核基地地質安全圍巖動力監(jiān)測系統(tǒng)供電與傳輸網絡關鍵技術研究.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施，同時在我國核工業(yè)迅速發(fā)展的同時，也形成了數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行廢物處置，通常情況下其周邊的地質環(huán)境均較為復雜，由于技術手段的不成熟，在現今已經形成的地下洞庫方面亦無相應的地質安全評估體系，尤其是國內少數區(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施及核廢料處置庫，地震頻發(fā)也導致了其存在核泄漏等諸多不安全因素。因此通過圍巖動力監(jiān)測獲取各

2、類地震波來實現對核基地地質安全的評估和預警。針對核基地地質安全的監(jiān)測評估，主要借助于常規(guī)地震勘探設備的采集方法，但微破裂的信號更弱，因此對采集設備的性能要求較高，系統(tǒng)的覆蓋規(guī)模更加靈活，同時也結合了當前新興的微地震監(jiān)測技術，實現對各種惡劣條件下的核地質安全監(jiān)測。
　　在復雜多變的核基地環(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，還伴隨著地震數據采集的高分辨率、高采樣

3、率帶來大量數據的傳輸任務，在保障傳輸網絡穩(wěn)定可靠的前提下實現對地震數據的高速傳輸是必須著手解決的技術難題，大規(guī)?？碧竭€伴隨著系統(tǒng)設備在野外的施工布線和網絡組建的難度增加，尤其是在勘探環(huán)境復雜惡劣的條件下更影響系統(tǒng)的野外適應能力。因此供電系統(tǒng)的高效管理、穩(wěn)定可靠性強和適應性強的數據傳輸網絡是實現地震采集系統(tǒng)大規(guī)?？碧降年P鍵技術保障，也是當前大規(guī)模地震系統(tǒng)區(qū)域網絡化發(fā)展前進道路上必須解決的技術難點。針對以上問題，需要進行針對性的設計技術解決

4、方案，以保障系統(tǒng)的供電與傳輸網絡的穩(wěn)定高效運行。
　　系統(tǒng)的供電采用分布式電源供電網絡結構、實現電源系統(tǒng)網絡化的遠程監(jiān)測、配置與控制，由電源系統(tǒng)功耗和穩(wěn)定性分析著手，結合電源的帶負載能力和功耗的測試分析結果，給出相應的技術解決方案和功能電路實現;為保障地震檢波器采集信號的高質量，通過實驗測試分析，設計并實現滿足供電要求的電源組合濾波方案和電路。在系統(tǒng)的傳輸網絡構建中，對網絡中的重要設備進行設計，以實現在野外復雜環(huán)境適應力強、傳輸可

5、靠、組網靈活的大型地震勘探系統(tǒng)構架設計，以及在此系統(tǒng)下的大量采集設備和震源觸發(fā)的同步裝置設計;實現了各個設備上用于網絡構建的有線和無線通信接口電路，并設計實現具有IP地址自動配置的RS485通信網絡。
　　通過以上技術設計方案解決或改善系統(tǒng)中相應的實際問題，采用具有冗余保障設計的電源站電能輸入接口，實現兩級電源備份，并將太陽能充電系統(tǒng)有機整合到供電系統(tǒng)中;在系統(tǒng)采用電源站逐級感應上電方案實現了系統(tǒng)穩(wěn)定的自動接入電源過程;在供電系統(tǒng)

6、和站點設備內預設相應功耗管理邏輯，運行中實現對應的動態(tài)低功耗優(yōu)化管理;網絡化的電源遠程管理，實現電源系統(tǒng)的智能化決策，通過電源運行狀態(tài)監(jiān)測以強化系統(tǒng)查錯排障功能。實現了高質量濾波的鐵氧體磁珠+LDO+C組合濾波方案，獲得電源質量參數完全滿足地震數據采集需求。與此同時在傳輸網絡的研究中，采用了具有三層傳輸網絡的結構，由構建以太網為傳輸干線、485數據采集網為數據來源、以及規(guī)?？烧{的無線網組成;通過對設備的多種標準網絡通信接口的實現，增強系

7、統(tǒng)對各種勘探規(guī)模的組網構建能力;構建以交叉站配接的無線電臺作為信號基站，以帶有無線組網接口的采集站為終端，通過靈活配置檢波器數量調整合適的無線網規(guī)模，最終實現系統(tǒng)靈活組網能力。
　　總體來說，本文通過當前核基地地質穩(wěn)定性調查評估對大規(guī)模地震采集系統(tǒng)的需求分析，然后結合大規(guī)模地震勘探施工的實際環(huán)境與相應的儀器裝備的關鍵技術點，提出需解決的供電與傳輸網絡相關的技術難題，提出相應技術解決方案，實現了相應關鍵電路設計，以確保大規(guī)模采集系統(tǒng)