泄水闸监控系统防雷改造分析

李林

【摘要】 本文以我国南方某水利枢纽工程的泄水闸监控系统的防雷改造之相关问题展开了简要的分析，其中涉及了发展现状以及改良策略等内容，仅供参考。

【关键词】泄水闸；监控系统；防雷改造；简明分析

水利枢纽建筑，以及水利发电站的泄水闸装置附属的监控系统，其防雷改造问题已经引起了相关领域技术人员的密切关注，本文将以我国南方某水利枢纽装置附属的水电站，作为研究对象，简要阐述其泄水闸防雷改造工程的相关技术问题，意图为我国水电站，以及水利枢纽工程相关领域技术工作者的工作实践行为提供借鉴范本。

本文中所选定的水利枢纽工程，位于我国广西省境内古顶水电站，其工程建设的主体部分以防洪功用为主，兼具航运、发电、水资源调配以及生态环境改良等多重功用，整体工程共计包含22孔拥有泄洪功能的弧形闸门，且整体性的泄洪建筑设备完全实现了计算及系统背景之下的技术控制组件建设目标。

一、泄水闸监控系统防雷组件的原有结构分析

本工程配备的泄水闸监控系统的防雷組件依照分层分布式结构完成具体建造过程，其系统主要由集中控制技术单元与现地控制技术单元两个基本部分构成。

集中控制技术单元，主要功能是实施水电枢纽作业任务现场的相关技术设备的检测显示、控制、报警、运行控制以及数据报表的处理以及打印操作。

现地控制技术单元（LCU），其中主要包含22台独立安装的PLC控制系统设备，其中有22台PLC设备，分别对工程中涉及的22孔弧形闸门的设计功能进行运行状态监控，剩余的一台公用PLC设备，则被应用于对深井泵、供配电设备系统等公用性设备技术系统实施控。现地22孔泄洪闸门与公用PLC设备系统基于总线控制器（GBC）设备组件共同构成Genius网络，并利用专门性的信息通信技术模块，完成与上位机之间的信息通讯行为。

二、Genius网络技术系统的基本使用功能

22台用于弧形闸门监控功用的PLC设备与公用PLC设备，利用电缆结构实现串型连接，构成现地式Genius网络技术系统，上位机形成和实时发布的各式技术作业指令以及各个弧形闸门的实时性运行监测数据通过这一网络技术结构实现实时性的交换与传输，实现对整套水利枢纽系统的运行状态监控目标。

三、系统原有的防雷措施分析

在这套水利枢纽技术系统的初始建设阶段，仅仅对系统中实际装配的各台PLC技术设备的电源结构组件的电源连接结构实施了防雷措施的技术性实践考量，并在每一台PLC设备的电源组件结构部分，分别连接安装了专门性的防雷击模块，同时，在安装技术环节，切实实现了防雷技术模块的良好接地状态控制目标。

四、实施泄水闸监控系统防雷改造工作的必要性简析

本文中所选取的水利枢纽工程，其建设区位隶属于我国南方的某个强雷区，根据历史资料记载，这一地域，每年平均出现的雷暴天气的总天数可以达到90天以上。尤其在春夏季节，由于雷暴天气的频繁出现，经常会引致各类电气设备出现一定程度的损坏现象。源于泄水闸结构本身安装于水利工程项目的水面区位，进而潜在性地提高了泄水闸监控系统遭遇雷击破坏的几率。事实上，这套水利枢纽系统安装的泄水闸监控系统，在投入运营之后的很短时间之内，就出现了在雷暴天气环境下的运行故障问题，其主要的表现形式为：现地控制技术单元中PLC设备系统的Genius网络通讯组件因雷击而出现损坏，导致通信技术系统中出现数据通信信息的中断现象，导致上位机因出现黑屏状态而无法实现对相关技术设备的有效监控工作目标，这里将本水利枢纽工程泄水闸监控技术系统实施改造之前的最近五年的因雷击而发生损坏的技术模块数量列表揭示如下：

上述情况的发生，不仅给水利枢纽工程系统安全行洪目标的顺利实现，带来了较为严重的安全隐患，而且对这个水利枢纽工程系统的各项设计功用的顺利发挥带来的比较明显的阻碍作用，而且，因雷击而导致的技术模块的大量损坏，在一定程度上也提高了整套水利枢纽工程系统的运营成本水平，造成了一定程度的经济性损失。

在这样的技术发展背景之下，为了较为充分地规避雷击天气现象对闸门监控系统隶属的Genius网络正常工作状态造成的影响，确保水利枢纽工程系统预期的设计功用的正常发挥，必须实施有针对性的防雷技术改造实践行为。

五、泄水闸监控系统的防雷击改造方案简析

（一）技术系统极易遭受雷击破坏现象的原因简析

源于本水利工程在原始的设计安装过程中，仅仅单纯性地考虑了电源连接组件结构的防雷设计环节，导致整体化的.Genius网络总线结构基本上未能实现对防雷技术措施以及相关组件的安装和使用。由于系统中所有的PLC系统结构均是由电缆结构以串联的形式实现彼此连接，导致系统中实际使用的电缆长度已经超过了215m，一旦出现雷电天气现象，极易出现较强状态的感应雷过电压，而电缆本身会引起具备的良好导电性成为电流传导组件，进而对相关的技术设备造成较为严重的损坏。

（二）光电转换器技术故障的应急措施

由于水利枢纽系统中的闸门通信设备采用单点串联的形式，实现彼此之间的连接结构，一旦某台光电转换器发生技术性或者是运行故障现象，极易导致后续闸门运行过程中感知到的技术信号无法通过故障设备直接送达上位机，导致技术人员在监测系统的运行状态的过程中出现明显的偏差。

在这样的技术背景下，应当在光电转换器光纤连接口旁配备适当数量的ST接口转接器。在光电转换器出现故障时，使用转换装置实现连接结构的跳转操作，保证系统中通信技术功能的顺利运行。

（三）光电转换器的电源保障手段

光电转换器是改造工程完成后，对系统的通信功用目标实现保障的重要性设备功能组件，因而，其电源结构具备较为充分的可靠性特征，不会因为常见的闸门检修等缘由而导致光电转换器出现失电现象。为了扎实保障单台闸门断电之后，其他的PLC系统设备之内的光纤转换器仍能在良好的带电状态下保持良好而稳定的工作状态，应当对所有的光电转换器增加一路直流电源，并将其直接连接在光电转换器的备用电源输入端口。

结束语

泄水闸监控系统的防雷改造问题，是我国水利工程施工与运行技术领域的相关工作人员密切关注的一个基本问题，本文以我国南方某水利枢纽工程为阐述对象，对这一问题展开了简要分析，以供参考。

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