辐射环境监测自动站供电系统的配置及维护研究

摘要：辐射环境监测是我国环境建设和生态文明建设中的重要内容，随之兴起的辐射环境监测自动站则成为辐射环境监测的重点。基于理论分析，明确辐射环境监测自动站的具体运行需求，建立在不间断供电的基础上分析了不间断供电体系（Uninterruptable"Power"System，UPS）的具体配置方案以及核心原理，结合具体的案例，明确了辐射环境监测自动站供电系统的运行逻辑与规划方案，并提出了多元化的维护政策，以保证辐射环境监测自动站的供电稳定运行。

关键词：辐射环境监测"自动站"供电系统"配置方案

Research"on"the"Configuration"and"Maintenance"of"Power"Supply"System"for"Radiation"Environment"Monitoring"Automatic"Station

WANG"Kun"WANG"Zhihai

Shandong"Nuclear"and"Radiation"Safety"Monitoring"Center，"Ji’nan，nbsp;Shandong"Province，"250117"China

Abstract："Radiation"environment"monitoring"is"an"important"content"of"China's"environmental"and"ecological"civilization"construction，"and"the"emerging"automatic"radiation"environment"monitoring"stations"have"become"the"focus"of"radiation"environment"monitoring."Based"on"theoretical"analysis，"the"specific"operational"requirements"of"the"radiation"environment"monitoring"automatic"station"are"clarified."Based"on"uninterrupted"power"supply，"the"specific"configuration"scheme"and"core"principles"of"the"Uninterruptible"Power"System"（UPS）"are"analyzed."Combined"with"specific"cases，"the"operational"logic"and"planning"scheme"of"the"power"supply"system"of"the"radiation"environment"monitoring"automatic"station"are"clarified，"and"diversified"maintenance"policies"are"proposed"to"ensure"the"stable"operation"of"the"power"supply"of"the"radiation"environment"monitoring"automatic"station.Key"Words："Radiation"environment"monitoring;"Automatic"station;"Power"supply"system;"Configuration"plan

核资源的广泛利用是我国能源体系中的重要组成部分，而核安全也成了成为人们关注的重点内容，辐射环境自动监测站的全方位设置，能够准确地为人们提供环境辐射监测结果，对严格把控辐射水平有一定促进作用。基于此，从理论分析与文献研究的层面出发，结合不间断供电系统的具体运行原理以及配置情况展开分析，明确具体运维方向和细节，能够为辐射环境监测自动站的稳定运行提供良好保障。

1辐射环境监测自动站的投产背景与运行需求

核资源的广泛利用能够为我国能源体系的升级、国家安全管理提供新的途径，但随之而来的核辐射也成了生态环境管理与能源管理的重点内容。目前，国防科工局、国家能源局等部门针对核资源的使用情况进行了深入研究，并且联合发布了《核安全与放射性污染防治“十三五”规划及2025年远景目标》，其中明确了我国辐射环境监测的重点，强调了发展至2025年，辐射环境自动监测站的数量将突破500个，全面覆盖地级以上城市[1]。自动站的投产能够保证辐射环境监测结果的精准性和合理性，更可以确保各个部门及时准确地掌握辐射环境的具体变化水平及相关数据。

2辐射环境监测自动站供电系统的典型技术

2.1核心原理

不间断供电系统（Uninterruptable"Power"System，UPS）中增加了蓄电池和负载检测体系，蓄电池按照常规的电能储蓄和供电的方式为系统提供电源，而UPS电源着重针对供电期间产生的一系列故障或影响因素进行调控，例如：在供电系统出现了断电、电源干扰波动、电压下降、电源浪涌等情况时，可以解决故障对前端设备造成的不同类型危害，保证系统的稳定运行，提升供电的安全性和稳定性。

2.2基础供电类型

2.2.1后备式UPS供电系统

该种工件系统又被称为非在线式不间断电源，在出现紧急停电等一系列故障时，能够起到代替供电的作用。从线路规划的角度来讲，市政线路直接为设备的运行提供电能，同时另外规划1条线路，为UPS中的蓄电池进行供电，若外界线路出现了断电或者其他的故障问题，UPS系统中的开关自动调控技术会及时切断市政供电回路，转而由蓄电池进行供电，详细的运行结构如图1所示。

因此，该种供电方式通常仅应用在市政供电故障或停电的情况下，系统自动启动之后会由蓄电池进行供电，而当市政供电正常运行后，UPS系统中的自动调节技术，又会切断蓄电池供电，转由市政线路进行继续供电，而蓄电池将转换到充电状态。

2.2.2在线式UPS供电系统

在线式UPS供电系统起到了电流中转站的作用，将市政供电引入UPS系统中，经过UPS系统进行分流向外进行供电[2]。从结构上来看，市政供电系统和设备所需的供电系统是分隔开的，无须直接对设备或者生产线进行直接供电。市政供电首先进入UPS中，在UPS系统中进行直流电的转换，然后进行分流，一路直接给设备或生产线进行供电，此时会输出交流电；另一路给UPS蓄电池进行充电。当外部供电系统恢复正常时，蓄电池会直接转换成充电状态，同样由自动调控开关控制。

3自动站UPS供电系统配置和运行

结合上文所述的UPS供电系统的运行分类来看，在线式UPS供电系统更适合辐射环境监测自动站的运行需求，能够为自动站的日常监测提供稳定全时段的供电方案。

3.1供电系统的配置情况

图2为某地的辐射环境监测自动站的供电系统规划情况图，其中涉及高气压电离室、数据采集终端、UPS系统3个主体结构。高气压电离室配置了高性能的电池，可以结合具体的供电情况以及电池参数进行检测和预警，保证供电稳定。数据采集终端中设置了多个数据采集端口，可以针对高气压电离室、UPS、静态转换开关（Static"Transfer"Switch，STS）进行全时段的数据信息的采集，通过数据分析能够了解当前的供电运行情况，以及下一阶段的运行需求，保证及时进行供电模式的调整[3]。UPS直接接受市政线路的供电，输出端和STS输入端进行对接，在稳定供电的同时，可以给蓄电池进行充电，并且实时监测蓄电池的充电参数与电池的状态，利用UPS串行接口，将数据输送到数据采集端。在这个过程中，为了保证UPS本身不出现故障，或在出现故障之后整体系统依旧可以稳定运行，市政输电线路不仅直接为UPS进行供电，也额外分出一条线路对STS系统进行供电，绕开了UPS提供额外的供电线路。这是对原有在线式UPS供电系统进行调整和优化之后的决定，能够保证供电的稳定性和安全性。

3.2供电系统的实际应用逻辑

首先，在该系统投入生产运行后，数据采集终端会实时获取UPS、STS、高气压电离室给出的各项数据信息，对整体供电情况进行全时间段的检测，若检测到市政供电中断时，UPS电池进行供电，保证在断电期间提供稳定的供电服务，确保自动站的各项监测业务能够维持稳定状态。

其次，若STS出现故障，高气压电离式的电池会为高气压电离室自身的运行送电，保证高气压电离是自身的运行稳定性，此时，数据采集终端会因与STS系统之间出现中断而停止工作，远端服务器作为远程监测的主体会判断供电系统的运维状态，单故障检测为STS故障时，因为系统会发出告警，通知维修人员进行维护。当STS故障解除之后，数据采集终端和STS之间的信息进行了转换，系统会判定STS投入使用，整体系统切换回正常的工作状态[4]。

4自动站供电系统的日常运维方案

4.1落实好阶段性的检修

对于自动站系统的运行环境进行检测，保证温湿度调控合理，无电磁干扰、无静电干扰，每一次检查都需要生成对应的检修记录，尤其针对检修期间出现的故障问题，要做好故障原因分析、状态分析与检修方案的确定。

4.2落实防雷管控工作创新

相关调查显示，自动站的供电系统故障有绝大部分的原因来源于雷击灾害，导致电压过载，从而影响了设备的运行稳定性，因此落实好防雷工作，是自动站日常运维管理中的重点工作。从供电系统自身配置的角度来看，要选择符合标准的接地电阻，做好引雷作业[5]。

4.3落实基础设备的维护

在日常维护的过程中，要严格按照具体的操作规程进行设备性能的检修，主机需要在空载状态下启动，避免错误启动带来的性能冲击。及时检修主机部分的开关、器件是否出现损坏、性能下降、老化等情况针对主机荷载、功率与负载功率进行检测，确保二者全面匹配。其标准为负载功率需要确定为荷载功率的70%左右，误差控制在10%以内。

5结语

综上所述，辐射环境监测自动站的运行对我国辐射环境水平的管理有着极强的促进作用，为了保证监测结果的精准性和科学性，必须为自动站提供可靠、稳定的供电体系。本文提出了在线式UPS供电模式，并在原有的基础上新增了3套备用方案，能够实现多元化转换，可以为自动站的日常运维提供安全、稳定的供电服务，同时配合精细化的管理体系与运维手段，保证稳定供电，以此来提升辐射环境监测的精准性。

参考文献

[1]"杨鹏.电力调度控制中心高可靠性UPS电源系统设计探讨[J].电气时代，2023（11）：78-82.

[2]张倩，王俊俊.UPS在医疗建筑中的应用[J].现代建筑电气，2023，14（6）：5-8.[3]骆云飞.国控大气辐射环境自动监测站辐射监测模型的研究[D].杭州：浙江大学，2020.

[4]赵俊，王侃，朱一昊，等.辐射环境空气自动监测站故障及处理[J].环境与发展，2020，32（9）：158-159.

[5]谭伟洋.江苏省城市放射性废物库环境辐射特征研究[D].南京：南京理工大学，2022.