CN110086138A - 高水头平板闸门振动监测系统、线缆保护装置及布置方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高水头平板闸门振动监测系统、线缆保护装置及布置方法。该线缆保护装置包括：闸门门体振动监测线缆保护组件，包括第一固定件以及防护板，所述第一固定件将监测线缆固定于被测闸门，所述防护板罩于所述监测线缆，并固定于所述被测闸门；以及门井监测线缆保护组件，包括支撑件、钢丝绳和升降件，所述支撑件设置于所述被测闸门顶部。所述钢丝绳用于连接支撑件和升降件。所述升降件设置于所述门井顶部，用于带动所述被测闸门上方的所述钢丝绳和监测线缆随所述被测闸门同步升降，实现闸门振动监测线缆的可靠防护，保证被测闸门在动水启闭过程中监测线缆的完好，确保高水头平板闸门系统和泄水建筑物的安全可靠运行。

Description

高水头平板闸门振动监测系统、线缆保护装置及布置方法

技术领域

本发明涉及水利水电工程技术领域，特别是涉及一种高水头平板闸门振动监测系统、线缆保护装置及布置方法。

背景技术

目前，国内已建成许多大型水利枢纽工程，一般大型水利枢纽工程上会设置各种类型的泄水设施，在泄水设施中如溢洪道、泄洪洞等的进出水口会设置各类闸门，以满足水工建筑物控泄水流的需要。闸门是否正常工作将直接影响水工建筑物和大坝的安全运行。高水头水工闸门运行过程中的水力荷载及振动问题极其复杂，而且由于闸门结构不同，闸门结构的振动性质具有多样性，其中平面闸门显得尤为突出。因此，电站建成后，通过原型观测手段全面客观的了解闸门的运行状况，确保闸门及电站的运行安全具有重要意义。

在对高水头平板闸门系统进行振动监测中，目前的手段主要是在闸门上安装测量仪器，仪器的输出信号通过临时布置的监测线缆传输至观测间。但是，由于闸门运行水头高，运行环境恶劣，被测闸门门体及门井内流速高，风速大，对监测线缆的拉扯冲击力大，同时监测平台与闸门位置落差大，监测线缆自重大，强度低，在恶劣环境下极易扯断损坏落入门槽卡阻闸门造成事故以及无法准确获得的闸门运行状态监测数据。

通常，水利工程中的原型监测大多采用预埋监测线缆的方式，监测线缆预埋在混凝土中，并采用了护管等多种保护措施，但针对高水头平板闸门振动监测中的信号线缆而言，由于闸门是运动的，且闸门运行的环境异常恶劣，没有办法采用预埋监测线缆的方式，只能是在待监测的闸门上布置临时监测线缆，该监测线缆暴露在恶劣的环境中极易遭到破坏，从而无法准确获得闸门运行状态监测数据，对闸门的运行管理作出合理的安排，从而避免事故的发生。

发明内容

基于此，有必要针对目前水利水电工程中监测线缆暴露在恶劣环境中容易遭到破坏的问题，提供一种高水头平板闸门振动监测系统的线缆保护装置及其布置方法。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种高水头平板闸门振动监测系统的线缆保护装置，安装于高水头平板闸门振动监测系统中，所述线缆保护装置包括：

闸门门体振动监测线缆保护组件，包括第一固定件以及防护板，所述第一固定件将监测线缆固定于被测闸门，所述防护板罩于所述监测线缆，并固定于所述被测闸门；以及

门井监测线缆保护组件，包括支撑件、钢丝绳以及升降件，所述支撑件设置于所述被测闸门顶部，用于将所述监测线缆托举到离所述被测闸门顶部预定高度，所述钢丝绳用于连接所述支撑件和所述升降件，并承载所述监测线缆，所述升降件设置于所述门井顶部，用于带动所述被测闸门上方的所述钢丝绳和所述监测线缆随所述被测闸门同步升降。

在其中一个实施例中，所述第一固定件具有限位部与固定部，所述限位部具有限位槽，用于容置所述监测线缆，所述固定部用于固定于所述被测闸门；

所述限位槽的形状为弧形、折线形或多边形。

在其中一个实施例中，所述第一固定件的数量为多个，多个所述第一固定件沿所述监测线缆的走向布置，且相邻的两个所述第一固定件之间存在第一预设间距；

所述第一预设间隙的范围为0.2m～0.8m。

在其中一个实施例中，所述防护板由不锈钢制成，并焊接于所述被测闸门；

所述防护板的厚度范围为1.5mm～6mm。

在其中一个实施例中，所述支撑件为支撑板或支撑杆，所述门井监测线缆保护组件还包括第二固定件，所述第二固定件用于将靠近所述被测闸门顶部位置的所述监测线缆固定于所述支撑件；

或者，所述支撑件为支撑架，所述支撑架具有容置空间，所述监测线缆位于所述容置空间。

在其中一个实施例中，所述支撑件的高度为所述被测闸门高度的1/4～3/4；

和/或，所述支撑件的高度大于等于1.5m。

在其中一个实施例中，所述第二固定件为卡箍，或者，所述第二固定件的结构与所述第一固定件的结构相同；

所述第二固定件的数量为多个，多个所述第二固定件沿所述监测线缆的走向布置，且相邻的两个所述第二固定件之间存在第二预设间距；

所述第二预设间隙的范围为0.2m～0.8m。

在其中一个实施例中，所述门井监测线缆保护组件还包括第三固定件，所述升降件包括可带动钢丝绳升降的葫芦，所述钢丝绳的一端与所述被测闸门顶部的所述支撑件连接，所述钢丝绳的另一端与所述葫芦的葫芦挂钩连接，所述监测线缆还通过所述第三固定件固定于所述钢丝绳上；

所述第三固定件的数量为多个，多个所述第三固定件沿所述监测线缆的走向布置，且相邻的两个所述第三固定件之间存在第三预设间距；

所述第三预设间隙的范围为0.5m～1.5m；所述葫芦为电动葫芦或手动葫芦；所述葫芦固定于所述门井上部的葫芦支撑架上；所述钢丝绳的直径大于等于6mm；所述监测线缆至少固定于一根所述钢丝绳上。

一种高水头平板闸门振动监测系统，包括被测闸门、测量仪器、监测线缆、数据采集分析系统以及如上述任一技术特征所述的线缆保护装置，所述测量仪器设置于所述被测闸门，并通过所述监测线缆将振动信号传输至观测平台，所述线缆保护装置设置于所述被测闸门，用于保护所述监测线缆。

一种线缆保护装置的布置方法，应用于高水头平板闸门振动监测系统的线缆保护装置，所述布置方法包括如下步骤：

闸门门体振动监测线缆保护步骤：

将被测闸门提升至门井上部的检修平台位置，在所述被测闸门的关键部位布置多测量仪器；

按所述被测闸门完全关闭时测点位置至观测平台的最大距离计算测点监测线缆长度和钢丝绳长度；

将各所述测量仪器的所述监测线缆从测点位置向所述被测闸门顶部的支撑件合拢理顺，并从所述被测闸门的底部向顶部用多个第一固定件分别固定好；

将防护板罩于所述监测线缆，并固定于所述被测闸门上；

门井监测线缆保护步骤：

将钢丝绳的一端先与所述被测闸门顶部的支撑件固定连接；

将所述监测线缆绑扎好后逐段通过第二固定件固定于所述支撑件，再通过第三固定件固定于所述钢丝绳；

将所述被测闸门由所述检修平台逐渐关闭至完全关闭状态，同时将所述监测线缆和所述钢丝绳同步与所述被测闸门下降；当被测闸门完全关闭后，调节葫芦挂钩的位置使所述葫芦挂钩在所述被测闸门启闭过程中具有相应的行程，并与所述钢丝绳固定后能保证所述门井内的所述钢丝绳和所述监测线缆顺直，并由所述钢丝绳承载所述监测线缆；

所述被测闸门开启过程振动监测时，所述葫芦随着所述被测闸门的开启同步提升所述钢丝绳及所述监测线缆，所述被测闸门关闭过程振动监测时，所述葫芦随着所述被测闸门的关闭同步下降所述钢丝绳及所述监测线缆，使所述钢丝绳与所述监测线缆一直保持顺直状态。

采用上述技术方案后，本发明至少具有如下技术效果：

本发明的高水头平板闸门振动监测系统、线缆保护装置及布置方法，通过闸门门体振动检测线缆保护组件对被测闸门上的监测线缆进行防护，第一固定件将监测线缆固定于被测闸门，并采用防护板罩于监测线缆，避免监测线缆受到的高速水流冲击力。同时，通过门井监测线缆保护组件对被测闸门上方位于门井中的监测线缆进行防护，当被测闸门开启或关闭时，由支撑件支撑闸门顶部的部分监测线缆，升降件带动门井中的钢丝绳和监测线缆同步上升或下降，使被测闸门在整个启闭过程中监测线缆基本保持顺直，监测线缆的自重及受力主要由所述钢丝绳承担，有效避免监测线缆被高速水流和大风冲击拉扯大幅摆动破坏以及与被测闸门之间发生剐蹭卡阻，从而影响监测数据的正常采集和被测闸门的正常启闭，有效的解决目前水利工程中监测线缆暴露在恶劣环境中容易遭到破坏的问题，实现监测线缆的可靠防护，保证监测线缆的完好，进而实现高水头平板闸门系统的运行状态的可靠监测，保证高水头平板闸门系统的可靠运行以及电站的运行安全。

附图说明

图1为本发明一实施例的高水头平板闸门振动监测系统的布置示意图；

图2为图1所示的线缆保护装置在闸门门体部分的示意图；

图3为图2所示的线缆保护装置中闸门门体振动监测线缆保护组件的示意图。

其中：

100-线缆保护装置；

110-闸门门体振动监测线缆保护组件；

111-第一固定件；

112-防护板；

120-门井监测线缆保护组件；

121-支撑件；

122-钢丝绳；

123-葫芦；

124-第二固定件；

125-第三固定件；

126-葫芦支撑架；

200-监测线缆；

300-被测闸门；

400-门井；

500-测量仪器；

600-观测平台。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的高水头平板闸门振动监测系统、线缆保护装置及布置方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参见图1至图3，本发明提供一种高水头平板闸门振动监测的线缆保护装置100。该线缆保护装置100应用于高水头平板闸门振动监测系统中，用于对高水头平板闸门振动监测系统的被测闸门300上的监测线缆200进行防护。当然，在本发明的其他实施方式中，线缆保护装置100还可以用于水利水电工程的其他类型的闸门上。本发明的线缆保护装置100能够对高水头平板闸门振动监测系统中的被测闸门300上的监测线缆200进行保护，减小因门井400内高速水流以及大风引起的监测线缆200大幅摆动拉扯破坏，同时还避免监测线缆200与被测闸门300之间发生剐蹭卡阻，实现监测线缆200的可靠防护，保证监测线缆200的完好和被测闸门的正常启闭运行，进而实现高水头平板闸门振动监测数据的可靠传输和闸门运行状态的可靠监测，保证高水头平板闸门和泄水系统的可靠运行和水电站工程的运行安全。

在一实施例中，线缆保护装置100包括闸门门体振动监测线缆保护组件110以及门井监测线缆保护组件120。闸门门体振动监测线缆保护组件110安装于被测闸门300，门井监测线缆保护组件120位于被测闸门300的上方。闸门门体振动监测线缆保护组件110用于对被测闸门300门体的监测线缆200进行防护，门井监测线缆保护组件120用于对被测闸门300上方、位于门井400中的监测线缆200进行防护，避免监测线缆200被破坏。

可以理解的，被测闸门300上设置监测线缆200是为了对高水头平板闸门运行过程中的门体水力载荷以及振动信号进行监测传输，实现对高水头平板闸门的运行状况进行全面分析掌握，以确保高水头平板闸门以及水电站工程的运行安全。采用原型观测手段对高水头平板闸门的被测闸门300进行监测，具体的，在被测闸门300上安装测量仪器500，测量仪器500的输出信号通过布置的监测线缆200传输至观测间接入数据采集分析系统。

被测闸门300上的监测线缆200位于被测闸门300的表面，并从被测闸门300上方的门井400处布置到门井400上方的观测间中。在此过程中，被测闸门300门体上的监测线缆200会受到高速水流的冲击，门井400中的监测线缆200会在高速水流和大风作用下承受较大的拉扯力，因此，通过闸门门体振动监测线缆保护组件110将被测闸门300上的监测线缆200防护，避免高速水流冲击监测线缆200。通过门井监测线缆保护组件120将门井400中的监测线缆200防护，避免监测线缆200在大风和水流的作用下大幅摆动拉扯损坏。闸门门体振动监测线缆保护组件110与门井监测线缆保护组件120对监测线缆200进行分段保护，以避免监测线缆200损坏，提高监测线缆200的信号传输可靠性，确保监测过程的顺利实施和监测数据的准确可靠，进而确保高水头平板闸门运行状态的准确分析以及水电站安全运行。

具体的，闸门门体振动监测线缆保护组件110包括第一固定件111以及防护板112，第一固定件111将监测线缆200固定于被测闸门300，防护板112罩于监测线缆200，并固定于被测闸门300。门井监测线缆保护组件120包括支撑件121、钢丝绳122和升降件，支撑件121设置于被测闸门300顶部，用于将监测线缆200托举到离被测闸门300顶部预定高度，以支撑被测闸门顶部部分监测线缆200，钢丝绳122用于连接支撑件121与升降件，并承载监测线缆200。钢丝绳122能够承担监测线缆200的主要受力和防止监测线缆大幅摆动拉扯破坏。升降件设置于门井400顶部，用于带动被测闸门300上方的钢丝绳和监测线缆200随被测闸门300的同步升降。

第一固定件111可以将监测线缆200固定于被测闸门300，使得监测线缆200在外力作用下不会大幅摆动，并且，防护板112罩设于监测线缆200，使得高速水流冲击在防护板112上，而不会与监测线缆200接触。这样，可以避免监测线缆200在高速水流作用下大幅摆动和拉扯破损，还能避免监测线缆200与被测闸门300发生卡阻，避免监测线缆200损坏和闸门卡阻不能正常运行。

为了进一步保护门井400中的监测线缆200，还通过钢丝绳122固定并提升监测线缆200。钢丝绳122可以承载监测线缆200的自重，保证监测线缆200处于顺直状态，同时还能带动监测线缆200同步升降。同时，支撑件121支撑被测闸门300上方部分监测线缆200，使得监测线缆200在被测闸门300上方一定高度范围内一直保持顺直状态，并且，门井400上部平台的升降件可以带动监测线缆200随被测闸门300同步升降。也就是说，高水头平板闸门振动检测系统在启闭过程中，升降件可以提升或下降钢丝绳122和监测线缆200，使得位于被测闸门300上方的监测线缆200一直处于顺直状态。这样，由于钢丝绳122的限制以及支撑件121的支撑作用，可以避免监测线缆200在大风和水流作用下大幅摆动和拉扯破损，还能避免监测线缆200与被测闸门300发生卡阻，避免监测线缆200损坏和闸门卡阻不能正常运行。

可选地，钢丝绳122的强度应根据监测线缆200的数量和长度选配，使得钢丝绳122的强度满足监测线缆200承载重量及抵抗门井400水流和风的拉扯力的需求。可选地，钢丝绳122的直径大于等于6mm。这样可以保证钢丝绳122的强度，避免钢丝绳122折断。可选地，监测线缆200采用至少一根钢丝绳122固定。监测线缆200可以直接捆扎于同一钢丝绳122。当然，当监测线缆200数量较多时，也可将监测线缆200分别捆扎于至少两根钢丝绳122，这样可以监测线缆200提升的可靠性。

可以理解的，由于被测闸门300的高度远小于门井400的高度，被测闸门300的顶部到门井400顶部之间还存在较大的空间。若不采用支撑件121支撑监测线缆200，被测闸门300上升时，监测线缆200会在自身重力作用下下降，进而会与被测闸门300之间发生干涉，使得监测线缆200容易受到破坏和卡阻闸门。因此，在被测闸门300的顶部设置支撑件121，当被测闸门300上升时，支撑件121可以始终支撑监测线缆200，使得支撑件121处的监测线缆200处于竖直状态，不会与被测闸门300发生干涉，避免监测线缆200损坏。

本发明的线缆保护装置100通过闸门门体振动监测线缆保护组件110对被测闸门300上的监测线缆200进行防护，第一固定件111将监测线缆200固定于被测闸门300，并采用防护板112罩于监测线缆200，减少监测线缆200受到的水流冲击力，同时，通过门井监测线缆保护组件120对被测闸门300上方位于门井400中的监测线缆200进行防护，当被测闸门300启闭时，升降件带动门井400中的监测线缆200同步升降，并由支撑件121和钢丝绳122支撑监测线缆200，避免监测线缆200被拉扯以及与被测闸门300之间发生剐蹭，实现监测线缆200的可靠防护，保证监测线缆200的完好。

通过闸门门体振动监测线缆保护组件110以及门井监测线缆保护组件120对监测线缆200的分段防护，实现了被测闸门启闭过程中监测线缆200始终保持顺直且不承受主要受力状态，并随被测闸门300同步升降，有效的解决目前水利工程中监测线缆暴露在恶劣环境中容易遭到破坏的问题，避免了高速水流和大风引起的监测线缆200大幅摆动拉扯破损，还能避免监测线缆200与被测闸门300发生卡阻影响闸门的正常运行，确保监测过程的顺利实施以及监测数据的可靠，实现高水头平板闸门运行状态的可靠监测，保证高水头平板闸门系统的可靠运行，进而保证水电站安全运行。

在一实施例中，第一固定件111具有限位部与固定部，限位部具有限位槽，用于容置监测线缆200，固定部用于固定于被测闸门300。第一固定件111的固定部用于实现第一固定件111的固定，使得第一固定件111可靠的固定在被测闸门300上。限位部用于实现监测线缆200的限位，当第一固定件111通过固定部固定于被测闸门300后，限位部的内壁可以限制监测线缆200，使得监测线缆200固定于被测闸门300，避免发生大幅晃动。

在一实施例中，固定部的数量为两个，并分设于限位部的两侧。这样可以保证第一固定件111可靠的固定在被测闸门300。可选的，固定部可以通过焊接方式、螺纹固定件等方式固定于被测闸门300。

进一步地，限位槽的形状为弧形、折线形或多边形等。当然，在本发明的其他实施方式中，限位槽的截面形状还可由弧线与直线的组合。示例性地，限位件的形状为弧形，相应的，第一固定件111的形状为Ω形。

在一实施例中，第一固定件111的数量为多个，多个第一固定件111沿监测线缆200的走向布置。可以理解的，由于监测线缆200是沿着被测闸门300的高度方向布置于被测闸门300上的，相应的，需要在监测线缆200的布置方向上间隔设置第一固定件111，这样，可以被测闸门300高度方向上各个位置的监测线缆200都可以被固定件111固定，避免高速水流冲击监测线缆200导致监测线缆200大幅晃动。并且，相邻的两个第一固定件111之间存在第一预设间距。这样可以避免第一固定件111过于集中，实现监测线缆200被可靠固定的同时，减少固定步骤；还可以避免第一固定件111过于疏松，保证监测线缆200处于顺直状态，避免监测线缆200产生晃动。

进一步地，第一预设间隙的范围为0.2m～0.8m。较佳地，第一预设间隙的范围为0.5m～0.6m。可以理解的，各第一预设间隙的尺寸可以相同，也可以不同。

在一实施例中，防护板112由不锈钢制成，并焊接于被测闸门300。防护板112沿监测线缆200的走向罩于监测线缆200，这样可以保证被测闸门300上的监测线缆200完全不会受到高速水流的冲击。并且，防护板112通过焊接方式固定于被测闸门300，可以保证防护板112固定可靠。

可选地，防护板112的厚度范围为1.5mm～6mm。这样可以保证防护板112抵抗冲击力，保证对监测线缆200防护可靠。较佳地，防护板112的厚度范围为2mm～4mm。并且，防护板112由钢板制成。

可以理解的，第一固定件111与防护板112的具体尺寸应根据被测闸门300上监测线缆200的数量确定，以保证所有的监测线缆200都能被防护在第一固定件111与防护板112内。

可选的，防护板112的截面形状为U形。U形的防护板112罩于监测线缆200，防护板112的U形槽用于容纳监测线缆200。当然，在本发明的其他实施方式中，防护板112的截面形状还可以为其他能够容纳且防护监测线缆200的结构。

在一实施例中，支撑件121为支撑板或支撑杆，门井监测线缆保护组件120还包括第二固定件124，第二固定件124用于将监测线缆200固定于支撑件121。此时，通过第二固定件124将被测闸门300上方的监测线缆200固定于支撑件121上，这样，可以使监测线缆200保持顺直且不主要受力状态。

可以理解的，支撑件121为支撑杆或支撑板时，第二固定件124可以套设于支撑件121的外侧，以将监测线缆200固定；也可以将监测线缆200固定于支撑件121的其中一侧面上。当然，在本发明的其他实施方式中，支撑件121为支撑架，支撑架具有容置空间，监测线缆200位于容置空间。

在一实施例中，支撑件121的高度为被测闸门300高度的1/4～3/4，和/或，支撑件121的高度大于等于1.5m。这样可以保证支撑件121可靠的支撑监测线缆200，避免监测线缆200与被测闸门300发生干涉。示例性地，支撑件121由钢管制成，且为钢管或方管。而且，支撑件121具有一定的强度和刚度抵抗门井400水流及强风的拉扯不变形。较佳地，支撑件121的高度为被测闸门300高度的一半且不小于2.0m。

在一实施例中，第二固定件124为卡箍，或者，第二固定件124的结构与第一固定件111的结构相同。当第二固定件124为卡箍时，卡箍可以直接套设于支撑件121，保证监测线缆200可靠固定。当第二固定件124的结构与第一固定件111的结构相同时，第二固定件124将监测线缆200固定于支撑件121的侧面。可以理解的，由于第二固定件124与第一固定件111的结构相同，在此不一一赘述。

在一实施例中，第二固定件124的数量为多个，多个第二固定件124沿监测线缆200的走向布置。可以理解的，支撑件121沿高度方向布置，相应的，需要在监测线缆200的布置方向上间隔设置第二固定件124，这样，可以支撑件121高度方向上各个位置的监测线缆200都可以被监测线缆200固定，避免邻近被测闸门300部位的监测线缆200与被测闸门300发生卡阻。并且，相邻的两个第二固定件124之间存在第二预设间距。这样可以避免第二固定件124过于集中，实现监测线缆200被可靠固定的同时，减少固定步骤；还可以避免第二固定件124过于疏松，保证监测线缆200处于顺直状态，避免监测线缆200在高速水流和大风作用下产生晃动。

进一步地，第二预设间隙的范围为0.2m～0.8m。较佳地，第二预设间隙的范围为0.5m～0.6m。可以理解的，各第二预设间隙的尺寸可以相同，也可以不同。

在一实施例中，门井监测线缆保护组件120还包括第三固定件125，升降件包括可带动钢丝绳122升降的葫芦123，钢丝绳122的一端与被测闸门300顶部的支撑件121连接，钢丝绳122的另一端与葫芦123的葫芦挂钩连接，监测线缆200还通过第三固定件125固定于钢丝绳122。当然，在本发明的其他实施方式中，升降件还可为其他能够实现钢丝绳122收卷的结构。

钢丝绳122的一端与葫芦123的葫芦挂钩连接，钢丝绳122的另一端与支撑件121的顶部连接。并且，支撑件121顶部的监测线缆200通过第三固定件125固定于钢丝绳122，避免监测线缆200在大风作用下大幅晃动和拉扯破坏。这样，被测闸门300启闭的同时，葫芦挂钩也同步升降，使得监测线缆200始终保持顺直状态，避免监测线缆200损坏。

在一实施例中，第三固定件125为卡箍，或者，第三固定件125的结构与第一固定件111的结构相同。当第三固定件125为卡箍时，卡箍可以直接套设于钢丝绳122，保证监测线缆200可靠固定。当第三固定件125的结构与第一固定件111的结构相同时，第三固定件125可以扣合固定于钢丝绳122，此时，可以两个固定部连接，实现监测线缆200固定。可以理解的，由于第三固定件125与第一固定件111的结构相同，在此不一一赘述。

可选地，第三固定件125的尺寸应与钢丝绳122的直径相匹配，以保证第三固定件125可以可靠的固定于钢丝绳122。可选地，第三固定件125的数量为多个，多个第三固定件125沿监测线缆200的走向布置。可以理解的，钢丝绳122沿高度方向设置，相应的，需要在监测线缆200的布置方向上间隔设置第三固定件125，这样，可以钢丝绳122高度方向上各个位置的监测线缆200都可以被监测线缆200固定，避免风冲击监测线缆200导致监测线缆200大幅晃动，同时还能实现钢丝绳122带动监测线缆200同步升降。并且，相邻的两个第三固定件125之间存在第三预设间距。这样可以避免第三固定件125过于集中，实现监测线缆200被可靠固定的同时，减少固定步骤；还可以避免第三固定件125过于疏松，保证监测线缆200处于顺直状态，避免监测线缆200在大风作用下产生晃动。

进一步地，第三预设间隙的范围为0.5m～1.5m。较佳地，第三预设间隙的范围为0.8m～1.2m。可以理解的，各第三预设间隙的尺寸可以相同，也可以不同。将监测线缆200按照第三预设间隙通过第三固定件125固定于钢丝绳122。

在一实施例中，葫芦123为电动葫芦或手动葫芦。葫芦123的升降距离与被测闸门300的启闭高度相匹配，且葫芦123的承载重量不小于监测线缆200及钢丝绳122总重量的两倍。可选地，线缆保护装置100还包括葫芦支撑架126，葫芦支撑架126设置于门井400顶部的地面上，用于支撑葫芦123。葫芦支撑架126采用焊接方式固定，以保证固定牢靠，能够承载监测线缆200以及钢丝绳122自重，还能承载一定的拉扯力。可以理解的，葫芦支撑架126的位置应避开控制被测闸门300的启闭机设备，并与门井400下方支撑件121的位置相对应。可选地，葫芦支撑架126由工字钢或方钢焊接形成。

葫芦123固定于葫芦支撑架126，葫芦挂钩的位置与门井400中的支撑件121的位置对齐。在被测闸门300在检修平台时，先将钢丝绳122与被测闸门300顶部的支撑件121固定牢靠，监测线缆200与钢丝绳122固定后，将被测闸门300和监测线缆200同步下降至被测闸门300全关位置，调节葫芦挂钩位置逐渐拉直钢丝绳122，使监测线缆200在门井400内基本保持顺直状态。监测线缆200引出门井400接入观测间的数据采集分析系统后，在观测平台600分段固定好监测线缆200。然后可进行被测闸门300启闭过程的振动监测实验。

本发明的线缆保护装置100布置时，将被测闸门300提升至检修平台，然后在被测闸门300上安装振动的测量仪器500，将测量仪器500的信号传输监测线缆200按被测闸门300的结构特点进行布置。在被测闸门300上按监测线缆200的布置位置和合适的间距焊接第一固定件111，使其将监测线缆200固定牢固。将被测闸门300振动的监测线缆200从被测闸门300底部往被测闸门300顶部的支撑件121位置理顺直，并与第一固定件111固定牢固后，将防护板112焊接在被测闸门300上，防护板112将监测线缆200及第一固定件111完全罩在内部。被测闸门300顶部监测线缆200用第二固定件124与支撑件121固定牢固，然后将监测线缆200分段通过第三固定件125与钢丝绳122固定牢固，并将线缆的另一端引至观测平台600的数据采集分析系统。将葫芦123固定在葫芦支撑架126上。将被测闸门300由检修平台逐渐下降至全关位置，将与监测线缆200固定好的钢丝绳122的另一端与葫芦123连接并固定牢固，调节葫芦123的挂钩位置，使被测闸门300顶部支撑件121至葫芦123的挂钩之间的钢丝绳122及监测线缆200保持顺直。

具体的，将被测闸门300开启至门井400上部的检修平台位置。在被测闸门300的关键部位布置测量仪器500。可选地，测量仪器500尽量布置在被测闸门300中心对称线一侧。按被测闸门300完全关闭时测点位置至观测平台600的最大距离计算监测线缆200和钢丝绳122的长度。先将各测量仪器500的监测线缆200从测点位置向靠近被测闸门300顶部的支撑件121合拢理顺直，并用第一固定件111固定好，然后将防护板112焊接在被测闸门300上，以将被测闸门300上的监测线缆200整体罩于防护板112的内部，避免高速水流对监测线缆200的直接冲刷和拉扯。

然后，根据监测线缆200的数量和长度在检修平台将线缆分组，一般约5-10根线缆为一组。将钢丝绳122的一端与被测闸门300顶部的支撑件121连接并固定牢固。再将分组好的监测线缆200用帮扎带绑扎好后，从支撑件121顶部位置逐段通过第三固定件125与钢丝绳122固定牢固，钢丝绳122上的第三固定件125的作用为避免监测线缆200与钢丝绳122固定后产生相对滑动，并将监测线缆200固定牢固。再将钢丝绳122的另一端与葫芦支撑架126上的葫芦123的挂钩连接牢固。最后将监测线缆200和钢丝绳122都盘放整齐后，将被测闸门300逐渐关闭至完全关闭状态。被测闸门300关闭过程中监测线缆200和钢丝绳122长度保持与被测闸门300的相对高度同步，避免被测闸门300关闭过程对钢丝绳122的拉扯。被测闸门300完全关闭后调节葫芦123的挂钩的相对位置，使钢丝绳122和监测线缆200在门井400中基本保持顺直且略微受力，同时使葫芦123的挂钩能提升的高度不小于被测闸门300试验的行程。同时将门井400中的监测线缆200引至观测平台600的数据采集分析系统后可开始被测闸门300的振动监测工作。

被测闸门300开启过程试验时，葫芦123随着被测闸门300的开启同步提升钢丝绳122及监测线缆200。被测闸门300关闭过程试验时，葫芦123随着被测闸门300的关闭同步下降钢丝绳122和监测线缆200。整个被测闸门300启闭过程中葫芦123的挂钩保持同步升降钢丝绳122和监测线缆200，使钢丝绳122和监测线缆200一直保持顺直状态且受力主要由钢丝绳122承担，能够有效避免门井400内高速水流和大风引起的监测线缆200大幅摆动和拉扯损坏以及与被测闸门300在门槽内发生卡阻，确保监测过程的顺利实施以及监测数据的可靠和被测闸门300的正常启闭。

本发明的线缆保护装置100用于对水电站的高水头平板闸门系统进行原型振动监测。在被测闸门300布置振动测量仪器500后，用监测线缆200将测量信号传递至门井400上部的观测平台600接入数据采集分析系统。被测闸门300启闭过程中的振动信号能否正常有效的被采集记录分析，监测线缆200能否正常工作起着重要作用，同时对被测闸门300的运行安全分析起着重要作用。采用本发明的线缆保护装置100能够对高水头平板闸门系统上的监测线缆200起到很好的保护作用，避免监测过程中监测线缆200的破坏以及对被测闸门300造成卡阻，为高水头平板闸门系统提供可靠的原型监测数据，确保闸门的运行安全。

本发明还提供了一种高水头平板闸门振动监测系统，包括被测闸门300、测量仪器500、监测线缆200、数据采集分析系统以及上述任一实施例中的线缆保护装置100，测量仪器500设置于被测闸门300，并通过监测线缆连接至观测平台600的数据采集分析系统，线缆保护装置100应用于被测闸门300门体及门井400，用于保护监测线缆200。避免监测过程中监测线缆200的破坏以及对被测闸门300造成卡组，为高水头平板闸门运行过程的振动监测提供可靠的监测数据，确保闸门的运行安全。

本发明还提供了一种的线缆保护装置的布置方法，应用于上述的高水头平板闸门振动监测系统的线缆保护装置100，该布置方法包括如下步骤：

被测闸门300监测线缆200保护步骤：

将被测闸门300开启至门井400上部的检修平台位置，在被测闸门300的关键部位布置多个测量仪器500；

按被测闸门300完全关闭时测点位置至观测平台600的最大距离计算测点监测线缆200长度和钢丝绳122长度；

将各测量仪器500的监测线缆200从测点位置向被测闸门300顶部支撑件合拢理顺，并从被测闸门300的底部向顶部用多个第一固定件111分别固定好；

将防护板112罩设于监测线缆200；

门井400监测线缆200保护步骤：

将钢丝绳122的一端与被测闸门300顶部的支撑件121连接；

将监测线缆200绑扎好后逐段通过第二固定件124固定于支撑件121，再通过第三固定件125固定于钢丝绳122；

将被测闸门300由检修平台逐渐下放至完全关闭状态，同时将监测线缆200和钢丝绳122同步与被测闸门300下降。当被测闸门300完全关闭后调节葫芦123挂钩的位置使其在被测闸门300启闭过程中具有相应的行程，并使钢丝绳123基本保持顺直。

被测闸门300开启过程试验时，葫芦123随着被测闸门300的开启同步提升钢丝绳122及监测线缆200，被测闸门300关闭过程试验时，葫芦123随着被测闸门300的关闭同步下降钢丝绳122及监测线缆200，使钢丝绳122与监测线缆200一直保持顺直状态且主要由钢丝绳122承担相应的受力。

本发明的线缆保护装置100布置时，将被测闸门300开启至门井400上部的检修平台位置。在被测闸门300的关键部位布置测量仪器500。可选地，测量仪器500尽量布置在被测闸门300中心对称线一侧。按被测闸门300完全关闭时测点位置至观测平台600的最大距离计算监测线缆200和钢丝绳122的长度。先将各测量仪器500的监测线缆200从测点位置向被测闸门300顶部的支撑件121合拢理顺直，并用第一固定件111固定好，最后将被测闸门300上的监测线缆200整体罩于防护板112的内部，避免高速水流对监测线缆200的直接冲刷和拉扯。

然后，根据监测线缆200的数量和长度在检修平台将线缆分组，一般约5-10根线缆为一组。将钢丝绳122的一端先与被测闸门300顶部的支撑件121通过第二固定件124连接并固定牢固。再将分组好的监测线缆200用绑扎带绑扎好后，从支撑件121顶部位置逐段通过第三固定件125与钢丝绳122固定牢固，钢丝绳122上的第三固定件125的作用为避免监测线缆200与钢丝绳122固定后产生相对滑动，并将监测线缆200固定牢固。监测线缆200与钢丝绳122都固定好后，再将钢丝绳122的另一端与葫芦支撑架126上的葫芦123的挂钩连接牢固。最后将监测线缆200和钢丝绳122都盘放整齐后，将被测闸门300逐渐关闭至完全关闭状态。被测闸门300关闭过程中监测线缆200和钢丝绳122长度保持与被测闸门300的相对高度同步，避免被测闸门300关闭过程对钢丝绳122的拉扯。被测闸门300完全关闭后调节葫芦123的挂钩的相对位置，使钢丝绳122和监测线缆200在门井400中基本保持顺直且略微受力，同时使葫芦123的挂钩能提升的高度不小于被测闸门300试验的行程。同时将门井400中的监测线缆200引至观测平台600，接入测量仪器500后可开始被测闸门300的振动监测工作。

被测闸门300开启过程试验时，葫芦123随着被测闸门300的开启同步提升钢丝绳122及监测线缆200。被测闸门300关闭过程试验时，葫芦123随着被测闸门300的关闭同步下降钢丝绳122和监测线缆200。整个被测闸门300启闭过程中葫芦123的挂钩保持同步升降钢丝绳122和监测线缆200，使钢丝绳122和监测线缆200一直保持顺直状态且主要由钢丝绳122承担相应的受力，能够有效避免门井400高速水流和大风引起的监测线缆200大幅摆动和拉扯以及与被测闸门300在门槽内发生卡阻，确保监测过程的顺利实施以及监测数据的可靠。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书的记载范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高水头平板闸门振动监测系统的线缆保护装置，其特征在于，安装于高水头平板闸门振动监测系统中，所述线缆保护装置包括：

闸门门体振动监测线缆保护组件，包括第一固定件以及防护板，所述第一固定件将监测线缆固定于被测闸门，所述防护板罩于所述监测线缆，并固定于所述被测闸门；以及

门井监测线缆保护组件，包括支撑件、钢丝绳以及升降件，所述支撑件设置于所述被测闸门顶部，用于将所述监测线缆托举到离所述被测闸门顶部预定高度，所述钢丝绳用于连接所述支撑件和所述升降件，并承载所述监测线缆，所述升降件设置于所述门井顶部，用于带动所述被测闸门上方的所述钢丝绳和所述监测线缆随所述被测闸门同步升降。

2.根据权利要求1所述的线缆保护装置，其特征在于，所述第一固定件具有限位部与固定部，所述限位部具有限位槽，用于容置所述监测线缆，所述固定部用于固定于所述被测闸门；

所述限位槽的形状为弧形、折线形或多边形。

3.根据权利要求2所述的线缆保护装置，其特征在于，所述第一固定件的数量为多个，多个所述第一固定件沿所述监测线缆的走向布置，且相邻的两个所述第一固定件之间存在第一预设间距；

所述第一预设间隙的范围为0.2m～0.8m。

4.根据权利要求2至3任一项所述的线缆保护装置，其特征在于，所述防护板由不锈钢制成，并焊接于所述被测闸门；

所述防护板的厚度范围为1.5mm～6mm。

5.根据权利要求2至3任一项所述的线缆保护装置，其特征在于，所述支撑件为支撑板或支撑杆，所述门井监测线缆保护组件还包括第二固定件，所述第二固定件用于将靠近所述被测闸门顶部位置的所述监测线缆固定于所述支撑件；

或者，所述支撑件为支撑架，所述支撑架具有容置空间，所述监测线缆位于所述容置空间。

6.根据权利要求5所述的线缆保护装置，其特征在于，所述支撑件的高度为所述被测闸门高度的1/4～3/4；

和/或，所述支撑件的高度大于等于1.5m。

7.根据权利要求5所述的线缆保护装置，其特征在于，所述第二固定件为卡箍，或者，所述第二固定件的结构与所述第一固定件的结构相同；

所述第二固定件的数量为多个，多个所述第二固定件沿所述监测线缆的走向布置，且相邻的两个所述第二固定件之间存在第二预设间距；

所述第二预设间隙的范围为0.2m～0.8m。

8.根据权利要求2至3任一项所述的线缆保护装置，其特征在于，所述门井监测线缆保护组件还包括第三固定件，所述升降件包括可带动钢丝绳升降的葫芦，所述钢丝绳的一端与所述被测闸门顶部的所述支撑件连接，所述钢丝绳的另一端与所述葫芦的葫芦挂钩连接，所述监测线缆还通过所述第三固定件固定于所述钢丝绳上；

所述第三固定件的数量为多个，多个所述第三固定件沿所述监测线缆的走向布置，且相邻的两个所述第三固定件之间存在第三预设间距；

所述第三预设间隙的范围为0.5m～1.5m；所述葫芦为电动葫芦或手动葫芦；所述葫芦固定于所述门井上部的葫芦支撑架上；所述钢丝绳的直径大于等于6mm；所述监测线缆至少固定于一根所述钢丝绳上。

9.一种高水头平板闸门振动监测系统，其特征在于，包括被测闸门、测量仪器、监测线缆、数据采集分析系统以及如权利要求1至8任一项所述的线缆保护装置，所述测量仪器设置于所述被测闸门，并通过所述监测线缆将振动信号传输至观测平台，所述线缆保护装置设置于所述被测闸门，用于保护所述监测线缆。

10.一种线缆保护装置的布置方法，其特征在于，应用于高水头平板闸门振动监测系统的线缆保护装置，所述布置方法包括如下步骤：

闸门门体振动监测线缆保护步骤：

将被测闸门提升至门井上部的检修平台位置，在所述被测闸门的关键部位布置多测量仪器；

按所述被测闸门完全关闭时测点位置至观测平台的最大距离计算测点监测线缆长度和钢丝绳长度；

将各所述测量仪器的所述监测线缆从测点位置向所述被测闸门顶部的支撑件合拢理顺，并从所述被测闸门的底部向顶部用多个第一固定件分别固定好；

将防护板罩于所述监测线缆，并固定于所述被测闸门上；

门井监测线缆保护步骤：

将钢丝绳的一端先与所述被测闸门顶部的支撑件固定连接；

将所述监测线缆绑扎好后逐段通过第二固定件固定于所述支撑件，再通过第三固定件固定于所述钢丝绳；

将所述被测闸门由所述检修平台逐渐关闭至完全关闭状态，同时将所述监测线缆和所述钢丝绳同步与所述被测闸门下降；当被测闸门完全关闭后，调节葫芦挂钩的位置使所述葫芦挂钩在所述被测闸门启闭过程中具有相应的行程，并与所述钢丝绳固定后能保证所述门井内的所述钢丝绳和所述监测线缆顺直，并由所述钢丝绳承载所述监测线缆；

所述被测闸门开启过程振动监测时，所述葫芦随着所述被测闸门的开启同步提升所述钢丝绳及所述监测线缆，所述被测闸门关闭过程振动监测时，所述葫芦随着所述被测闸门的关闭同步下降所述钢丝绳及所述监测线缆，使所述钢丝绳与所述监测线缆一直保持顺直状态。