68囱魁科技2019年•第5期
◊成都水文水资源勘测局张小勇
水文缆道测流是指利用河道过河缆绳进行流速测验的一种方法，水文缆道测流装置
是进行水文缆道测流所使用的设备仪器的统称；水文测流缆道是一种集微电子、强电以
及强机械动力于一体的混合机电系统，为了促使这种混合机电系统可以安全可靠运行，
避免雷电干扰和损坏，就必须实施防雷避雷设计。本文从水文测流缆道的基本结构形式 出发，水文缆道测流系统中避雷技术进行深入探讨，以充分利用防雷技术为水文测流缆
道系统的安全正常运转提供保障。
水文缆道指的是可以将水文测验仪器传送到测验断面任意指定位置的索道，属于一种水文设备。在水文测验中利用水文缆道测验的方法，称之为水文缆道测流法。我国早在1唯纪50年代就有关于水文缆道测流方法及相关林的研究。水文测流缆道作为水文工作的重点，从20世纪90年代就已经开始了对水文测流
缆道的研究。当前随着测流技术不断发展，机电技术、微电子计算机通讯等科技进步，对防 汛测洪方面不断提出更高要求，在这种趋势下，过去的人工测控已经发展到当前更雄、可靠、脱、方便的全自动ft*文缆道测流。现代信息技术和自动化技术的发展，将水文缆道装置与自动化测量技术进行够结合，对提高水靖道测流精度具有十分重要的意义。水文测流缆道是一种集微电子、强电以及强机械动力于V 的混合机电系统，如此大规模的水文缆道无疑相当于f引雷装置。为了促使这种混合机电系统可以安全可靠运行，避免雷电干扰和损坏，防雷设计十分必要。
1水文测流缆道的基本结构实时监控系统
水文测流缆道的研究表明，水文测流缆道主要由过河缆、铁塔、塔基、测控装置、开关箱、三相四线供电以及绞车构成。按照水文测流缆道悬吊部分方式不同，可以将水文测流缆道分为悬索式缆道、吊箱式缆道、吊船式缆道以及多跨式缆道，对于水文测流缆道的结构选型应该从测站地形、自然环境、断面情况、水位变幅以及取沙方式等方面出发，而对于水文测流缆道的结构形式，必须具备结构牢固、布设合理、运行平稳、定位准确、成
果可靠以及经济安全的特点，只有这样才
能促使水文测流缆道在水文测验工作中充
分发挥作用。
2水文缆道测流系统概述
2.1系统安装与调试
水文缆道测流系统硬件安装简单，两
个不同的模块构成测控部分，故硬件安装
完全可以采取“搭积木”方式叭其中变
频艇行电机调速与转向控制，而控
制器模块进行计算机通信及信号采集工
作。两个高频电台负责完成水下信号收
发，即信号传输完全不通过缆道，只通过
空气辐射完成收发。软件安装调试稍复
杂，一般是按照默认提示短时间内完成。
2.2系统比测率定
一般缆道测控比测率定工作复杂，对
人工需求量大、要求高，在完成比测率定
环节后，还需通过人工进行起点距离修
正，且每一根侧线修正值不同，故而操作
人员在每完成一根侧线修正后，必须将修
正值换算成实际值，换算过作
量大，容易出错。相比之下，应用缆道测
流系统比测率定工作相对简单，对起点距
离的修正无需通过人工测量与换算，直接
ffiMWW歸采集的信号脉冲数与实际距
离输入数据系统，aa相应指令，系统便
可自动完成修正值与实际值之间的换算工
作。
2.3流量测验
应用水文缆道测流系统施测流量，必
须建立程序化的测量过程。预先设计垂
线，点击系统中的开始测流按钮，计算机
便会传达指令给铅鱼完成自动测探与垂线
布置的测速并自动采集信号，将其传输至
控制台。当然上述测速垂线的布设工作也
可以由人工完成，进行半自动作业。
3雷电特性及防护
3.1雷电特性
雷电一般有三种常见的表现形式。①
直击雷，指带点云层与地面某点之间迅猛
短促的放电现象，直击雷威力无比，发生
直击雷的瞬间可产生几万到几百万伏的超
高电压，位于雷电通路的所有物体都会被
烧伤甚至融化，直击雷主要发生在地面凸
起物、露天高架线等；②感应雷，指在直
击雷发生放电过程中，雷电通路周围的金
属物体会因电磁感应而发生变电闪击的现
象，感应雷主要发生在电子电器设备等金
属物体上；③球形雷，指发生在直击雷之
后的种雷电形式，其发生飘忽不定、换
律可循，故而人们对其研究相当有限鷺
3.2雷电防护
雷电的发生会对水利水电建筑及设备
产生巨大危害，必须通过合理有效的手段
尽可能将各种形式的雷电引入大地，做好
雷电疏导、引流、拦截及释放工作。当前
在水文缆道测流系统等水利水电工程中常
用的防雷措施有以下几种：①接闪。通过
安装避雷针（网、带）将直击雷所释放
的强大电能做接收处理，并通过引线直接
引入大地释放；②均压。将水文缆道测流
双极化天线所有设备接地，做等电雌接，在设备遭
受雷击时，通过降低电位差达到防雷的目
的；③拦截。将参数匹配的防雷器连接至
水文缆道测流系统，雷电在到达设备之前
学术研讨69
便可通过防雷器和地网被引入大地释放；
④接地。所有通过接闪、均压与拦截的电流都须馳粗引入大地释放。
4水文缆道测流系统中避雷技术的应用
由于水文测流缆道是一种集微电子、强电以及强机械动力于卡的混合机电系统，这种系统的最大缺陷就是容易受雷电影响，为了确保水文测流缆道可以安全正常运转，就必须实现水文缆道测流系统与雷电技术的有效结合。而对于雷电技术在水文测流缆道中的应用应该从两个方面出发：第一，注意水文测流缆道系统雷电流的引入路径；第二在水文测流缆道建设中对避雷设施的设计与实施，做好各方面工作，为水文测流缆虹程的正常运转提供充分保障。
4.1明确水文测流缆道系统雷电流的引入路径
通过对水文测流缆道基本结构形式的深入研究，可以发现水文测流缆道系统中雷电流的引入路径主要有过河缆、塔架、水文站房、电源线以及各类信号连接线等。因为水文测流缆道非常壮大，一般高达10m以上，长度数百米，而处于水文测流河道核心位置的铁架塔和水泥杆塔架最容易受到雷电打击，是引雷最为严重的结构。在明确水文测流缆道系统雷电流引入路径之后，就可以有针对性的应用避雷技术，根据实际情况选择合适的避雷技术，避免水文测流缆道受雷电流的影响，从而为水文测流缆師量充分保障。
4.2水文缆道测流系统中避雷技术的应用
从水文测流缆道系统雷电流的引入路径研究可知，塔架是最容易遭受雷电打击
的结构，水文站房和电源线是引雷较为严
重的结构。所以，在水文缆道测流系统中
实现对避雷技术的应用，应该从这两个方
面出发。
(1)塔架避雷结构设计与实施。塔
架是水文缆道测流系统中的重要组成部
分，在水文缆道测流系统中引雷最为严重
的结构就是过河缆绳和塔架两个核心部
分。而对于塔架的避雷结构设计，只需要
在塔架的基底埋入几保持塔架
彩喷机
与过河缆绳的良好连接，最大限度减小接
地电阻，就可以实现避雷结构设计的重要
目标。
(2)水文站房和电源线的避雷结构
设计。水文测流缆道系统中水文站房是必
不可少的重要组成部分，但由于水文站房
一般位于荒郊野外，没有专用的避雷设
施，所以容易造成雷电从站房进入，从而
造成水文测流缆道损毁的问题。为了规避
螺杆并联压缩机组这个问题，为水文测流缆道系统安全正常
运行，触、须对多年避雷经验进行研究，
在电源线接入的入口处安装质量良好的四
线空气开关，切勿安装闸刀开关，主要是
因为闸刀开关在雷电天气容易出现跳闸的
现象，不利于水文站房测验工作有序进
行。如果在雷电天气需要使用水文测流缆
道设备，就需要在电源线的位置接入四线
避雷器，增强避雷效果，为水文测流缆道
安全正常运行提供充分的保障。
总之，在水文缆道测流系统中为了避
免雷电影响，确保缆道装置不会被雷电损
毁，就需要鋼有测控观上安装开关，
在不用测控疸的情况下，需要切断一切
进线。避雷地线埋设也是水文缆道测流系
统避雷结构最为常见的形式，主要是因为
水文测流缆道是〜非常复杂的结构，很
多结构都可能引入雷电流，为了避免潜在
威胁，就需要在水文缆道站建设中埋入避
雷地线，对水文缆道测流系统形成保护，
促使水文测流缆道系统可以安全正常运
行，为水文测远作有序开展提供充分保
障，从而真正实现水文缆道应用的重要意
义。
5结语
水文缆道测流系统是水利工程的重要充电器测试系统
组成部分，是一种特殊的水文测验设备，
对水文测验工作有序开展具有重要作用。
水文缆道测流系统防雷避雷的设计十分复
杂且困难，不能局限于依靠某项避雷措施
或某种防雷斛达到防雷妳，必须将避
雷防雷作为一个系统工程，采取整体设
计、多重防范、层层设防的防雷方针，建
立起完善的水文缆道测流防雷避雷体系。
结合工作经验与研究结果，对水靖道测
流系统防雷避雷设计进行相关探讨，具体
到每个测站必须结合工程情况及地质条
件，要选用恰当、行之有效的防雷避雷措
施，以达到更好的避雷效果。
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指导教师：俞爱宗。
(上接53页)剂实现进料状态％具体的工作流程图见图4。
覆盖剂的自动计量系统具有与球化剂的自动计量系统相同的结构和工作原理，并且对称地分布在主导管的左右两侧。为了防止粉末粘附难以出料，储存罐、导入管和主导管均由不锈钢制成。
3结语
本文设计的可计量球化剂投入装置，可以直接计量、压实球化剂与覆盖剂，安全性高，工作环境好。
【参考文献】
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基金项目：2014年江苏省大学生实践创新训练计划项目(项目编号:201813101011Y)o
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