淺談ZQZ系列自動氣象站的維護維修及典型實例分析

羅 瀟 劉洪文

（1.祁陽縣氣象局，湖南祁陽 426100；2.新田縣氣象局，湖南新田 425700）

淺談ZQZ系列自動氣象站的維護維修及典型實例分析

羅 瀟1劉洪文2

（1.祁陽縣氣象局，湖南祁陽 426100；2.新田縣氣象局，湖南新田 425700）

根據ZQZ系列區域自動氣象站工作原理和硬件系統的配置，對自動氣象站各部分容易出現的問題故障及排查方法加以說明，并通過舉例進行分析說明。

自動站 故障排查

區域自動氣象站是指在某一地區根據需要建設的，不借助人工干預就能自動探測多個氣象要素、自動生成報文，并將探測數據定時傳給中心站的氣象站，它的出現填補了氣象空間區域探測的空白[1]。永州地區目前共有363個區域自動氣象站，大多為ZQZ型，由于區域站都是布置在室外，受日曬雨淋、雷電大風、低溫冰凍及人為因素的影響，難免會出現各種各樣的故障，這時就需要業務人員盡快趕往故障站點排查處理故障。但是隨著站點覆蓋數量越來越多，站點距離臺站路途遙遠、維護維修極其不便，對日常維護和保障維修的要求也越來越高，如果因為攜帶的檢修工具、備件不全而折返，或者因為檢修經驗不足，不能排查處理故障，這樣既費時又費力，還會影響自動站的正常運行，因此，本文本人就近年來對區域自動氣象站日常維護、維修保障工作中遇到的常見問題和故障排查及維修進行分析，從中總結成功經驗，為日后更好的開展日常維修和保障工作提供參考依據。

1 電源部分故障排查方法及實例分析

ZQZ系列自動站電源部分由太陽能板或者外接交流電、PV控制器及蓄電池構成[2]，既可以使用太陽能供電，也可以使用交流供電。排查電源部分故障主要通過觀察PV控制器LED指示燈顯示情況。

圖1 PV控制器

一般充電顯示燈亮表示太陽能電池正在對蓄電池進行充電，燈滅表示不充電；蓄電池電壓顯示燈不亮表示蓄電池電壓正常，亮表示蓄電池電壓低，閃爍表示蓄電池電壓很低；負載狀態顯示燈不亮表示正常運行，亮表示深度放電保護，閃爍表示負載過載或短路。祁陽青山沖站某日多個時次不在線數據未上傳，白天天氣晴好仍沒有數據，經趕往排查，充電顯示指示燈不亮，更換PV控制器及蓄電池后運行正常。電源部分故障有時是因為太陽能電板損壞、長時間陰雨天氣，蓄電池老化等造成供電電壓過低，區域站不能正常運行，在晴天更換太陽能電板需要注意不要讓正負極短接，否則會損壞太陽能電板，不過電源部分大多數故障是蓄電池電壓不足引起，只需更換蓄電池即可，所以及時淘汰使用時間超過2年以上的蓄電池，可有效減少維護次數。

2 通信部分故障排查方法及實例分析

ZQZ系列自動站采用的是GPRS DTU或CDMA DTU構建全透明傳輸、永遠在線的無線數字數據專用網絡，主要由GPRS模塊、天線、SIM卡組成。模塊面板上提供了三個LED狀態指示燈，指示模塊的工作狀態和GPRS網絡狀態。一般模塊加電后，PWR燈亮且同時閃爍，表示模塊工作正常，如果DATA燈閃亮表示數據口有數據輸入/數據輸出，NET燈常亮表示網絡正常。模塊加電1分鐘左右如果PWR燈8秒閃一次，表示模塊已經登錄中心站，運行正常，如果持續閃爍較快，表示未連接GPRS網絡，這時需要重新插拔。祁陽長塘沖水庫站某日早上發現夜間已連續多個時次不在線，業務人員迅速組織趕往該站，打開采集箱查看，PWR燈持續快速閃爍，經測試，電壓正常，移動基站就在附件，手機信號好，經重新插拔仍快速閃爍，重新配置帶來的工作正常的GPRS模塊，換上1分鐘后閃爍正常。通信部分故障有時還是因為SIM卡引起，一種是SIM卡欠費或者磁性部分損壞，這時就需要充值續費或者去移動營業廳重新制卡，另一種情況就是存儲的短信息過多，也會造成數據無法傳輸，這時帶的工作手機就派上用場了，插上卡刪除里面的短信息就能解決故障。

圖2 GPRS模塊

3 線路部分故障排查方法及實例分析

線路部分故障主要有3點原因，其一是線路被老鼠咬破，造成接觸不良或者線斷掉，其二是處于潮濕環境引起接頭銅線部分起綠銹引起線路不通，其三是裝備保障人員沒有把線接緊，線脫落導致故障。一般碰到線路故障，本人的經驗是主要通過一看、二扯、三測來判斷，一看主要是查看線路是否破損，是否有綠銹，二扯通過輕輕扯動線路接頭處，看是否松動，三測是用萬用表蜂鳴檔測試線路通斷。

4 雨量部分故障排查方法及實例分析

我市區域站雨量傳感器目前都是使用雙翻斗雨量傳感器，核心部件是上下排列的三個翻斗，從上至下分別為上翻斗、計量翻斗、計數翻斗，還有固定支架上的干簧管。雨量部分故障主要分為無雨量數據、雨量異常偏少、雨量異常偏多等。承水口漏斗處容易被灰沙、樹葉、昆蟲尸體等堵塞及干簧管焊接不當，都會造成雨日無數據或者數據異常偏少，雨量筒內部有螞蟻或者蜘蛛網，會出現雨量數據與實際情況相比異常偏多的情況。江永黃甲嶺中學站某日24小時累計降水量達400余mm，小時降水量最高達70余mm，經業務人員現場排查，發現內部有蜘蛛網，蜘蛛網連接正負極，因雨水沾在蜘蛛網上，導致正負極導通，數據異常，經清除蜘蛛網后恢復正常。

5 溫度部分故障排查方法及實例分析

溫度傳感器主要元件為Pt100鉑電阻，在日常使用中，會出現溫度數據與附近站點比較偏差較大，與歷史極值差距較大的情況，出現數據異常通常先檢查線路，特別是端子部分線頭是否松動，線纜部分是否破損。祁陽金鳳站某日溫度數據異常，經現場排查后，發現線纜接頭部分均正常，用萬用表測量電阻后計算的溫度值與當時溫度有一定差距，后更換溫度傳感器后溫度數據恢復正常。有時通風防輻射罩損壞后也會引起溫度數據異常偏高，這時更換輻射罩就能解決問題。

6 風向風速部分故障排查方法及實例分析

我市ZQZ型區域自動站目前主要采用ZQZ-TF測風傳感器，由風向傳感器和風速傳感器組成，風向傳感器的信號發生裝置由格雷碼盤、發光管、光敏管等組成，風速傳感器的感應元件為三杯式風杯組件，信號變換電路為霍爾集成電路。風向部分故障主要是風數據異常，分別是風向長期保持某一數值不變和風速值明顯偏大或偏少。當風數據出現異常時，通常先檢查接頭是否松動脫落，線纜是否破損，傳感器轉動軸是否轉動不靈活。江永回龍圩站某一段時間風數據一直異常為0，經業務人員現場排查，傳感器故障，放倒風桿更換風傳感器后恢復正常。有時在冬季下凍雨的時候，風傳感器可能會被凍結，這時就需要對傳感器及時融冰或者等溫度升高使冰脫落即可恢復正常。

隨著氣象事業發展，自動氣象站數量不斷增加，自動站日常維護維修工作任務會更加繁重，區域站的維護、維修工作變得更為重要[3]，這不僅需要理論的學習，更是需要實踐的積累，才能盡快排查故障，及時處理，保證數據的傳輸。

[1]韓瑩，李興濤，高聯門，等．區域自動氣象站故障排查及維修基本方法[J]．價值工程，2016，03：100-122．

[2]許道．ZQZ-A系列自動氣象站安裝、使用和維護．江蘇省無線電科學研究所有限公司．

[3]聞春華，張雪琳，李進．自動氣象站硬件、通信故障的判斷與維護[J]．江西氣象科技，2005，28（1）：59-60．

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