阿塔卡马沙漠,对仪器测量的极端气候考验

发表日期:2016-04-29     点击击数:2871



发布于: 2016年4月15日地处智利的阿塔卡马沙漠气候条件极端劣,强太阳射,紫外线辐射指高,某些域含量高,致仪器量、通信和能源系统早劣化。因此,有必要在安装和护期间采取适防措施。自安托法加斯塔大学Ingeniero Proyecto FIC-RFernando Guerra HidalgoPlataforma Solar del Desierto de AtacamaPSDA)中分享了他的经

电气保护

针对电源系统和信号电路,需采取干扰和浪涌保护措施,否则会引起电子设备损坏或影响到连接仪器所收集到的数据。首先,进行地面条件研究,考虑保护接地。在阿塔卡马沙漠的某些区域,土壤电阻率可高达600 ohm/m,这就需要购置接地网。

大面积的接地网可为隔离的光伏发电系统、电池板、电池、逆变器和电源/充电单元提供接地基准,同时还为干扰仪器测量和设备操作的雷电、静电放电和其他噪音因素提供放电路径。电源和通信系统应尽量与敏感性测量电路相分离。

紫外线辐射

由于高度紫外线辐射会加速材料劣化——包括传输数据和电力的电缆在内,务必要谨记此要点。我们已利用Kipp & ZonenUVS-AB-T辐射计测量出了高达的80 W/m2UVA辐照度和2.9 W/m2UVB辐照度。这一结果高于电缆抗紫外线能力测试中通常采用的辐射水平。

电缆必须铺设在金属管道内,并且必须具有防水特性。这样还能防止阿塔卡马沙漠内的动物群对电缆造成损坏,例如啮齿类动物可以咬坏电缆的绝缘层。

尽管阿塔卡马沙漠区域内的风速并没有很高,最高达45 km/h左右,但是仍然具有阵风效力。因此,必须在工作区域内小心注意,设备必须向下牢牢固定或采取适当方式存放。尤为注意的是,安装光伏电池板时,避免在风速大于35 km/h的情况下工作。电池板重量轻且表面积大,很容易从工作人员手中吹跑继而被损坏,最终造成人员受伤或电厂损坏。

阵风也会吹起灰尘、沙子和小石头,造成损坏。

预防性维护

预防性维护的目的在于清除污垢和腐蚀,并避免仪器受环境条件影响出现整体劣化现象。异种金属的接触面会因为电偶效应产生电偶腐蚀。

《基准地面辐射观测网络(BSRN)操作手册》是实行预防性维护的一份绝佳指南,无论是针对圆罩、外壳和电气连接器的清洁,还是针对电缆状况的检查。

维护重点在于检查因维护不当或沙尘暴原因造成玻璃圆罩上出现划痕(石英圆罩抵抗力更强)。在存在氧化物的情况下,连接器将无法正确发挥屏蔽作用,且这些氧化物可能难以消除。建议采取适当的保护措施,即用一块浸有矿物润滑剂的干净布擦拭连接器外部,防止氧化物生成。

另一个维护项目是检查电缆状况,尤其是拉伸或压缩电缆的单轴或双轴移动仪器(例如太阳跟踪器)。检查安装表面/支架和电缆之间是否因风力或仪器移动造成摩擦,以及电缆是否被啮齿类动物咬坏。

另外重要的一点是,安装和调平螺丝需涂抹低扭矩锁止复合粘合剂(例如Loctite®222),防止风吹动安装仪器造成松动。

必须有一处便于进行设备维护的安全区域,但是仅限于经过适当培训的人员和授权人员出入。相对于放置仪器不予维护,未经过培训的人员造成的损失更大。

Plataforma Solar del Desierto de Atacama(PSDA)位于安托法加斯塔大学的东南部80公里处,其中安装有一处Kipp & Zonen太阳f监测站,目前正在进行一项加入BSRN的应用研究。

本文作者:安托法加斯塔大学Ingeniero Proyecto FIC-RFernando Guerra Hidalgo