新型自動站的一次雷擊故障判別與應用體會

王曉紅　陳蓉　李蕾　易林芝　唐坤

摘 要 以湖南省醴陵市氣象局所安裝的DZZ6新型自動氣象站為切入點，就其氣象部門的應用實際體會與具體應用策略，進行細致的探討，期望為有效發揮新型自動站的功用，維護其設備的運行質量安全，提供有益的參考。

關鍵詞 新型自動站；醴陵市氣象局；氣象部門

中圖分類號：TM863 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.21.128

隨著氣象行業發展與工程技術的進步，為進一步提升氣象站地面觀測的精度與準確性，我國各省份已陸續開始安裝、應用新型自動氣象站，其新型自動站儀器高精確度、高穩定性與易于維護的優勢特點，為優化氣象部門觀測水平與維護成本帶來極大幫助，且其設備還具有遠程監控的特性，便于氣象業務人員對其設備做實時監測。新型自動站的技術優越性，為氣象部門有效觀測當地氣象情況提供助力；同時，需要其氣象部門對其進行合理、科學的應用，以充分發揮新型自動站的功能作用，延長其使用期限。因此，以湖南醴陵氣象局所使用的DZZ6新型自動站為研究出發點，對其應用體會與具體應用方法做詳細的探究分析。

1 醴陵市氣象局新型自動氣象站建設基本情況

2015年醴陵市氣象局觀測場按照新的《地面氣象觀測場規范化圖冊》要求，在8月完成整體升級改造，9月完成新型自動站安裝調試。觀測場地網在改造前經檢測為16.0 Ω，設備存在巨大的雷擊安全隱患。但為了優化資源，觀測場地網改造需與臺站綜合改造同時進行，時間上與觀測場的升級改造稍有落后。通過3個月試運行后，2016年元旦，新設備正式投入使用。此批新型自動站是天津中環天儀DZZ6型產品，要素為溫度、濕度、氣壓、風向風速、雨量、地溫和能見度，地面氣象測報工作的自動化進一步提高。在一年使用過程中，醴陵氣象局遇到過諸多問題，得到了如設備的雷擊故障判別與日常維護的一些經驗，現把它們記錄下來，供大家討論與交流。

2 新型自動氣象站的具體應用分析

2.1 設備雷擊后的故障判別與維護

存在巨大雷擊安全隱患的醴陵氣象局觀測場，4月9日上午沒有得到幸免，在一聲巨雷之后新型自動站出現溫濕度、地溫數據缺測。設備出現故障后，醴陵市氣象局即刻組織技術力量檢查設備故障，并隨即啟用了備份站，雖然新型自動站維護過程長達5 d，但對醴陵市氣象局的數據通訊率與數據可用性影響不大[1]。受檢測設備限制，我們從各設備的防雷板開始檢查，判斷故障點。

第一，用萬用表打到蜂鳴檔測試主采集器防雷板上溫濕度和地溫共用接口上下端口，聽到蜂鳴聲，得出主采集器防雷板信號傳輸正常，故排除主采集器防雷模塊損壞的可能。

第二，此批中環天儀DZZ6型自動站采用了溫濕度和地溫共用CAN通訊端口進入主采的技術，出現溫濕度和地溫同時采集不到數據，故障有如下幾種可能：一是溫濕度分采損壞；二是地溫分采損壞；三是可能溫濕度和地溫同時損壞；四是主采集器損壞。

第三，檢查溫濕度采集器：擰開溫濕度采集器盒子找到供電和信號端口，用萬用表調到直流20 V檔，分別測試溫度或濕度接收端口，測得電壓為12 V左右，屬于正常范圍，判斷溫濕度采集器也未損壞。

第四，檢查地溫采集器：首先觀察到信號燈呈有規律的閃爍，然后用萬用表打到200 Ω檔，測試2～3個地溫傳感信號和供電電阻，測得電阻值110 Ω左右，屬于正常值，判斷地溫采集器也未損壞。

第五，地溫分采和溫濕分采是否損壞對另一個造成干擾的測試：拔出溫濕（地溫）進入采集器的航空插頭測試地溫（溫濕）是否正常，測試后地溫（溫濕）均沒采集到數據。

第六，為了保險起見，維護人員更換了溫濕度和地溫分采，軟件仍然沒有采集到溫濕度和地溫數據。

第七，通過前面的一系列測試，我們判斷主采集器遭受雷擊是導致故障的原因，更換主采集器后數據采集終于恢復正常。

2.2 新型自動站的日常維護工作

日常維護是確保新型自動站運轉正常與延長使用期限的重要手段，其工作主要是在定期與不定期檢查系統計算機顯示數據是否正常、檢測設備電纜是否有損壞或老化問題、檢驗設備各連接部件是否銜接穩固牢靠、檢查設備防雷裝置設備能否正常運作等[2]。其日常維護還涉及對各新型自動站具體部件的維護工作如下。

2.2.1 溫濕度傳感器的日常維護

由于溫濕度傳感器均為高精度傳感儀器，因此在檢查中應避免對其設備造成的磕碰搖動，防止對設備敏感元件的損傷。同時，在檢查溫度傳感器時應注意確保設備探頭的清潔，避免灰塵的滲入。而對濕敏電容傳感器的檢修工作，因其設備頂端設有保護性過濾網，檢查中應及時清洗避免塵埃污染過濾網，若過濾網污染問題嚴重則應做及時更換；同時，因濕敏電容傳感器的高精度特性，檢查中應注意不用手做直接接觸，減少對設備感應能力的影響。

2.2.2 地溫數據的日常維護

在日常工作中，地溫的不正常記錄較多，醴陵市氣象局業務人員會根據地溫的年際變化、日際變化規律，處理不正常記錄。判斷數據是否正常后，可用正點前后10 min記錄代替、內插法、備份站數據代替處理，提高正點數據的準確性與可用性。

3 經驗與探討

通過1 a的實踐應用，醴陵市氣象局業務人員得到以下啟示。

一是臺站應盡量使觀測場地網阻值符合自動氣象站防雷技術規范要求（電阻≤4.0 Ω）[3]。二是雖然新型自動站在很大程度上減輕了地面氣象工作的工作量，但是在日常工作中仍然不能忽視備份站的對比觀測，特別在雷雨季節來臨前，新型自動站設備一旦被雷擊，故障判別困難，恢復過程緩慢，整合備份站資源，備份站的數據可用性顯得尤為重要，若備份站日常維護良好，可立即啟用其作為正式記錄，不至于導致長時間數據缺測而影響臺站的數據通訊率與可用性。三是在雷暴高發區要加強防雷設施，屢次遭受雷擊的站可以在主采集器和地溫分采的CAN通訊端口前增加浪涌保護器（即防雷板），加強設備的防雷保護。四是DZZ6新型自動氣象站相比傳統自動氣象站，存在諸多性能與應用上的優勢，醴陵氣象局在對其設備使用中，增強日常檢查與維護力度，對各類設備故障問題做到及時、高效的分析處理，以充分發揮新型自動氣象站的功能，實現準確監測本地氣象要素的目的。

參考文獻

[1]雷紫茜.地面新型自動站觀測系統應用研究[J].農技服務，2015，32（7）：138-139.

[2]鄧新超.新型自動氣象站結構特點及安裝注意事項[J].科技與創新，2015（9）：127.

[3]黃思源，劉鈞主.新型自動氣象站觀測業務技術[M].北京：氣象出版社，2014.

（責任編輯：劉昀）