水文缆道信号传输故障排除与维护

摘要：水文缆道是水文站测流、取沙的测验设备。测流过程中经常发生水面、河底、流速信号中断，导致流量测验工作无法进行。本文通过日常工作实践，掌握分析故障发生原因及日常维护方法，解决信号传输故障，以供大家使用。

关键词：水文缆道；信号传输；维护；

1水文缆道的概况

1.1水文缆道发展历程

随着国民经济建设的快速发展，国家对水文基础设施投入资金的加大，以及科学技术的日新月异，集成电路的微型化，计算机、网络、信息技术应用的普及，加快了水文现代化建设发展的步伐。水文职工经历几十年的风雨实践，坚持不懈总结、改进、提高，为水文缆道建设创造了条件，积累了丰富的经验，改变了水文测验技术手段落后的面貌，建成了水文缆道全自动控制系统，流量测验工作可以实现全自动化测流，减轻了水文职工劳动强度，提高了流量测验精度，充实了水文测验技术手段的科技含量。

1956年在嘉陵江上的北碚水文站建成了第一座电动水文缆道，目前水文站已经实现半自动控制、全自动控制水文缆道。水文缆道经历手动、电动、半自动、全自动控制的发展历程，最终目标实现远程控制水文缆道测流系统，实现有人看管，无人值守的管理模式。

1.2水文缆道的形式

水文缆道形式习惯上以牵引索是否在行车上形成封口来区分。封闭者称为“闭口式”，非封闭者称“开口式”。

1.3水文缆道信号传输方式的发展

水文缆道信号已从最初单信号（流速）模拟信号，发展到多信号（水面、河底、流速）数字信号，各种传输信号互不干扰，灵敏度较高。

2水文缆道信号传输

2.1水文缆道信号装置

水文缆道测流系统为远距离测量，不便利用电线传输信号，普遍采用悬索和大地（水体）作为传输信号的通道，在一个回路中，要传输流速、水面、河底三种信号，要求各种信号互不干扰，信号装置能够正确分辨接收。信号传输装置由控制台的信号接收器、信号发射器、传输线路三部分组成。感应开关可以采用干簧管、水银开关、磁力开关等，开关部件要求密封良好。信号传输装置特点是信号发射器将水面、流速、河底信号转变为频率不同的音频信号，通过水文缆道悬索或“无线”方式发出，信号接收器分离出水面、流速、河底信号，完成测速、测深，具备灵敏度高、抗干扰能力强的优点。水文缆道信号传输装置见图1。

2.2水文缆道信号传输方式

水文缆道信号传输方法较多，主要分为有线、无线传输两种传输方式。有线传输方式，并不是真正意义上架设传输线路，而是利用水文缆道主索作为一根传输线，以拉偏索、副索作为另一根传输线，传输水面、流速、河底信号；另一种利用水文缆道工作索作为一根传输线，以水体和大地作为另一根传输线，传输信号。传输方式结构简单，可靠实用，效果较好。

无线传输方式，利用无线电技术，在水文缆道悬杆上安装信号发射器，控制台端安装信号接收器，传输水面、流速、河底信号。由于水文行业无线电频带较窄，传输方式结构复杂，信号传输受地方干扰较大，但维修比较方便，只需更换信号发射器。

2.3水文缆道信号传输工作原理

水文缆道信号分为水面、流速、河底三组信号。水面信号：铅鱼入水后，通过铅鱼尾翼水面信号板导通产生水面信号；流速信号：由流速仪内部接触丝导通产生流速信号；河底信号：铅鱼沉入河底，底部的托盘被托起，干簧管导通产生河底信号。

由于流速、水面、河底信号可能同时接通，同时发出，相互影响，信号接收器采用了优先权电路设计，接收到的信号首先为水面信号，河底信号，流速信号。

2.4水文缆道信号连接方式

2.4.1水文缆道有线信号接线方式

水文缆道有线信号传输由信号接收器、信号发射器（信号源）和传输线路组成，信号接收器安装于控制台内部，预留两芯接线插口，接线方式为：正极连接副索信号线引线，负极连接水文绞车引线；另一种接线方式为：正极连接水文绞车引线，负极连接水体极板引线。

信号发射器安装于铅鱼尾翼，有五根连接线，接线方式为：①线为接地线，连接铅鱼；②线为水面信号线，连接水面信号极板；③线为流速仪信号线，连接流速仪正极接线柱；④线为河底信号线，连接铅鱼河底信号接线柱；⑤线为发射线，连接副索或工作索（悬杆）引线。

2.4.2水文缆道无线信号接线方式

水文缆道无线信号传输由信号接收器和信号发射器（信号源）组成，信号接收器装有插头，直接与控制台插孔连接，装有接收天线。

信号发射器安装于悬杆中部，有四根连接线，接线方式为：①线为发射线，连接工作索；②线为水面信号线，连接水面信号极板；③线为流速仪信号线，连接流速仪正极接线柱；④线为河底信号线，连接铅鱼河底信号接线柱。

3水文缆道信号传输故障及维护

3.1水文缆道信号传输故障分析

水文缆道在洪水测验工作中，时常发生信号传输故障，即水面、河底、流速信号传输中断，导致水文测验工作无法正常进行。信号传输故障一般有二类情况故障；第一类故障，水面、河底、流速信号全无；第二类故障，水面、河底、流速信号其中一或二个信号故障。

3.2水文缆道信号传输故障维护

水文缆道信号包括水面、河底、流速三组信号，第一种故障，发生水面、河底、流速信号全无，故障原因为信号发射器电压过低（正常为7.2V）或信号发射器故障、信号接收器故障、接线头脱落，维护方法为：首先卸下信号发射器，用万用表检查信号发射器电压，如果信号发射器电压过低，更换备用信号发射器，信号传输正常，故障为信号发射器；否侧检查信号接收器，方法为：更换备用信号接收器，如果信号传输正常，故障为信号接收器；否侧检查各处接线头，直至故障排除。

第二种故障，无水面信号，维护方法为：首先卸下信号发射器，用万用表检查信号发射器电压，如果信号发射器电压过低，更换备用信号发射器，信号传输正常，故障为信号发射器电压过低，水体为传输介质；否侧检查水面信号线接头，直至故障排除。

第三种故障，无流速信号，维护方法为：首先检查流速仪接线头连线是否脱落，检查后如果故障排除，故障为流速仪接线头脱落；否侧检查流速仪接触丝，直至故障排除。

第四种故障，无河底信号，维护方法为：首先检查铅鱼河底信号接线柱连线是否脱落，检查后如果故障排除，故障为河底信号接线头脱落；否侧用万用表检查干黄管是否损坏，如果干黄管损坏，更换干黄管，河底信号正常，故障为干黄管损坏；否侧调整干黄管安装高度，直至故障排除。

4建议

（1）水文缆道建成后，配有控制台使用手册，使用手册中详细介绍水文缆道使用及维护方法，仔细阅读水文缆道使用手册，可以及时解决水文缆道运行过程中的常见故障。

（2）加强水文缆道信号传输日常维护及保养工作，配备干黄管、万用表等检修工具及配件，掌握水文缆道信号传输常见故障排除方法。做好测量记录，每次测量完后，取下信号发射器，节约电池容量，测量时再装上，定期给信号发射器充电，确保信号发射器电压处于工作电压，提高水文缆道使用效率。

参考文献：

[1]水文缆道 水利电力出版社 1978年10月

[2]水文勘测工基础知识 陕西省水文总站 1991年

[3]《水文缆道测验规范》SL443-2009 2009年