设备安装调试

一、测震台站设备安装调试

丹江口水库诱发地震监测系统测震台网设有3种地震监测手段,分别为:短周期地震监测(采用FSS-3M型短周期地震计监测)、宽频带地震监测(采用BBVS-60型宽频带地震计监测)、强震监测(采用BBAS-2型强震加速度计监测)。所有测震台站统一采用有线光纤进行信号传输。

(一)短周期地震台站设备安装调试

采用短周期地震监测的台站有:杨华岗、蒿坪、土台、牛河、仓房、邢沟、葛沟、宋沟8个台站。这些台站需要安装的设备清单见表15-5-1,设备安装见图15-5-1。

(二)FSS-3M短周期地震计安装

FSS-3M短周期地震计是目前国内外先进的地震监测仪器,该设备性能情况见表15-5-2。

表15-5-1 短周期地震监测台安装设备清单

图15-5-1 短周期台站设备安装图

表15-5-2 短周期地震计性能表

地震计的安装应先确定地震计方向,根据地磁方向,在摆墩上标记好正北方向,然后按地震计设计方向摆放地震计(图15-5-2)。

图15-5-2 地震计安装图

为保证地震计在运输过程中不受损坏,地震计都设计了锁摆系统,安装前先进行地震计外部开锁摆,开锁摆过程严格按照厂家要求进行。地震计开锁后,对地震计进行水平调零,该过程通过对底座的调整,将调零气泡调整到中心位置后,固定底座(图15-5-3)。

图15-5-3 地震计开锁与调水平

(三)EDAS-24GN-3型数据采集器安装

EDAS-24GN-3为24位地震专用数据采集器,其性能参数见表15-5-3。

表15-5-3 EDAS-24GN-3数据采集器

数据采集器设计有安装于27U机柜的支架,可直接固定在机柜内部(图15-5-4)。其GPS天线固定在太阳能电池板平台上。

图15-5-4 EDAS-24GN-3型数据采集器安装图

(四)太阳能电池板、支架及其配件安装

测震台站主要采用太阳能供电方式供电,太阳能电池板按每个台站两组,每组300W配备。

太阳能板每块的额定功率为75W,4块为一组,采用并联方式连接后固定在太阳能支架上。太阳能板安装完成后,将太阳能供电线路布线进入摆房,并按正负极性连接在机柜内的太阳能充电控制器上。太阳能电池安装见图15-5-5。

(五)蓄电池组安装

每个测震台站配备了500AH 2V/只蓄电池18只,根据设备供电需要,需要将6只蓄电池串联,组成3组12V蓄电池组,再通过并联方式将3组蓄电池组连接,按正负极性,将蓄电池接在太阳能充电控制器相应接线柱上(图15-5-6)。

(六)配电箱内供电及防雷设备安装

测震台配置8位配电箱,箱体固定于机房的墙上,箱内安装了OBO V20/C2(40k A)避雷器一只,16A空气开关一个,漏电保护器一个(图15-5-7)。

(七)交流浮充电源和直流稳压电源安装

测震台站配备的交流浮充电源设备为BC1230型12/24V自适应充电机,为12V蓄电池组充电,其充电电流6～30A可调。在设备安装时,调节至6A充电模式,既满足了台站蓄电池充电需求,又可以延长该充电机工作寿命。

图15-5-5 太阳能电池安装

测震台站配备的直流稳压电源型号为KXN6030D,该设备工作电压为0～60V可调,工作电流为0～30A可调。设备安装时,先单独通电,将设备输出电压设定为12V恒压后,再将其接入太阳能充电控制器供电输出接线柱上(图15-5-8)。

图15-5-6 蓄电池安装图

图15-5-7 配电箱安装图

(八)测震台设备安装过程中的走线

测震台设备在安装过程中,必须保证走线的实用性和整体美观,太阳能供电线路室外部分都套有抗老化的塑料套管,室内线路都铺设了PVC线槽(图15-5-9)。

(九)光纤设备安装

光纤设备由电信局安装,安装过程严格按照电信行业标准进行,光纤终端盒和光纤收发器均固定在机柜内。数据采集器通过网线,将数据传送到光纤收发器,再通过光纤线路传回台网中心(图15-5-10)。

图15-5-8 交流浮充电源和直流稳压电源安装图

图15-5-9 设备安装过程中的走线

(十)信号开通和系统参数设定与标定

所有设备安装完成以后即可通电开机,通过数据采集器设定参数,将设备性能调试至最佳状态后,进行标定,并将信号传回台网中心。

参数设置内容包括以下几个方面。

(1)台网标识/DJ。

(2)台站名称及缩写/例:杨华岗、YHG。

图15-5-10 光纤设备安装图

(3)台站编号/例:61。

(4)地震计类型/FSS-3M。

(5)GPS采集/经纬度、高程、时钟。

(6)通信方式/例:网络IP地址192.168.5.61。

(7)标定参数/脉冲标定、正弦标定。

(8)记录量程/10V。

(9)采样率及滤波方式/100Hz,最小相位无滤波。

(10)其他/如磁盘管理等。

参数设置如图15-5-11所示。

图15-5-11 台站参数设置

参数设置完成后,对设备进行脉冲标定(图15-5-12)和正弦波标定,通过标定计算(图15-5-13)来鉴定设备是否处于正常的工作状态,并计算出响应灵敏度。

图15-5-12 脉冲标定

图15-5-13 正弦波标定

标定结果计算完成,则该台站的所有安装调试过程完成,即可通过光纤线路,将信号传到台网中心。传输方式为光纤传输,传输协议为TCP/IP网络协议。每个台站均配置有固定的IP地址,台网中心服务器通过IP地址和台站名来访问台站。台站参数表见表15-5-4。

表15-5-4 台站参数表

(十一)盛湾宽频带地震台站设备安装调试

采用宽频带记录的台站有盛湾地震台和陶岔地震台。盛湾地震台设备安装与短周期地震台相同,只需将FSS-3M型短周期地震计换为宽频带地震BBVS-60即可。陶岔地震台为宽频带地震台兼数据备份中心,功能与一般台站不同,相应的设备也有区别。盛湾宽频带地震监测台安装设备清单见表15-5-5。

表15-5-5 盛湾宽频带地震监测台安装设备清单

BBVS-60宽频带地震计的性能参数见表15-5-6。

表15-5-6 BBVS-60宽频带地震计的性能参数

BBVS-60地震计安装与FSS-3M地震计安装一样,先在摆墩确定方向,按正确方向摆放好地震计,再将地震计开锁,BBVS-60地震计开锁方式与FSS-3M不同,其自身设计开锁位置在机身外部,不需打开地震计,只需将3颗开锁螺丝调到水平即可。再将底座调整,使地震计水平(图15-5-14)。

图15-5-14 BBVS-60开锁及调平

(十二)强震监测台站设备安装调试

台网中强震监测使用的仪器为BBAS-2型地震计。该台使用的设备与短周期地震台不同之处是增加了一台BBAS-2型强震地震计,并将三通道的EDAS-24GN-3型数据采集器换为六通道的EDAS-24GN-6型数据采集器。该台设备安装与短周期地震台基本相同,其安装图见图15-5-15。凉水河地震台设备安装与调试照片见图15-5-16。

图15-5-15 凉水河台设备安装图

图15-5-16 凉水河地震台设备安装与调试照片

陶岔地震台在地震监测方面的设备与盛湾台一样,采用宽频带地震计监测。该部分功能设备的安装调试过程不再描述。

陶岔台站还具有数据备份功能,因此该台站设备相比其他地震监测台站多网络设备和计算机设备。陶岔台设备见表15-5-7,设备安装调试见图15-5-17。

表15-5-7 陶岔台数据备份中心设备表

图15-5-17 陶岔台数据备份中心设备安装现场图

二、台网中心设备安装调试

台网中心的主要功能是汇集并存储所有测震台站的信号,同时,将信号转发给地震分析中心。台网中心的设备主要为网络通信设备,其设备配置情况见表15-5-8。

表15-5-8 台网中心设备安装清单

台网中心设备可分为三大类,分别为供电设备、计算机网络设备和辅助设备。供电设备包括UPS主机、蓄电池、电池柜、交流参数稳压电源、配电箱、空气开关等;计算机网络设备包括数据服务器、工程控制接收机、地震数据分析机、网络交换机、路由器、网线、系统平台、地震分析软件、光纤网络设备等;辅助设备包括机柜、地震告警器等。

(一)供电设备安装调试

台网中心采用220V交流电供电方式,辅助设有2组UPS主机及蓄电池组作为备用电源,每组UPS主机配备2套16只12V100AH蓄电池,主机分一主一从,停电时主机供电,从机待命,主机放电到一定程度,从机开始工作。根据蓄电池储备及机房能耗计算,UPS供电系统能在停电状态下保证机房内正常工作8小时以上。

UPS供电线路上电线都套有钢性阻燃管,可防止发生火灾,也可起静电屏蔽的作用。供电系统安装情况如图15-5-18～图15-5-21所示。

图15-5-18 台网中心UPS供电机组

图15-5-19 钢性阻燃管套线

图15-5-20 台网中心UPS供电输入端

图15-5-21 台网中心UPS配电箱配有60A空开

(二)计算机网络设备安装调试

台网中心的主要设备是计算机网络设备,测震台站信号通过光纤传至台网中心后,再通过台网中心的光转网络设备,将光口转换成网口,然后经路由器将信号分发到路由下端的交换机。服务器均可通过交换机读取台站的地震监测数据。地震分析中心(武汉)也可通过光纤访问接在光纤上的路由器及路由下端的交换机,读取到台站的地震数据。台网中心机柜内装配的3台服务器,均安装了性能稳定的WINDOWS 2008SER操作系统,用于实时监控和交换测震台站信号。地震分析计算机安装了最新的WIN7操作系统,主要用于地震事件的分析和地震目录的编写、提交待工作事宜。台网中心设备安装见图15-5-22～图15-5-27。

图15-5-22 台网中心数据传输示意图

图15-5-23 台网中心服务器及网络设备上架图

图15-5-24 RTP服务器监测到的地震脉动图

图15-5-25 台网中心网络交换机安装图

图15-5-26 台网中心地震分析计算机安装图

图15-5-27 台网中心大屏幕监视设备安装图

(三)辅助设备安装调试

地震告警器是地震监测必不可少的设备之一,地震事件发生时,监控软件会自动触发告警器,达到告警值班人员的作用。地震告警器通过音频线,接到服务器的声卡音频输出端口。打印机等设备,设定好IP地址,直接与计算机相连即可。

台网中心服务器、分析计算机等网络设备的IP地址分配情况见表15-5-9。

三、地下水网设备安装调试

地下水网仪器设备的安装与调试工作于2012年11月进行,安装与调试过程中,进行了二次仪器设备的室内联调。第一次联调是与武汉市电信有限公司建立VPDN无线平台,主要试验仪器的路由器与武汉分析中心之间的通讯连接与匹配。第二次联调主要是试验井台内部各种仪器设备与路由器、交换机和武汉分析中心之间的数据传输功能。安装调试的构图见图15-5-28,设备见表15-5-10。

表15-5-9 台网中心各种网络设备IP配置

图15-5-28 地下流体台站观测系统示意图

(一)唐扒井站设备安装调试

唐扒井站仪器设备的安装调试日程如下:2012年11月14至15日安装唐扒(W1)井台, 12月1日安装电源防雷器及接地排。仪器设备安装调试过程中,在唐扒与丹江口地震台分别设模拟的“监测总站”,随时与井台进行联络,检查井台各测项工作状态与数据传输质量等。现场进行温度梯度测试、水位传感器线性度测试。

1.唐扒井站设备布置图

唐扒井站设备安装布置见图15-5-29。

表15-5-10 井网观测技术系统主要仪器设备表

图15-5-29 唐扒观测井设备布置平面示意图

2.唐扒井站设备安装与调试照片(图15-5-30)

3.唐扒井站数据接收与处理

设备安装调试完成后,对监测数据接进行了接收和处理(图15-5-31～图15-5-34)。

图15-5-30 唐扒井站设备安装与调试

图15-5-31 唐扒井水温梯度图

图15-5-32 唐扒井水位传感器线性度图

图15-5-33 唐扒井数据接收软件界面

图15-5-34 唐扒井数据接收曲线图

(二)雷庄井站设备安装调试

雷庄井站仪器设备的安装调试日程如下:2012年11月17日、12月28至29日安装雷庄(W2)井站,12月1日安装电源防雷器及接地排。仪器设备安装调试过程中,在雷庄与丹江口地震台分别设模拟的“监测总站”,随时与井台进行联络,检查井台各测项工作状态与数据传输质量等。现场进行温度梯度测试、水位传感器线性度测试。

1.雷庄井站设备布置图

雷庄井站设备安装布置见图15-5-35。

图15-5-35 雷庄观测井设备布置平面示意图

2.雷庄井站设备安装与调试照片(图15-5-36)

3.雷庄井站数据接收与处理

设备安装调试完成后,对监测数据接进行了接收和处理(图15-5-37～图15-5-40)。

(三)盛湾井站设备安装调试

盛湾井台仪器设备的安装调试日程如下:2012年11月16日、11月30日至12月2日安装雷庄(W2)井台,安装电源防雷器及接地排。

1.盛湾井站设备布置图

盛湾井站设备安装布置见图15-5-41。

图15-5-36 雷庄井站设备安装与调试

图15-5-37 雷庄井水温梯度图

图15-5-38 雷庄井水位传感器线性度图

图15-5-39 雷庄井数据接收软件界面

图15-5-40 雷庄井数据接收曲线图

图15-5-41 盛湾观测井设备布置平面示意图

2.盛湾井站设备安装与调试照片(图15-5-42)

图15-5-42 盛湾井站设备安装与调试

3.盛湾井站数据接收与处理

设备安装调试完成后,对监测数据接进行了接收和处理(图15-5-43～图15-5-44)。

图15-5-43 盛湾井水温梯度图

图15-5-44 盛湾井水位传感器线性度图

四、地震分析中心设备安装调试

(一)武汉地震分析中心设备安装拓扑图

设备安装拓扑图见图15-5-45。

图15-5-45 武汉地震分析中心拓扑图

(二)武汉分析中心端配置

(1)在防火墙上分配一个192.168.90.5/30位掩码的地址与丹江口遥测台网防火墙直连,通过静态路由将对端192.168.6.0网段写入本地,让对端所有192.168.6.0网段的电脑能访问到本地(武汉地震分析中心)192.168.110.0网段(IP地址分配见表15-5-11)。

(2)路由器上配置一个与防火墙互联的接口,地址分配为172.16.18.1/30。将192.168. 110.0网段的网关配置在路由器上,地址分配为192.168.110.254/24,同时配置一条默认路由将所有数据指向防火墙,与路由器直连接口配置为0.0.0.00.0.0.0172.16.1.2。

(3)交换机上做二层路由配置不分配地址,不划分端口,在512048口交换机上配置一条默认路由,配置为0.0.0.00.0.0.0192.168.110.254,把所有交换机上的数据通过路由指向路由器网关接口。第二台交换机通过级联方式,连接在第一台交换机上,所有电脑通过静态地址连接网络。

(三)地震分析中心设备配置

地震分析中心主要设备配置见表15-5-12。

(四)武汉地震分析中心机柜设备安装摆放示意图

武汉地震分析中心机柜设备摆放示意图见图15-5-46。

表15-5-11 IP地址分配表

图15-5-46 武汉地震分析中心机柜设备摆放示意图

表15-5-12 地震分析中心主要设备配置表