自动气象站遭雷击后的修复思路及方法

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1、自动气象站遭雷击后的修复思路及方法　　李国庆1   张统明1     吴继红 2         （1.安徽省大气探测中心   合肥   230031；2.安徽省防雷中心）　　　摘   要  自动气象站科技含量高，但其气象数据采集器耐过压、过流的能力较低，对雷电袭击的抵御能力较弱。本文就Ⅱ型自动气象站雷击造成常见故障的维修过程，以三个工作实例介绍排除雷击故障过程中的分析思路，判断故障所在部位的方法和排除故障具体步骤。关键词  采集器   传感器   分析思路　   自动气象站的科技含量高，气象数据采集器、各种气象要素传感器，采用了各类高集成电子器件、大规模及超大规模集成电路。

2、自动气象站的各类技术指标，整机的稳定性虽然都比较高，但自动气象站的气象数据采集器耐过压、过流的能力也因之降低，对雷电侵袭的抵御能力也较弱，即使是几公里以外的高空雷闪或对地雷闪都有可能导致设备的损坏。根据统计，自动气象站每年遭雷击达数十次之多，雷击故障一般都是在事先毫无征兆的情况下突然发生，常使人措手不及难以处置。本文就Ⅱ型自动气象站（以下简称自动站）雷击造成常见故障的维修过程，介绍排除雷击故障过程中的分析思路，判断故障所在部位的方法和排除故障具体步骤，仅供参考。　1  故障现象   采集器每分钟告警一次，气压数据不正常，其它数据正常。关断采集器的电源，2分钟后打开采集器的电源

3、，采集器恢复正常，10分钟后故障现象又出现。2小时后采集器连续告警所有数据都不正常，面板上的数码显示管暗淡，随后采集器停止工作。1.1  分析思路   故障现象出现前30小时，有雷雨天气，雷鸣电闪非常激烈，由此推断自动站可能遭受了雷击。根据自动站的组成及工作原理，可以得出结论：所有传感器，专用电缆、接线盒、采集器遭受雷击损坏后都会出现故障。   根据自动站的工作原理可以知道，气压传感器的工作电压是12V，电源低于12V时气压传感器就不能正常工作，采集器会每分钟告警一次。电源低于10V时面板显示暗淡，电源继续下降时采集器就会停止工作，由此推断可能是交直流稳压电源出现故障。1.2

4、  故障排除过程   关断采集器的电源，旋下采集器后面的直流电源插头，拔掉交流电源插头，直接采用市电，采集器显示所有气象要素数据正常。测量交直流稳压电源，直流输出电压只有8V左右（正常DC12V），交流输出电压0V（正常～AC220V）。由交直流稳压电源的电原理图可知，市电～220V经过变比为1:1的隔离变压器T1次级输出亦为～220V，分为两路，一路经输入变压器T2向交直流变换电路供电，同时为采集器提供＋12V。另一路通过插头6X82向采集器提供AC220V。由于交直流电压均不正常，由此看来很可能是交直流的共用通路出现问题。用数字式万用表2KΩ电阻档测量，发现隔离变压器T1

5、的次级断路，更换隔离变压器T1，交直流稳压电源恢复正常。   隔离变压器遭雷击损坏后，采集器只能依靠蓄电池供电维持工作，由于蓄电池得不到充电电路补充，随着时间的增加供电电压逐渐降低，当低于12V时就会出现上述故障。　2  故障现象   遭雷击后10CM地温，读数为－44℃左右（正常值应为28.6℃）。15CM地温，读数为－43℃左右（正常值应为28.4℃）。2.1  分析思路   10CM、15CM地温采集工作过程及系统组成如图1所示：除了10CM、15CM地温，其它气象要素数据采集器显示都正常，由此完全可以断定交直流稳压电源工作正常。由图1可知，10CM、15CM地温传感器

6、、专用电缆、接线盒、采集器四者的其中之一，出现问题就可以造成上述故障。　　　　　2.2  故障判断及排除过程   判断采集器是否工作正常可采取如下方法，用笔记录下深层地温4组数据，关断采集器的电源，旋下采集器后面的深层地温、浅层地温的电缆头，然后将深层地温的电缆头旋入浅层地温的电缆插座。打开采集器的电源，两分钟后浅层地温4组数据与用笔记录的深层地温4组数据完全相同，因此可以断定采集器工作正常。判断电缆是否正常的方法是：关断采集器的电源，旋下采集器后面的浅层地温的电缆头如图2所示：    用数字式万用表200Ω电阻档测量电缆头5、7和6、7，10、11和9、11，四组插头阻值R

7、都是无穷大，温度28.6℃时的正常阻值应为R=2RL+RT    =131.2Ω，式中RL为专用电缆每一芯的阻值，RT 为地温传感器的阻值。打开接线盒把XT2—6、XT2—7和XT2—5、XT2—7、XT2—9、XT2—11和XT2—10、XT2—11、分别短路，测量电缆头5、7，6、7，9、11，10、11四组插座的电阻值均21Ω左右，这说明专用电缆正常。仔细检查接线盒没有发现短路、断路、虚焊和损坏的现象，说明接线盒也是好的。   用数字式万用表200Ω电阻档测量10CM、15CM地温传感器两引线，发