辐射环境监测自动站供电系统配置及维护

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摘要：随着核资源的广泛利用，核安全也越来越受到人们的关注，在新的安全形势下，国家布设了大量在线辐射环境监测自动站，以获得及时准确的辐射环境水平。为了获得连续及时的实时监测数据，对辐射监测自动站运行稳定性提出了更高的要求，而自动站供电系统是影响自动站稳定运行的重要因素。基于此，本文从自动站供电系统入手，主要对自动监测站供电系统在实际中的应用及运维情况进行分析和讨论，以更好地保障监测自动站的供电安全和稳定运行。

关键词：辐射环境监测自动站；供电系统；应用；运维

生态环境部、国家能源局、国防科工局等联合的《核安全与放射性污染防治“十三五”规划及2025年远景目标》提到至“十三五”末，全国的国控辐射环境自动监测站点将达到500个，国家辐射环境质量监测网覆盖全国地级以上城市。大量辐射环境监测自动站投入使用后，为确保辐射环境监测自动站安全、可靠、稳定运行，最大限度发挥辐射环境自动站实时监测作用，使环境保护部门能及时、准确、完整地掌握实时辐射环境监测数据[1]，对监测自动站运维工作提出了更高的要求。而自动站供电系统作为监测自动站能源基础，一旦出现故障将会导致各个环节出现停滞，甚至引起大面积瘫痪，造成监测子站无法连续运行。因此相关技术人员对于监测自动站电源系统选择和运维高度重视。

1自动站供电系统配置及架构介绍

供电系统通常采用单总线UPS供电系统。电源监控系统应具备对市电输入、UPS供电系统、直流供电状态监视和告警功能；应具备对UPS蓄电池组、设备内置电池性能等参数监视功能。图1为连云港市新浦辐射环境监测自动站选择的供电系统基本架构图。高气压电离室内部配置电池，具备对供电及电池参数推送功能；UPS具备电源及电池参数推送功能，STS具备输入项参数推送功能；数据采集终端可接收3路推送数据，并可进行数据分析处理，同时可推送1路数据至远端服务器，远端服务器具备数据进行再分析、存储及处理。高气压电离室配置内置电池、RS232串行数据接口和TCP/IP接口可推送电池及供电参数；UPS具备RS232串行数据接口，接口可推送电池及供电参数；STS具备两路输入和RS232串行数据接口，接口可推送两路输入运行参数；数据采集终端包括一路网口和三路串行接口，并具备存储采集数据并对数据进行判断，远端服务器同时采集来自数据采集终端数据并存储采集数据。高气压电离室供电来自STS输出，在供电正常的情况下同时给其内置电池充电，并通过TCP/IP接口将充电参数及电池状态数据推送至数据采集终端。UPS供电输入来自市电，输出连接至STS输入端，市电给UPS供电的同时给其后背电池充电，并将充电参数及电池状态数据通过UPS串行（RS232）接口推送至数据采集终端。STS供电输入为两路，一路来自市电，一路来自UPS，STS输出供电给高气压电离室和数据采集终端，并将两路输入状态参数通过STS串行（RS232）接口推送至数据采集终端。

2自动站供电系统实际应用

数据采集终端接收来自STS、UPS、高气压电离室电源参数数据，每1分钟对数据进行分析处理，并将分析结果实时传输至远端服务器。市电正常是STS输出保持在UPS供电，因为其输出电压波形稳定，当市电中断时，UPS后背电池开始供电，保障正常供电，同时STS会将切换参数推送至数据终端，数据终端将结果传输至运维系统，运维系统发出告警信息，当市电恢复后，STS会将输入参数告知服务器，并通知运维系统，故障解除。当UPS故障时，STS会自动将输出切换为市电路，并将切换参数推送至数据终端，数据终端将结果传输至运维系统，运维系统发出告警信息，UPS故障恢复后，STS会将输入参数告知服务器，并通知运维系统，故障解除。当STS出现故障后，高气压电离室内置电池会为高气压电离室持续供电，保证高气压电离室工作正常，数采终端会工作异常（停止工作），远端服务器可通过判断数据连续性，得出STS故障结论，并通知运维系统发出告警信息，STS恢复正常后，会将输入参数告知服务器，并通知运维系统，故障解除。通过三重保障（高气压电离室内部供电系统、STS转换系统、UPS）可保障高气压电离室数据采集系统持续供电，并通过3路运行参数，让故障判断更为具体化，例如STS工作正常，而高气压电离室供电异常，可准确判断STS与高气压电离室间，供电线路存在异常。

3自动站供电系统运维

3.1定期对自动组供电系统各单元运行参数进行检查

根据供电系统各单元的故障频次确定巡检周期，定期安排运维人员对各单元运行参数进行检查。检查内容主要包括有无异物阻塞设备风冷通道、有无导线裸露或接触不良，对供电系统安置环境严格管控，使其温度、湿度保持在合理范围内。对巡检查过程作详细记录，特别是出现故障时对故障状态详细描述，为后续运维总结分析奠定基础。

3.2做好防雷工作

统计数据资料表明，80%以上的雷害事故都是因为与系统相连的供电单元上感应的雷电冲击过电压造成的，因此，做好供电系统的防护是整体防雷中不容忽视的一环。供电系统对雷击浪涌极为敏感，为了保障供电系统的正常运行，必须保证符合相关标准的足够小的接地电阻，同时为供电系统各个重要链路数据接口配备性能卓越的信号避雷器，以保障供电系统在极端环境下正常运行。

3.3UPS主机维护

（1）严格按操作规程进行操作，主机必须在空载状态下启动，避免带负载启动，主机启动后对负载逐一加载，循序先重负载后轻负载原则，否则容易形成冲击电流过大，导致瞬态过载，造成UPS主机部分开关器件不可逆损坏；（2）对主机荷载功率及实际负载功率进行精准匹配，一般实际负载功率控制在荷载功率的60%~80%以内；（3）负载类型上，UPS主机避免存在感性负载，防止其在开关瞬间产生反电动势电压，造成主机元器件击穿，减少设备使用寿命。

3.4UPS后背电池组及设备内置电池日常维护

日常巡查详细记录电池运行参数，如温度、电压等，查看其外观是否存在漏液、短路隐患等现象；定期对电池进行放电时间检查，确保其满足后背需求，并对电池内阻进行测量，绘制内阻变化曲线图，分析内阻变化趋势；需要注意的是新旧电池不能混用，这是因为新旧电池内阻存在差异，容易发生充电不均，导致电池寿命大为缩短；电池组要避免过充或过放故障发生，过充或过放均会使电池寿命大打折扣。

3.5备件齐全充足

根据日常巡检和故障统计，配备充足备件；做好备品备件使用和故障分析并做好下年备品备件预算；建立健全备品备件管理制度[1]。

4结语

辐射环境监测自动站是国家掌握全国辐射环境水平的重要技术手段，供电系统是辐射环境监测自动站正常运行的能源保障。选择合理、可靠的供电架构是保证监测自动站供电系统平稳运行的前提，同时日常对供电系统的巡检、运维也极为重要。总之，辐射环境监测自动站是一个较大的系统，只有供电系统的合理配置与巡检制度的严格执行，才能保障自动站的安全可靠运行。

参考文献

[1]钮云龙,杨维耿,王侃,章昕欲,昌维希,赵俊.全国辐射环境自动监测站运行维护及工作规划[J].辐射防护通讯,2016,36(06):21-25+29.

[2]王林兵,何湘宁.UPS的分类、关键技术分析与发展动态预测[J].电工技术杂志,2003(10):21-24.

[3]李道本.数据中心UPS交流电源接入方案的探讨[J].电气应用,2018,37(17):58-64.

[4]王泽德泓.浅谈不间断电源UPS原理及其维护检修[J].数字传媒研究,2015,32(06):88-91.

作者:曹鹏涛 卞兆娥 单位:连云港辐射环境监测管理站