李维军
云南省水文水资源局临沧分局,云南临沧 677000
[文 摘]：文章通过介绍遥测雨量站的基本特点，结合实际维护维修过程中的经验，对遥测雨量站常见故障现象，故障判断及故障处理方法进行了总结。对从事遥测雨量站维修人员 ，具有一定的实践性。
[关键字] 遥测雨量站 仪器常见故障 处理
1 前言
自2012年起，遥测雨量站在临沧分局得到广泛应用，目前分局共208个站，临沧分局所有雨量实现了网络遥测，水文科技得到了应用。临沧由于受地形、河流特性影响，暴雨常会引发洪水，形成了短历时、小面积、高强度的局部暴雨洪水，突发性强、破坏力大。临沧广大山区生态环境脆弱，洪水常引发滑坡、崩塌、泥石流自然灾害，造成人民生命财产损失。遥测雨量站的建 成使用，极大改善了临沧雨量监测站网布局，实现了降水的自动监测和预报报警，提高了暴雨、短时强降雨等灾害天气的监测、预报预警能力；是临沧水文掌握雨情、旱情及灾情的重要途径之一；为山洪地质灾害的防治提供及时、准确的水文信息；为保障人民生命财产安全和国民经济的可持续发展提供高效的信息服务,不断适应新时期区域经济发展对水文工作的要求。
雨量站在运行过程中会出现不同的故障，为保证设备正常运行，需要对故障进行处理。维修人员需具备故障分析知识和判断能力，按照设定的步骤去排查，无需复杂仪表，凭借基本知识和维护 经验， 找到原因并排除故障。作者自2012年至今参与雨量站安装、维护、故障处理300多站次，每次故障处理后都把故障现象、故障判断、故障处理过程、故障处理结果记录分析，并进行了总结。经过多年的经验积累，从工作实际出发，现将遥测雨量站的结构特点和多年来常遇到的故障现象及故障处理方法做简要介绍。
2 故障分析和判断基本原则
根据遥测雨量站结构特点，可以把雨量站分解为多个独立功能的小系统，一般由雨量传感（包括桶身、底座、内部翻斗结构。目 前临沧分局全部使用JDZ05-1型翻斗式雨量传感器）、主控板 RTU、供电系统（包括蓄电池、太阳能板、太阳能转换器）、通讯系统（包括宏电模块、手机卡、天线）、连接线五大部分组成。这样分解，方便维护、故障判断直观、器件更换简单容易。当某个或多个系统出故障时，经常出现无法采集数据、无法存储数据、无法传输数据、设备不工作等故障现象。维护人员需要根据故障现象对应检查或逐项、分步进行检查，缩小范围，使故障分析、判断变得简单容易。例如：当调试一定量降水时，降水量能足额存储到RTU中，则证明雨量传感器正常；若用好的元件“ 替换”故障元件，“替换”后故障解除，则证明判断正确。
3 常见故障现象
雨量站常见的故障现象有：
（1）有整点报文，无雨量数据。
（2）雨量值明显偏大或减小。
（3）白天有报文，夜间无报文。
（4）报文时有时无。
（5）长期无报文。
根据雨量站的故障现象，对故障进行初步的判断和排除，可分为：雨量传感、主控板 RTU、供电系统、通讯系统、连接线等五类问题。
4 常见故障及故障处理方法
4.1有整点报文，无雨量数据。
有整点报文就是站点在整点时候报文能正常传回分局中心站，说明电源系统、通讯系统运行正常。无雨量数据，就是数据为0，说明系统采集不到降雨量，这种情况一般是雨量传感部分出故障，使系统无法采集到降水，可能的原因有：
（1）承雨器、漏斗、滴管被堵。导致雨水不能进入翻斗中。检查方法：直接观察并能看出。处理方法：及时疏通。
（2）翻斗针脱落、翻斗针往一边偏（翻斗与翻斗针不对应居中 ）或翻斗被卡死。导致翻斗不能正常翻转。检查方法：直接观察并能看出。处理方法：将翻斗针或翻斗复位，使翻斗翻转灵活。
（3）干簧管毁坏。导致翻斗翻转后，干簧管感应不到翻斗信号。检查方法：用万用表的两棵检测棒分别插在接线架中处于使用状态的两个接口处，对干簧管进行检测，翻斗翻转后万用表没产生信号，则干簧管毁坏。处理方法：启用备用干簧管或更换干簧管。
（4）雨量传感器到RTU间的线头脱落；线路老化、被氧化；接头接错或者线路断路。导致雨量传感器到RTU间的线路断路。检查处理方法：认真检查线路连接情况，重新固定线头或更换线路。
结束以上检查、处理后，调试定量的降水，当调试雨量能存储到RTU中时，雨量传感器中的故障已经解除。
个别少见情况：雨量传感器正常，但RTU中存储功能没了，无法存储数据，累积雨量不增加。处理方法：更换RTU。
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有整点报文，无雨量数据故障现象在水情平台显示结果图例
4.2雨量值明显偏大或减小。
站点的雨量值明显偏大或减小。一般是雨量传感部分故障或RTU参数设置问题。可能的原因有：
（1）雨量传感器中接线架处的线路短路，或其它部件搭铁。造成雨量剧增，产生伪雨量。检查处理方法：检查线路，解除搭铁或短路情况。
（2）RTU参数设置问题。参数设置时将雨量分辨率错设为1.0或2.0时，导致雨量值明显偏大。错设为0.2时，导致雨量值明显减 小。检查处理方法：检查，重设参数，标准参数应为0.5。
（3）干簧管老化、磁性减弱。磁性减弱时干簧管不能足额感应翻斗信号，信号损失，导致雨量值明显减小。检查方法：用万用表的两棵检测棒分别插在接线架中处于使用状态的两个接口处，对干簧管进行检查，当万用表产生的信号少于翻斗翻转的次数时，干簧管老化、磁性减弱。处理方法：启用备用干簧管或更换干簧管。
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故障处理现场调试中分辨率错设0.2时水情平台显示结果图例
4.3白天有报文、夜间无报文。
白天有报文，说明站点白天正常工作。夜间无报文，说明站点在夜间出现故障。这种情况，一般是供电系统问题，系统夜间断电引起，可能的原因有：
（1）蓄电池电压亏损。检查方法：ａ、检查蓄电池充电线路连接情况；b、检查太阳能充电转换器工作情况，通过转换器中指示灯显示情况来判断蓄电池充电情况。出现任何一种故障，蓄电池都得不到充电，放电一段时间后，出现亏损，电压低于一定值时，系统停止工作。处理方法：如果线路问题，重新固定线头或更换线路；如果转换器坏，更换转换器。
（2）蓄电池老化。雨量站在夜间靠蓄电池放电工作，当蓄电池老化时不能正常蓄电、放电，导致系统夜间停止工作。检查方法：无太阳能电板供电下量取蓄电池电压，如电压低于10.5V，则蓄电池老化。还会出现另一种情况，刚开始量取蓄电池电压时大于12V，此时让蓄电池处于放电工作状态，并分别量取不同时段的电压，蓄电池的电压相当不稳定，放电极快，20分钟后，电压 下降很快，降至10.5V以下。处理方法：更换蓄电池。
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白天有报文，夜间无报文故障现象在水情平台显示结果图例
4.4.报文资料时有时无。
报文资料时有时无就是报文资料不是每个时段都传回中心站，是隔几个小时传回一次或几天传回一次。这种情况一般是通讯系统故障，可能的原因有：
（1）手机卡未升级。检查方法：检查手机卡的升级情况。处理方法：及时升级手机卡。
（2）手机卡松动、接触不良。检查方法：查看手机卡的牢固情况或检查手机卡污损情况。处理方法：擦去污物或重新牢固安置手机卡。如是刮痕等损坏所致，则要更换手机卡。
（3）天线与宏电模块连接处的接头松动、接触不良。检查处理方法：检查，重新连接。
（4）天线与宏电模块未升级。检查方法：查看天线与宏电模块升级情况。处理方法：及时升级天线与宏电模块。
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报文资料时有时无故障现象在水情平台显示结果图例
4.5长期无报文。
对于长期无无报文的站点，可能是 RTU，供电系统，通讯系统，连接线中某个或多个部份出故障。此时，一般先检查连接各器件、元件的连接线，如果是线路问题，及时恢复即可。如果不是，则需逐项排查。
4.5.1如果是供电系统故障，可能的原因有：
（1）太阳能电池板损坏或者老化。这时太阳能无法直接提供电源，也无法给蓄电池充电。检查方法：a、在相应太阳光下量取太阳能电压，无电压值，说明已坏；b、在强光下量取，电压过低,说明已老化。处理方法：更换太阳能电池板。同时更换蓄电池。
（2）太阳能充电转换器坏。通过转换器中指示灯显示情况或量取转换器输出端的电压来判断。处理方法：更换太阳能充电转换器坏。
4.5.2如果是通讯系统中的故障，可能的原因有：
（1）手机卡欠费，松动，毁坏。检查方法：顺序检查排除，先检查手机卡是否欠费，拨打手机号或将手机卡放在手机中向外拨打电话，从语音提醒中判断是否欠费；之后再检查手机卡牢固情况；最后检查手机卡是否毁坏，如果使用备用卡后，能正常运行，则手机卡已坏。处理方法：对应处理，给手机卡充值，重新插稳手机卡或更换手机卡。
（2）天线坏。检查处理方法：检查，更换天线。
（3）宏电模块死机。宏电模块长时间工作或受雷电影响引起的强电磁干扰死机。处理方法：重新开关电源复位。
（4）宏电模块毁坏。检查方法：前3项正常的情况下，按RTU3键后，宏电模块中PWR灯40秒后还处于高频闪烁状态，差不多要2分钟左右或更长时间才停止高频闪烁状态。再用程序对宏电模块的参数设置进行检查，如果设置正确，则宏电模块毁坏。在检查时，要排除一种情况，当RTU受静电干扰时， RTU显示屏中的雨量不断增加， PWR灯也会长时间处于高频闪烁状态。此时先使RTU断电，再消除静电，最后重新连接电源。处理方法：更换宏电模块。
4.5.3如果是RTU中的故障，可能的原因有：
（1）RTU死机，处于睡眠状态。处理方法：断开RTU上的电源，复位电源，然后按RTU1键唤醒。
（2）RTU显示屏中站号与中心站不对应或RTU中参数设置错误。RTU工作中受影响时，导致出现乱码情况或站号与中心站不对应。（一般情况下不修改起始地址，修改起始地址有时会导致乱码）。处理方法：重新设置正确站号或重新设置参数。
（3）RTU毁坏。检查方法：a、给RTU断电，重新上电，按RTU1键，显示屏无任何显示。b、给RTU重新上电时，显示屏右下方的红灯不闪烁，或一直闪烁，正常情况闪烁一次。c、在RTU中将时间错设为一个接近整点的时间，按RTU3键，中心站收到报文后，检查RTU中时间是否自动校对。如果无法自动校对，可能是RTU中的时钟芯片毁坏。d、RTU中参数设置后，出现站号自动变化，设置的参数自动变化，多次重设后，还是如此。处理方法：更换主控板 RTU。
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长期无报文故障现象在水情平台显示结果图例
5 在雨量站维护、故障处理过程中，常需要注意一些事项：
（1）拆卸设备过程中，要轻拿轻放，避免毁坏器件，拉断线路、毁坏接头。
（2）在进行宏电模块检查、拆卸过程中，或元器件更换时，要先切断电源，避免烧坏宏电模块，避免故障扩大。
（3）电源的各种接插件线头1为正、5为负，线路是红正黑负。切勿将正负极接错、短路，导致烧坏器件。
（4）连接线要对应连接。有时出现将雨量数据接头接到数据取 数接口上，导致降水数据丢失。
（5）维护过程中发生降雨，要保护好设备，切勿造成短路，烧坏器件，或清洗仪器时，因短路造成伪数据。
（6）仪器全部安装好后，要注意检查，看金属筒外面的连接线能否将雨水迎连接线引入金属筒中，造成设备毁坏。
（7）维护结束后，要及时与中心站联系，在服务器中删除调试雨量等所产生的伪数据。
6 工作中的建议
（1）在更换蓄电池时，在新电池上贴标签，注明启用时间，同时分局科室造册统计，便于查看。
（2）RTU、宏电模块价格昂贵，在检查分析时判断要准确。途中妥善管理。
（3）进一步加强遥测雨量设备的改造，更新，及时升级RTU、宏电模块、手机卡。
参考文献
[1] 中华人民共和国水利部. SL61-2003 水情自动测报系统技术规范[S]. 北京: 中国水利水电出 版社, 2003.
[2] 中华人民共和国水利部.SLT180－1996 水文自动测报系统设备遥测终端机[S]. 1996.
[3] 姚永熙主编. 水文仪器与水利水文自动化[M]. 南京:河海大学出版社, 2001.