核基地地質(zhì)安全圍巖動(dòng)力監(jiān)測系統(tǒng)供電與傳輸網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、由于我國特殊的歷史原因，我國各地分布著較多的大型核設(shè)施，同時(shí)在我國核工業(yè)迅速發(fā)展的同時(shí)，也形成了數(shù)量較大的核廢料地下處置庫，其大部分采用地下水泥填埋場的方式進(jìn)行廢物處置，通常情況下其周邊的地質(zhì)環(huán)境均較為復(fù)雜，由于技術(shù)手段的不成熟，在現(xiàn)今已經(jīng)形成的地下洞庫方面亦無相應(yīng)的地質(zhì)安全評(píng)估體系，尤其是國內(nèi)少數(shù)區(qū)域例如在西南山區(qū)及沿海核電站分布著較多的地下核設(shè)施及核廢料處置庫，地震頻發(fā)也導(dǎo)致了其存在核泄漏等諸多不安全因素。因此通過圍巖動(dòng)力監(jiān)測獲取各

2、類地震波來實(shí)現(xiàn)對(duì)核基地地質(zhì)安全的評(píng)估和預(yù)警。針對(duì)核基地地質(zhì)安全的監(jiān)測評(píng)估，主要借助于常規(guī)地震勘探設(shè)備的采集方法，但微破裂的信號(hào)更弱，因此對(duì)采集設(shè)備的性能要求較高，系統(tǒng)的覆蓋規(guī)模更加靈活，同時(shí)也結(jié)合了當(dāng)前新興的微地震監(jiān)測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種惡劣條件下的核地質(zhì)安全監(jiān)測。
　　在復(fù)雜多變的核基地環(huán)境中，大規(guī)模地震系統(tǒng)的供電管理也越來越復(fù)雜，供電系統(tǒng)的可靠性隨著規(guī)模的提升引入諸多不利因素;規(guī)模提升的同時(shí)，還伴隨著地震數(shù)據(jù)采集的高分辨率、高采樣

3、率帶來大量數(shù)據(jù)的傳輸任務(wù)，在保障傳輸網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠的前提下實(shí)現(xiàn)對(duì)地震數(shù)據(jù)的高速傳輸是必須著手解決的技術(shù)難題，大規(guī)?？碧竭€伴隨著系統(tǒng)設(shè)備在野外的施工布線和網(wǎng)絡(luò)組建的難度增加，尤其是在勘探環(huán)境復(fù)雜惡劣的條件下更影響系統(tǒng)的野外適應(yīng)能力。因此供電系統(tǒng)的高效管理、穩(wěn)定可靠性強(qiáng)和適應(yīng)性強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)地震采集系統(tǒng)大規(guī)?？碧降年P(guān)鍵技術(shù)保障，也是當(dāng)前大規(guī)模地震系統(tǒng)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展前進(jìn)道路上必須解決的技術(shù)難點(diǎn)。針對(duì)以上問題，需要進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)技術(shù)解決

4、方案，以保障系統(tǒng)的供電與傳輸網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定高效運(yùn)行。
　　系統(tǒng)的供電采用分布式電源供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的遠(yuǎn)程監(jiān)測、配置與控制，由電源系統(tǒng)功耗和穩(wěn)定性分析著手，結(jié)合電源的帶負(fù)載能力和功耗的測試分析結(jié)果，給出相應(yīng)的技術(shù)解決方案和功能電路實(shí)現(xiàn);為保障地震檢波器采集信號(hào)的高質(zhì)量，通過實(shí)驗(yàn)測試分析，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)滿足供電要求的電源組合濾波方案和電路。在系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的重要設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)在野外復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)、傳輸可

5、靠、組網(wǎng)靈活的大型地震勘探系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)，以及在此系統(tǒng)下的大量采集設(shè)備和震源觸發(fā)的同步裝置設(shè)計(jì);實(shí)現(xiàn)了各個(gè)設(shè)備上用于網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的有線和無線通信接口電路，并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)具有IP地址自動(dòng)配置的RS485通信網(wǎng)絡(luò)。
　　通過以上技術(shù)設(shè)計(jì)方案解決或改善系統(tǒng)中相應(yīng)的實(shí)際問題，采用具有冗余保障設(shè)計(jì)的電源站電能輸入接口，實(shí)現(xiàn)兩級(jí)電源備份，并將太陽能充電系統(tǒng)有機(jī)整合到供電系統(tǒng)中;在系統(tǒng)采用電源站逐級(jí)感應(yīng)上電方案實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)穩(wěn)定的自動(dòng)接入電源過程;在供電系統(tǒng)

6、和站點(diǎn)設(shè)備內(nèi)預(yù)設(shè)相應(yīng)功耗管理邏輯，運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)低功耗優(yōu)化管理;網(wǎng)絡(luò)化的電源遠(yuǎn)程管理，實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)的智能化決策，通過電源運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測以強(qiáng)化系統(tǒng)查錯(cuò)排障功能。實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量濾波的鐵氧體磁珠+LDO+C組合濾波方案，獲得電源質(zhì)量參數(shù)完全滿足地震數(shù)據(jù)采集需求。與此同時(shí)在傳輸網(wǎng)絡(luò)的研究中，采用了具有三層傳輸網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，由構(gòu)建以太網(wǎng)為傳輸干線、485數(shù)據(jù)采集網(wǎng)為數(shù)據(jù)來源、以及規(guī)模可調(diào)的無線網(wǎng)組成;通過對(duì)設(shè)備的多種標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)通信接口的實(shí)現(xiàn)，增強(qiáng)系

7、統(tǒng)對(duì)各種勘探規(guī)模的組網(wǎng)構(gòu)建能力;構(gòu)建以交叉站配接的無線電臺(tái)作為信號(hào)基站，以帶有無線組網(wǎng)接口的采集站為終端，通過靈活配置檢波器數(shù)量調(diào)整合適的無線網(wǎng)規(guī)模，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)靈活組網(wǎng)能力。
　　總體來說，本文通過當(dāng)前核基地地質(zhì)穩(wěn)定性調(diào)查評(píng)估對(duì)大規(guī)模地震采集系統(tǒng)的需求分析，然后結(jié)合大規(guī)模地震勘探施工的實(shí)際環(huán)境與相應(yīng)的儀器裝備的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)，提出需解決的供電與傳輸網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的技術(shù)難題，提出相應(yīng)技術(shù)解決方案，實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)，以確保大規(guī)模采集系統(tǒng)