能運行，2號油泵處于不穩定運行狀態，只有1號油泵能正常運作。

因為實地調查前水庫并閘門并未停止工作，且泄洪洞弧形工作閘門啟閉機已然工作30a，其中溢洪道閘門啟閉機也進行作業了30a的工作，可以很好地體現出二者的工作關系。想要得到真實有效的閘門啟閉門力，必要先要考慮實際的閘門正常的工作運行情況，才能真正意義上的進行1號～8號弧形工作閘門啟閉機的檢測工作，還有泄洪洞弧形工作閘門啟閉機的全面檢測情況。要有效的對電氣設備和保護裝置兩個目標要做的主要工作是實地采用目測法、貼片法及儀器儀表測試法對設備電參數與保護裝置是否存在破損腐蝕情況進行抽樣檢查，具體項目有檢測啟閉機的定子電壓、電機絕緣電

阻等。

對水庫閘門卷揚式啟閉機進行檢測時，主要針對啟閉機的啟門力和持住力。可以采用的檢測的方法包括直接法和間接法兩種方法，其中直接法主要是運用測力計或者是運用拉壓式傳感器直接得出啟門力和持住力的具體數據，而間接法則是借助動態應力檢測系統，在得出吊耳或傳動軸的應力應變之后再通過運算的出啟

閉力。

這兩種方法各有裨益，就能得出數據的精確度而言，不可置否的是運用直接法測試的出的數據精確度更勝一籌，結果也更與實際相符。但由于當前設備比較落后使得直接法的可操作性變弱，而間接法則對環境的要求不高，在實際中所采用的次數也比較多。本次安全檢測工作囿于實際情況——溢洪道閘門啟閉機測試只有在上下游無水的情況下才能具體實行，客觀條件不滿足，所以我們才取傳統的電測法對閘門啟閉力進行檢測，具體實施辦法是將電阻應變計粘貼在手拉構件上，采用導線將獲取的信號轉遞，使遠距離測量成為可能。

4 結論

啟閉機作為水利工程設計中最為重要的核心機械，維護和監測維修應放到日程管理中，不可忽視。對與啟閉機的運作情況應及時進行檢測和鑒定，而對于檢測參數的選擇，根據不同的檢測性質，立足于不同的目的，可以有選擇的確定。這樣有利于及時發現問題解決問題，以免發生不良后果。由上述可見，根據得出的檢測數據的運算和分析，不難發現，西麗水庫溢洪道、泄洪洞工作閘門和啟閉機的正常運作存在一定的問題，還需要進行更新和改造加固。其中卷揚式啟閉機在預設工作狀態下的運作狀態良好，其中最為關鍵的電氣設備及保護裝置的電參數數據也符合要求規范。測量得出的閉機最大啟閉力數據也都小于均小于啟閉機的設定數字，水庫閘門啟閉機目前質量仍滿足設計標準和運行要求。

參考文獻

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[2]李作成.閘門啟閉機自動化后的維修與保養[J].內蒙古水利，2011（5）：91-92.