鄭文君 羅 倩 朱世杰 紀嘉雯
(1.永安市氣象局,福建 三明 365100;2.三明市氣象局,福建 三明 365000;3.建寧縣氣象局,福建 三明 354500;4.尤溪縣氣象局,福建 三明 365100)
近年來,永安市進行了高密度的區(qū)域站網(wǎng)建設。在早期建設區(qū)域站時,受多種因素限制,大部分觀測區(qū)域站修建在樓頂上,造成氣象要素受樓頂?shù)沫h(huán)境影響,出現(xiàn)氣溫偏高、雨量偏大、風速偏大等情況,影響到觀測數(shù)據(jù)的準確性和有效性。為了更好地發(fā)揮區(qū)域站的作用,永安市近年來針對樓頂?shù)膮^(qū)域站進行落地改造,現(xiàn)在部分區(qū)域站落地改造后已經(jīng)運行了3年,但在運行過程中漸漸出現(xiàn)了各種新問題。本文探討區(qū)域站落地改造的方法,并剖析各類故障問題,提出相應的解決方法。
永安市區(qū)域站落地改造的方法是將設備從樓頂上遷移至選定的新址,在遷移設備的過程中,由于氣象設備非常精密、屋頂環(huán)境復雜、人員操作困難,為保證人員和設備的安全,有以下幾個注意要點:必須關閉電源,首先要將太陽能供電切斷,再切斷電池電源,兩處電源正負極接線端都用電工膠布進行包裹保護,防止因電源短路導致設備故障;注意電池要水平放置,避免運送過程中出現(xiàn)橫放或倒置,導致電池損壞;將傳感器拆卸下后,需使用海綿或泡沫箱進行保護,避免設備碰撞變形;所有接頭線纜進行標記后,將其用電工膠布包裹接口處并捆扎固定在設備上。最后所有設備在拆卸完畢后,可以根據(jù)情況進行清洗、防銹、噴漆處理,再完成區(qū)域站設備安裝工作。
隨著智能制造和芯片制造技術的迭代,區(qū)域站的設備集成化程度逐步提高,氣象觀測設備作為高度敏感類設備,在使用過程中易遭受高低溫、潮濕、鹽分、微生物、蟲蟻、機械沖擊等因素的影響,降低設備的使用可靠性,當我們發(fā)現(xiàn)區(qū)域站出現(xiàn)故障時,應使用福建省區(qū)域站在線監(jiān)控網(wǎng)站中的數(shù)據(jù)進行分析,使用排除法初步推斷故障發(fā)生的位置,提早進行維修準備工作,提升維修工作質(zhì)量與速度,避免影響數(shù)據(jù)的到報率和可用率。
如果區(qū)域站整點全要素數(shù)據(jù)缺失,需要保障人員先判斷是否電源出現(xiàn)故障,可以查看設備故障之前數(shù)個小時的電壓值,如在晴好天氣的情況下,電池電壓持續(xù)降低,當電壓值低于某個閾值后設備關機(6V電池為5.7V、12V電池為11.7V),可以判斷故障原因為供電問題;如電源電壓正常,就繼續(xù)對通訊傳輸設備進行測試,若區(qū)域站使用2G網(wǎng)絡信號,可先嘗試聯(lián)系通訊運營商重啟當?shù)鼗镜?G信號,如數(shù)據(jù)仍未恢復傳輸,保障人員可以撥打區(qū)域站SIM卡電話,根據(jù)提示語音進行判斷,如提示“您撥打的電話已停機”,可以確認SIM號碼已欠費;如提示的語音是“您撥打的用戶已關機,請稍后再撥”,這時可以判斷通信模塊出現(xiàn)故障,需要檢查通信模塊的關機原因[1];如撥打號碼后聽到“嘟嘟聲”,就可以判斷通訊模塊正常,大概率是采集器出現(xiàn)故障導致數(shù)據(jù)無法正常采集。

圖1
根據(jù)福建省全年設備故障情況的資料統(tǒng)計,供電部分故障情況為:2015年102次,占總故障數(shù)的30.36%;2016年為207次,占總故障數(shù)的31.94%;2017年為151次,占總故障數(shù)的36.74%;2018年為128次,占總故障數(shù)的35.45%。從數(shù)據(jù)可以看出,在故障總數(shù)中,由電源引發(fā)的故障占了相當大比例,嚴重影響了區(qū)域站的正常運行,而筆者在工作中發(fā)現(xiàn),區(qū)域站落地改造后電源故障主要有以下三種情況。
一是電池腐蝕漏液出現(xiàn)的損壞。此情況是處于高溫、高濕的環(huán)境或超出可使用年限導致,如腐蝕情況較輕微,保障人員可使用WD40除銹劑清理電池正負端子以及接線端子,再使用砂紙或刀具打磨,將有電池粘液的地方清理干凈,否則很容易出現(xiàn)再次腐蝕情況,清理干凈后觀察電池能正常充放電就可以再次正常使用;如電池漏液嚴重,會有可能導致腐蝕設備,嚴重的還會污染現(xiàn)場環(huán)境、引發(fā)爆炸起火等危險,必須盡快清理完漏液后立即更換新電池。
二是天氣原因?qū)е码姵仉娏坎蛔恪8=ǖ貐^(qū)在汛期容易出現(xiàn)連續(xù)陰雨天氣,太陽能板無法給予電池充電,電池在長時間缺電的情況下,容易導致電池壽命降低,并有可能因過度放電而損壞,保障人員需要關注未來天氣情況,及時對電壓過低的區(qū)域站進行更換電池。
三是電池老化。如果太陽能正常供電的情況下,白天電壓正常,夜間電壓突然下降后設備關機,到次日日出后又恢復供電,如此反復,可以判斷電池已經(jīng)老化,需要進行更換新電池。有條件的臺站,最好兩年更換一次電池。
氣象數(shù)據(jù)對探測環(huán)境的要求非常高,目前永安市區(qū)域站落地改造后,周邊環(huán)境變得更加復雜,而探測環(huán)境也是影響到設備故障的重要因素,我們需要有針對性地建立保護措施,分別是:
區(qū)域站選點在工廠以及居民區(qū)附近,容易出現(xiàn)人為損壞和周邊廠房污染,需要保障人員做好氣象宣傳工作,在區(qū)域站圍欄外側設立防護告示牌,并和地方氣象通訊員做好溝通聯(lián)系,協(xié)助保障人員做好氣象設備保護工作。
區(qū)域站選點在野外,主要遇到的問題有野外植物影響和蟲蟻損壞設備。野外植物中,蔓生植物攀附導致風向風速傳感器無法正常工作,以及樹葉雜草繁盛堵塞雨量傳感器,此問題需要保障人員加強巡視,及時進行人工除草,半年一次對區(qū)域站使用化學藥劑除草。蟲蟻損壞設備的問題,一般是螞蟻在設備上進行筑巢,分泌蟻酸,導致設備發(fā)生故障,保障人員必須注意機箱密封性,使用泡沫膠加膠帶進行封口,還可以在機箱內(nèi)放置蟲蟻藥,但是需要定時進行清理并補放,避免蟲蟻藥在機箱內(nèi)長時間發(fā)霉腐蝕。
區(qū)域站的落地改造實現(xiàn)了標準化運行,但是設備也更容易受到外部因素影響,導致設備出現(xiàn)故障的原因更加復雜、多樣,本文介紹了日常運行過程中較為常見的幾種故障,希望能給氣象設備保障工作者提供參考,提高維修效率。