關于中小型水閘遠程控制安全措施的探討

梁 意

（梅州市梅州大堤管理處，廣東 梅州 514000）

0 前言

中小型水閘承擔著防洪排澇、調流引水等重要責任，為了加快中小型水閘安全遠程控制目標的實現，需要根據水閘實際運行情況對存在的安全風險進行分析總結，制定適合的安全控制措施，避免安全問題影響水閘的正常運行。同時，水利部門要結合安全生產標準化、水利工程精細化管理目標，做好中小型水閘日常運行管理工作，盡量避免出現安全事故。

1 中小型水閘遠程控制安全問題

1.1 水閘無法按照指令停止

中小型水閘在接收到遠程控制指令后，無法按照遠程控制指令進行操作，導致水閘無法遠程控制開啟或停止。工作人員在傳輸開啟或者是停止指令的過程中，出現網絡中斷、通信中斷等故障問題時，就會導致水閘無法接收遠程控制指令，如果該故障問題出現后，保護措施無法正常進行，會造成較為嚴重的后果[1]。

1.2 水閘運行過程中存在異物

中小型水閘運行中遇到異物卡阻，會造成水閘無法按照遠程控制指令正常運行。如果水閘運行中出現較大的固體垃圾或者是較大漂浮物，會阻礙水閘的正常升降，短時間內未能采取安全措施對其及時進行處理，會導致閘門出現超載的情況。如果卷揚機中出現異物卡頓，會導致鋼絲繩過載斷裂的情況發生。如果是螺桿啟閉機出現異物卡頓，會因為過載導致螺桿彎曲或者是出現閘門基座變形的情況發生。

1.3 限位傳感器不靈敏

中小型水閘運行過程中會出現限位傳感器無法正常運轉的情況，屬于中小型水閘運行故障問題。限位傳感器在水閘運行過程中的主要起到保護作用，如果閘門上升過程中限位傳感器出現故障問題，會導致閘門鋼絲繩或者是閘門沖頂損壞基座，閘門下降過程中可能會出現限位傳感器出現問題，會導致鋼絲繩纏繞、螺桿頂彎等情況。

1.4 閘位儀失靈

閘位儀失靈后會到導致遠控制系統無法對水閘閘門開度數據進行監測，經常會出現誤判或者是閘門開關超出限制的情況。

1.5 電氣故障

電氣故障也是水閘運行過程中常見故障問題，如電壓過大、電流承載過大等問題。如果電壓過大，會導致水閘缺少運行動力，無法支撐卷揚機上升。電流過載會導致電機損壞，嚴重時會引發火災問題[2]。

2 中小型水閘遠程控制安全措施

2.1 傳感器雙重保護

中小型水閘閘門中的上限位傳感器、下限位傳感器應作為獨立的系統，并且上限位傳感器和下限位傳感器信號應區別設置，并將信號設置為容許工作限制，遠程控制過程中只要發送上限位開關信號指令，系統會直接連鎖切斷下降動作，下降過程中發送下限位開關信號指令，系統直接切斷上升動作，執行信號指令，能夠避免傳感器無法按照信號指令運行的問題。

2.2 閘門卡阻保護

中小型水閘閘門在運行的過程中，會按照遠程控制系統設定掃描周期對閘門開度值進行掃描，完成掃描后將開度值與上周期開度值進行比較，從而得出開度值之間的數值差。如果連續三個掃描周期開度值與設定值比較小，說明閘門存在異物卡阻的情況，系統會自動對閘門進行鎖停，并進行警報通知工作人員進行故障檢查，使閘門能夠正常運行。閘門卡阻保護設計過程中如果投入和控制選項，可以根據實際情況選擇，如果閘門傳感器出現緊急故障，需要快速關閉水閘，工作人員可以選擇退出選項，解除卡阻保護功能，使水閘能夠及時停止運行。

2.3 閘位信號斷線檢測機制

中小型水閘運行過程中如果出現失靈的情況，閘位信號斷線等問題，遠程控制系統能夠對信號斷線問題進行計算，系統確定出現故障問題后，會發出停止閘門運行的指令，并發揮故障報警使工作人員立即排查安全故障。對閘位信號模擬量值判斷過程中，如確定閘位值在正常范圍內的，說明不存在故障問題，閘位值主要用于通道故障報警，終止閘門控制以及進行閘位信號斷線檢測。

2.4 運行超時保護

中小型水閘運行中應設計運行超時保護系統。水閘接收到開啟、關閉指令后，對上限和下限傳感器運行路線進行判斷，根據開啟、關閉速度計算出運行時間。運行超時保護啟動后如果超出運行時間，關閉閘門，發出報警信號，減少限位傳感器失靈的情況出現[3]。

2.5 閉氣機電氣量保護

傳統水閘開啟、關閉設備都為熱繼電器，其主要原因是熱繼電器靈敏度不高，運行時間較長，如果出現電機卡阻的問題，切斷電機回路，會出現閥門沖頂安全故障。為了能夠實現對開啟、關閉設備的有效保護，應在電氣回路中安裝電氣量采集元件，并監測設備在運行過程中的電流繼電保護設置為二段式。水閘閘門啟動過程中電流保護值會達到較高的水平，對電機工作時間進行記錄。閘門啟動過程的電流數值高于保護值說明閘門存在故障問題。電機啟動時間過長會造成電動過熱，當測量到的實際啟動時間超過整定的允許啟動時間時，啟動時間過長保護動作而跳閘。同時會自動進行低電流保護，使閘門能夠正常關閉、開啟，閘門停止運行之后應發出報警信號。

3 中小型水閘運行管理措施

3.1 推進中小型水閘安全運行

中小型水閘運行管理過程中，應全面落實水閘安全管理責任制度，確定中、小型水庫責任人名單，并向水利部門上報備案，如果發現遠程控制安全問題，可及時尋找責任人解決。明確水閘地方政府防汛責任和主管部門安全監督責任，并進行中小型水閘防汛責任人培訓，減少中小型水閘在運行過程中存在的安全問題。汛期來臨前，應對水閘安全運行情況進行檢查，及時發現安全隱患并采取措施進行治理。制定水閘控制運用計劃，并加強水閘遠程控制的培訓和演練，汛期中能夠實現對水閘的有效控制，達到防洪排澇的目的[4]。對中小型水閘進行日常巡檢、維修養護和安全監測，并對中小型水閘安全性進行鑒定，按照規定日期完成中小型水閘安全鑒定任務。中小型水閘責任部門可制定遠程控制安全風險監督檢查手冊以及安全問題清單，對中小型水閘容易出現安全問題的區域進行專項檢查，如果發現問題及時采取措施進行整改，保證中小型水閘能夠正常運行[5]。

3.2 數字助力中小型水閘運行管理

水利部門可以將中小型水閘信息系統與水庫系統、堤防系統進行整合，使中小型水閘信息管理系統優化升級，實現全國中小型水閘互聯互通，通過信息系統能夠實現防汛抗旱信息共享，中小型水閘責任部門可通過系統進行安全問題交流，為遠程控制安全水平提升助力。鼓勵中小型水閘在遠程控制系統中逐漸融入大數據、人工智能等多項信息技術，保證中小型水閘能夠安全穩定運行，使水利工程運行管理信息水平獲得提升。實現數據信息填報、審核等流程規范化，提高數據質量的同時，也可以避免數據丟失，對于信息數據應填寫詳細，避免出現數據模糊不清的情況，并建設中小型水閘質量管理制度，做好信息數據質量檢查工作。中小型水閘管理過程中要做好水閘遠程觀測工作，并收集水閘運行信息，對于水閘遠程控制過程中可能存在的安全問題進行分析，對于安全問題及時發現及時解決，從源頭上解決遠程控制的安全問題。定期對遠程控制系統進行優化，并根據實際需要對系統進行升級處理，保證水閘能夠正常運轉，降低安全故障發生概率。

3.3 全面推進中小型水閘標準化

中小型水閘行政主管部門以及相關管理機構，應完善中小型水閘所在地區標準化制度管理體系，形成遠程控制常態化工作機制。按照水利部門印發的中小型水閘標準化管理手冊作為推進中小型水閘標準化建設的模板，認真履行上述要求，使中小型水閘運行管理工作向著標準化發展，也可規范遠程控制工作流程和工作內容。主管部門和管理機構應根據中小型水閘標準化發展情況制定合適的實施方案，制定年度計劃，加快標準化建設的落實[6]。

3.4 健全中小型水閘運行管理體制機制法治

根據水利部門印發的《水閘運行管理辦法》開展中小型水閘的云頂管理工作，并利用遠程控制系統對中小型水閘進行安全監測，各個中小型水閘主管部門應結合實際運行需要，建立地方性運行法規制度和技術標準，保證中小型水閘能夠安全穩定運行。不同的中小水閘管理機構應堅持流域系統觀念，加強中小型水閘運行管理鏈條，實現對運行各個環節的有效的監控，保證目標任務能夠全面落實，使中小型水閘能夠安全穩定運行。

4 結語

綜上所述，對于中小型水閘可能出現的遠程控制安全風險問題進行分析，制定針對性解決措施，做好遠程控制安全保護措施，降低中小型水閘安全故障的概率，并落實中小型水閘運行管理措施，為遠程控制安全提供保障。隨著現代信息技術水平的不斷提升，人工智能、大數據等信息技術逐漸在各個領域中滲透，想要推進中小型水閘向著信息化、智能化的方向發展，必須強化中小型遠程控制系統建設，實現對中小型水閘遠程控制，并落實安全保護措施，減少中小型遠程控制中存在安全隱患。只有在實現安全目標的基礎上，才能夠使中小型水閘保持高效、安全、穩定的狀態運行，才可以減少安全事故的發生。