輻射環境監測自動站供電系統的配置及維護研究

摘要：輻射環境監測是我國環境建設和生態文明建設中的重要內容，隨之興起的輻射環境監測自動站則成為輻射環境監測的重點。基于理論分析，明確輻射環境監測自動站的具體運行需求，建立在不間斷供電的基礎上分析了不間斷供電體系（Uninterruptable"Power"System，UPS）的具體配置方案以及核心原理，結合具體的案例，明確了輻射環境監測自動站供電系統的運行邏輯與規劃方案，并提出了多元化的維護政策，以保證輻射環境監測自動站的供電穩定運行。

關鍵詞：輻射環境監測"自動站"供電系統"配置方案

Research"on"the"Configuration"and"Maintenance"of"Power"Supply"System"for"Radiation"Environment"Monitoring"Automatic"Station

WANG"Kun"WANG"Zhihai

Shandong"Nuclear"and"Radiation"Safety"Monitoring"Center，"Ji’nan，nbsp;Shandong"Province，"250117"China

Abstract："Radiation"environment"monitoring"is"an"important"content"of"China's"environmental"and"ecological"civilization"construction，"and"the"emerging"automatic"radiation"environment"monitoring"stations"have"become"the"focus"of"radiation"environment"monitoring."Based"on"theoretical"analysis，"the"specific"operational"requirements"of"the"radiation"environment"monitoring"automatic"station"are"clarified."Based"on"uninterrupted"power"supply，"the"specific"configuration"scheme"and"core"principles"of"the"Uninterruptible"Power"System"（UPS）"are"analyzed."Combined"with"specific"cases，"the"operational"logic"and"planning"scheme"of"the"power"supply"system"of"the"radiation"environment"monitoring"automatic"station"are"clarified，"and"diversified"maintenance"policies"are"proposed"to"ensure"the"stable"operation"of"the"power"supply"of"the"radiation"environment"monitoring"automatic"station.Key"Words："Radiation"environment"monitoring;"Automatic"station;"Power"supply"system;"Configuration"plan

核資源的廣泛利用是我國能源體系中的重要組成部分，而核安全也成了成為人們關注的重點內容，輻射環境自動監測站的全方位設置，能夠準確地為人們提供環境輻射監測結果，對嚴格把控輻射水平有一定促進作用。基于此，從理論分析與文獻研究的層面出發，結合不間斷供電系統的具體運行原理以及配置情況展開分析，明確具體運維方向和細節，能夠為輻射環境監測自動站的穩定運行提供良好保障。

1輻射環境監測自動站的投產背景與運行需求

核資源的廣泛利用能夠為我國能源體系的升級、國家安全管理提供新的途徑，但隨之而來的核輻射也成了生態環境管理與能源管理的重點內容。目前，國防科工局、國家能源局等部門針對核資源的使用情況進行了深入研究，并且聯合發布了《核安全與放射性污染防治“十三五”規劃及2025年遠景目標》，其中明確了我國輻射環境監測的重點，強調了發展至2025年，輻射環境自動監測站的數量將突破500個，全面覆蓋地級以上城市[1]。自動站的投產能夠保證輻射環境監測結果的精準性和合理性，更可以確保各個部門及時準確地掌握輻射環境的具體變化水平及相關數據。

2輻射環境監測自動站供電系統的典型技術

2.1核心原理

不間斷供電系統（Uninterruptable"Power"System，UPS）中增加了蓄電池和負載檢測體系，蓄電池按照常規的電能儲蓄和供電的方式為系統提供電源，而UPS電源著重針對供電期間產生的一系列故障或影響因素進行調控，例如：在供電系統出現了斷電、電源干擾波動、電壓下降、電源浪涌等情況時，可以解決故障對前端設備造成的不同類型危害，保證系統的穩定運行，提升供電的安全性和穩定性。

2.2基礎供電類型

2.2.1后備式UPS供電系統

該種工件系統又被稱為非在線式不間斷電源，在出現緊急停電等一系列故障時，能夠起到代替供電的作用。從線路規劃的角度來講，市政線路直接為設備的運行提供電能，同時另外規劃1條線路，為UPS中的蓄電池進行供電，若外界線路出現了斷電或者其他的故障問題，UPS系統中的開關自動調控技術會及時切斷市政供電回路，轉而由蓄電池進行供電，詳細的運行結構如圖1所示。

因此，該種供電方式通常僅應用在市政供電故障或停電的情況下，系統自動啟動之后會由蓄電池進行供電，而當市政供電正常運行后，UPS系統中的自動調節技術，又會切斷蓄電池供電，轉由市政線路進行繼續供電，而蓄電池將轉換到充電狀態。

2.2.2在線式UPS供電系統

在線式UPS供電系統起到了電流中轉站的作用，將市政供電引入UPS系統中，經過UPS系統進行分流向外進行供電[2]。從結構上來看，市政供電系統和設備所需的供電系統是分隔開的，無須直接對設備或者生產線進行直接供電。市政供電首先進入UPS中，在UPS系統中進行直流電的轉換，然后進行分流，一路直接給設備或生產線進行供電，此時會輸出交流電；另一路給UPS蓄電池進行充電。當外部供電系統恢復正常時，蓄電池會直接轉換成充電狀態，同樣由自動調控開關控制。

3自動站UPS供電系統配置和運行

結合上文所述的UPS供電系統的運行分類來看，在線式UPS供電系統更適合輻射環境監測自動站的運行需求，能夠為自動站的日常監測提供穩定全時段的供電方案。

3.1供電系統的配置情況

圖2為某地的輻射環境監測自動站的供電系統規劃情況圖，其中涉及高氣壓電離室、數據采集終端、UPS系統3個主體結構。高氣壓電離室配置了高性能的電池，可以結合具體的供電情況以及電池參數進行檢測和預警，保證供電穩定。數據采集終端中設置了多個數據采集端口，可以針對高氣壓電離室、UPS、靜態轉換開關（Static"Transfer"Switch，STS）進行全時段的數據信息的采集，通過數據分析能夠了解當前的供電運行情況，以及下一階段的運行需求，保證及時進行供電模式的調整[3]。UPS直接接受市政線路的供電，輸出端和STS輸入端進行對接，在穩定供電的同時，可以給蓄電池進行充電，并且實時監測蓄電池的充電參數與電池的狀態，利用UPS串行接口，將數據輸送到數據采集端。在這個過程中，為了保證UPS本身不出現故障，或在出現故障之后整體系統依舊可以穩定運行，市政輸電線路不僅直接為UPS進行供電，也額外分出一條線路對STS系統進行供電，繞開了UPS提供額外的供電線路。這是對原有在線式UPS供電系統進行調整和優化之后的決定，能夠保證供電的穩定性和安全性。

3.2供電系統的實際應用邏輯

首先，在該系統投入生產運行后，數據采集終端會實時獲取UPS、STS、高氣壓電離室給出的各項數據信息，對整體供電情況進行全時間段的檢測，若檢測到市政供電中斷時，UPS電池進行供電，保證在斷電期間提供穩定的供電服務，確保自動站的各項監測業務能夠維持穩定狀態。

其次，若STS出現故障，高氣壓電離式的電池會為高氣壓電離室自身的運行送電，保證高氣壓電離是自身的運行穩定性，此時，數據采集終端會因與STS系統之間出現中斷而停止工作，遠端服務器作為遠程監測的主體會判斷供電系統的運維狀態，單故障檢測為STS故障時，因為系統會發出告警，通知維修人員進行維護。當STS故障解除之后，數據采集終端和STS之間的信息進行了轉換，系統會判定STS投入使用，整體系統切換回正常的工作狀態[4]。

4自動站供電系統的日常運維方案

4.1落實好階段性的檢修

對于自動站系統的運行環境進行檢測，保證溫濕度調控合理，無電磁干擾、無靜電干擾，每一次檢查都需要生成對應的檢修記錄，尤其針對檢修期間出現的故障問題，要做好故障原因分析、狀態分析與檢修方案的確定。

4.2落實防雷管控工作創新

相關調查顯示，自動站的供電系統故障有絕大部分的原因來源于雷擊災害，導致電壓過載，從而影響了設備的運行穩定性，因此落實好防雷工作，是自動站日常運維管理中的重點工作。從供電系統自身配置的角度來看，要選擇符合標準的接地電阻，做好引雷作業[5]。

4.3落實基礎設備的維護

在日常維護的過程中，要嚴格按照具體的操作規程進行設備性能的檢修，主機需要在空載狀態下啟動，避免錯誤啟動帶來的性能沖擊。及時檢修主機部分的開關、器件是否出現損壞、性能下降、老化等情況針對主機荷載、功率與負載功率進行檢測，確保二者全面匹配。其標準為負載功率需要確定為荷載功率的70%左右，誤差控制在10%以內。

5結語

綜上所述，輻射環境監測自動站的運行對我國輻射環境水平的管理有著極強的促進作用，為了保證監測結果的精準性和科學性，必須為自動站提供可靠、穩定的供電體系。本文提出了在線式UPS供電模式，并在原有的基礎上新增了3套備用方案，能夠實現多元化轉換，可以為自動站的日常運維提供安全、穩定的供電服務，同時配合精細化的管理體系與運維手段，保證穩定供電，以此來提升輻射環境監測的精準性。

參考文獻

[1]"楊鵬.電力調度控制中心高可靠性UPS電源系統設計探討[J].電氣時代，2023（11）：78-82.

[2]張倩，王俊俊.UPS在醫療建筑中的應用[J].現代建筑電氣，2023，14（6）：5-8.[3]駱云飛.國控大氣輻射環境自動監測站輻射監測模型的研究[D].杭州：浙江大學，2020.

[4]趙俊，王侃，朱一昊，等.輻射環境空氣自動監測站故障及處理[J].環境與發展，2020，32（9）：158-159.

[5]譚偉洋.江蘇省城市放射性廢物庫環境輻射特征研究[D].南京：南京理工大學，2022.