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一次供电异常引起的自动站故障处理
摘 要：随着气象观测自动化业务的不断推进,气象观测业务人员的职能转变亦成为一种必然的趋势.本文针对一次供电异常引起的自动站故障,观测人员发现异常后,依次对监控软件、采集器、供电线路等方面进行分析检查,顺利排除故障,及时完成异常数据的处理,最后提出了观测业务人员应加强学习的方向以及异常情况发生时应采取的应急措施.
关键词：供电异常；自动站；故障处理
自动气象站投入业务运行以来,大幅提高了测量的时间密度和时效性,促进了观测工作质量和效率的提升,也大大减少了业务人员的工作量.随着自动化的越来越深入,需要业务人员不断加强对自动气象站原理以及日常维护、维修等内容的学习,台站更应制定应急制度并加强演练,从而能够在自动气象站出现故障时,及时有效地查明原因、排除故障,充分发挥自动气象站的效能.
1故障现象的发生
2016年6月22日11时30分,值班员按照规范流程查看自动气象站采集数据,发现数据有异常,采集失败次数已超30次,监控软件显示数据为30 min前记录.值班员关闭监控软件并重新运行,监控软件运行至30%停止.关闭全部软件,重新启动计算机,重新运行监控及业务软件,故障现象依旧.该日夜间有小雨,无雷电现象,故障发生时降水已停止.
2故障检查
因无雷电现象,值班员判断非串口被烧毁故障,但监控软件运行至30%停止一般为通讯故障,因此怀疑是否有接口松动,经查室内各接线均牢固,无松动；随后检查监控软件相关设置,在“自动站维护”菜单中选中“自动站参数设置”选项,检查弹出对话框中的“基本参数”项, 一是查看自动站驱动程序与本站自动站型号是否一致,二是检查对话框“端口设置”项, 查看端口号是否与实际用通讯口一致,波特率应为9600、奇偶校验位应为N、数据位应为8、停止位应为1、控制位应为无；经查参数设置一切正常.最后检查监控软件“系统参数”菜单下“选项”设置,查看“运行设置”下采集控制部分是否设置正确,数据采集是否勾选,检查结果均正常.
因室内部分正常,值班员关闭监控软件,检查室外采集器单元.首先目测了供电单元部分：交流、直流及蓄电池充电指示灯正常亮,采集器指示灯每3 s闪1次,表象显示一切正常.怀疑为串口隔离器故障,将隔离器成对取下（串口隔离器更换需成对更换,且自动站或计算机一端需断电,本站处理故障时将采集器端断电）,再次运行监控软件,依然运行至30%停止.将通讯线更换至备份计算机连接,故障依旧.
经上述检查,确定非监控软件设置错误,且初步排除串口隔离器、通讯线路损坏等故障.当故障不能被有效判明时,从供电查起.电源检查流程如图1所示[1]：目测各指示灯均正常,用万用表检查蓄电池电压,注意表笔插位与测量时档位、极性,红表笔插万用表电压、电阻插孔,黑表笔插接地插孔；测量蓄电池时档位选择直流电压0 ~ 20 V档位,红表笔对电池正极（红色接线柱）,黑表笔对负极（黑色接线柱）.检查结果蓄电池电压约9.5 V,远低于12.0 V标准电压.此种情况说明：（１）供电系统正常,电池正常,能够充电[1]；（２）采集器能够工作,所以采集器指示灯每3 s闪烁1次；（３）通讯供电不足,造成计算机与采集器间连接失败.
蓄电池电压过低是造成问题的原因,但为什么会电压过低？检查电源直流输出,输出电压约为8V,且示值不稳.将万用表档位调至交流电压0~220V档位,测量电源交流部分.输出为120V左右,也表现为示值不稳；输入端测量结果相同.因采集箱供电是通过UPS接入的,UPS工作正常,无雷电现象,未出现跳闸现象,再往前端检查进观测场配电箱.发现配电箱内一空开有打火现象,一侧线路已烧红,处于断断续续状态.故障原因查明,因配电箱线路故障,引起缺一相电,低电压使交流供电失效,蓄电池电量消耗过多,使电压过低,致通讯中断.将线路切换至另一路空气开关,再次检查供电,电源直流输出达12V以上.室内监控软件启动,连接正常,故障被排除.故障排除时间为02时07分.
3故障期间数据处理
用自动站质量控制软件检查RTD文件发现,00时59分起至02时07分无数据,用业务软件检查数据发现,00时60分（01时）分气压、气温、相对湿度有数据,其他无数据.故障期间数据进行如下处理：（１）在02时发报前处理完01时记录.按业务规定,用业务软件“数据维护”——“正点地面观测数据维护”功能,双击“日时/要素”列下02日01时框,弹出“自动气象站备份文件（*.RTD）数据”对话框,双击00时58分数据,用58分记录代替；气压、气温、相对湿度用正点00分数据代替.（２）02时记录,发报时用人工观测记录代替（草温除外）,按正常时效上传记录.自动站故障排除后,用监控软件下载历史数据（因处理故障时对采集器断电操作,未配置存储卡,造成整个故障期间采集器无采集数据）.采集器供电正常时间为02时05分,故02时人工观测数据上传后,按业务规定,操作流程如01时,但取用的数据为：气压、气温、相对湿度用02时05分代替,露点温度、水汽压进行计算；2 min平均风用02时10分风记录代替,10 min平均风及各要素极值缺测处理；其他数据用02时08分记录代替.
４小结
（１）严格遵守业务规定是及时发现故障的保证.此次故障出现时,未发生雷雨、大风、冰雹等强对流灾害性天气,值班员按时巡查设备,及时发现故障,表明严格执行业务规定的重要性.（２）加强故障排查流程建设与学习.此次及时发现故障至故障排除,历时约40 min,一方面是此次故障隐藏性较强,常规目测检查不能有效发现故障原因；另一方面也说明台站应制定故障排查流程,并加强这方面的业务学习与实践,提高故障排除效率.（３）建立应急流程,加强应急演练.此次故障排查中,值班员做完第一轮检查后,时间已接近02时,要同时进行故障处理和观测、发报是不可能的.根据应急流程,值班员将下一班人员叫起来后由值班员完成02时人工观测、发报,被叫起人员进行故障排查.故障排查结束后,又及时对02时记录进行正确处理.这些都需要有应急流程并在日常工作中进行演练.
参考文献
[１]周宝才,王传,曹广敏.CAWS600自动站故障检测总流程[J].气象水文海洋仪器,2006（２）：31-33.
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4、参考文献自动生成