三明市洪水预警报系统的故障分析与检修

邓名春

(三明市洪水预警报中心，福建 三明 365000)



三明市洪水预警报系统的故障分析与检修

邓名春

(三明市洪水预警报中心，福建 三明 365000)

三明市洪水预警报系统自1999年开始建设，经过不断升级改造和完善，截止2015年共建有各类站点350个，覆盖三明市沙溪、金溪、尤溪三大流域约2.3 万 km2流域面积，监控三明市所有小(1)型以上水库、流域梯级发电水库、13个主要水文测站和所有乡镇，中心站设在三明市防汛办。系统建成后，在历次抗击特大暴雨洪灾中发挥了巨大的效益。该文简要介绍了三明市洪水预警报系统建设概况和系统的工作原理，分析了系统常见的几种故障以及故障的原因和检修。

洪水预警报系统；故障分析；检修

1　系统概况

三明市洪水预警报系统自1999年开始建设，经过不断升级改造和完善，截止2015年共建有各类站点350个，覆盖三明市沙溪、金溪、尤溪三大流域约2.3 万 km2流域面积，监控三明市所有小(1)型以上水库、流域梯级发电水库、13个主要水文测站和所有乡镇，中心站设在三明市防汛办。系统建成后，在历次抗击特大暴雨洪灾中发挥了巨大的效益，为群众转移赢得了宝贵时间，时任副总理的温家宝同志曾在2002年视察建宁灾区时，对洪水预警报系统在抗洪抢险过程中发挥的作用给予高度评价。

2　系统的工作原理

系统采用自动采集累计雨量和实时水位数据，通过超短波通信向中继站或小中继自动发送信息、中心站定时向中继站进行招测的工作体制，同时利用计算机对接收的水文信息进行检错、处理，实现雨量、水位实时数据显示、报表、越限报警等功能[1]。

如图1所示，三明市洪水预警报系统由3类站点组成：水位雨量测站(雨量测站)、中继站(小中继站)、中心站(分中心站)。

2.1水位雨量测站(雨量测站)

进行原始水位和雨量数据采集。雨量每增加1mm，水位每变幅1公分并且与上次发送时间间隔>5min时时则自动通过电台经天线发送一次数据。

2.2中继站

接收雨量测站(或水位雨量测站)的信号，经再生调制后储存，接到中心站招测指令后转发。

小中继站：接收雨量测站(或水位雨量测站)的信号，经再生调制后实时转发[2]。

2.3中心站(分中心站)

向中继发送招测指令，接收中继信号进行数据处理，形成可查询的数据和图表。

图1　三明市洪水预警报系统的组成

3　系统故障的排查

从三明中心站来看，系统常见的故障现像主要有：接收不到任何信号、接收到中继信号但无测站信号、部分站点信号接收不到、收到的数据不准确。

主要的故障原因有：中心站自身故障、中继站故障(接收支、收发支路故障)、测站发不出无线电信号或能发出信号但数据不准确。

3.1当接收不到任何信号时

1)可能的原因：中继站发生故障或中心站发生故障。

2)故障排查方法：要求接收此中继站的分中心站发送请求取数指令，若能取到数，则中心站故障，若取不到，则为中继站故障。

3.2当只接收到中继信号，但无测站信号时

原因：中继站接收支路故障。

3.3当部分站点信号接收不到时

1)可能的原因：中继站发生故障和测站发不出无线信号。

2)故障排查方法：当某个中继站所带的测站均收不到信号时，为中继站发生故障；当个别点收不到信号时，为测站发不出无线信号故障。

3.4当收到的数据不准确时

1)可能的原因：雨量故障、水位故障、干扰。

2)故障排查方法：收到水位值与实地测量值不同时，为水位故障，收到的雨量数据与测量值不同时，为雨量故障。同时，两者不排除干扰原因所在[3]。

4　系统故障的分析与检修

4.1中继站故障的分析与检修

三明中继站站点结构如图2所示，故障原因可能有：蓄电池电压低、接收支路有故障、收发支路有故障，中继站范围没有设置好。

图2　三明中继站站点的结构

1)蓄电池电压低：由太阳能充电电路故障或蓄电池性能不良引起。处理方法：用万用表测量蓄电池两端电压，如蓄电池电压低，则更换蓄电池。

2)接收支路有故障：将接收支路的馈线接至发射输出并接功率计。RTU接一手持编程器，手动发射按按钮，若反射波大，则可能馈线接触不良，馈线进水，避雷器进水，天线不良，视情况予以更换。若反射波不大，馈线接回接收支路。用多功能测试仪模拟发射某站点信号。若接收电台指示灯不亮，则接收电台坏，更换新接收电台。否则RTU主板有灯亮，如没有，测RTU主板有故障，更换RTU主板。

3)收发支路有故障：将收发支路的馈线接至发射输出并接功率计，要求中心站发射取数指令，若反射波大，则可能馈线接触不良，馈线进水，避雷器进水，天线不良，视情况予以更换。若反射波不大，检查收发电台，如指示灯不亮，则接收电台坏，更换新接收电台。否则RTU主板有灯亮，如没有，测RTU主板有故障，更换RTU主板[4]。

4)中继范围没有设置好：用手持编程器检查中继站RTU主板的站址范围是否包含这些站点。若未包含，重新设置范围，若已包含，则属信道不畅或测站频率与之不对应。

4.2中心站故障检修

三明中心站结构如图3所示，故障原因可能有：电源故障，收发电台坏，馈线支路不良。

图3　三明中心站或县级分中心站结构

检查及故障处理方法：用万用表测量蓄电池两端电压，如蓄电池电压低，则更换蓄电池。若电压正常，打开手持机，设置好对应频率，发送请求取数指令，若收发电台指示灯不闪亮，或听不到手持机发出声响，更换新电台。否则馈线接触不良，馈线进水，避雷器进水，天线不良，应检查后更换[5]。

4.3水位雨量站(雨量站)故障检修

水位雨量站(雨量站)结构如图4所示，可能出现的故障有如下几种：站点发不出无线电信号，站点发出无线电信号但中继站未收到、水位数据与实地测量不同、雨量数据偏小或无雨量数据。

图4水位雨量站(雨量站)结构

1)站点发不出信号

故障原因可能有：蓄电池电压低、RTU主板损坏、发射电台坏、天馈线进水，接触不良，避雷器进水或损坏，天线损坏。

检查及故障处理方法：用万用表测量蓄电池两端电压，如蓄电池电压低，则更换蓄电池。若电压正常，连接上手持编程器，按下发射按钮，如RTU主板指示灯不亮，则更换RTU主板。若RTU指示灯亮，在发射电台的输出端接一功率计，按下发射按钮，若功率计无功率指示，换一新电台。若功率指示正常，但反射波大，则为天馈线进水，避雷器进水，接解不良，天线不良，应检查天馈线、避雷器。

2)站点能发出无线电信号，但中继未收到信号

故障原因及处理方法：发射电台有频率偏移或频率和中继站接收的频率不同，应调整电台频率与中继对应。若仍收不到，该点发射的信号弱或站点至中继站的通路有阻挡，或者方向不对，应转动天线方向至信号最佳位置，加大信号功率或迁移地点。

3)水位数据与实地测量不同

故障处理方法：连接一新水位计，将RTU连接手持编程器，按下发射按钮，若编程器上读取水位数据与水位计上读数相同，则说明水位计坏。否则，水位头坏或主板坏，更换水位头或主板。

4)雨量数据偏小或无雨量数据

故障处理方法：检查雨量筒进水口是否被堵，若被堵，疏通雨量筒，否则打开雨量筒，检查雨量翻斗是否卡太紧或支撑螺丝是否太低，若正常，打开手持机，输入本测站对应频率，翻动雨量翻斗，如一边有一边无声响，则无声响一边干簧管损坏或磁铁与干簧管距离太大，若两边都无声响，则干簧管两边损坏、磁铁与干簧管距离太大、磁铁失磁或雨量连接线断，应检查后予以更换。

5　结　语

三明市洪水预警报系统均采用国产系统，总站数达350个。在维护管理过程中发现：故障率较高的是RTU主板，这与站点所在的地的温度、湿度、是否雷区以及防雷接地的可靠性息息相关；其次是充电二极管未接，至使电池电压逐渐下降以致不能工作；天馈线老化、避雷器和天馈线进水、人为破坏等也是造成系统故障的一个重要因素；常见的故障还有干簧管坏、水位计不准、电台坏等。但经过这几年的维护管理，基本上能保持正常运行，完好率达到95%以上。目前三明市正在开展山洪灾害防治项目建设，通过建设，系统将进一步得到完善，在防汛抢险救灾难中发挥更大的作用。

[1]邵平.洪水预警报系统的故障分析[J] 水利科技，2004(02)：5-6.

[2]陈谋育.晋江流域洪水预警报系统通讯与信息保障探讨[J].水利信息化,2010(03):69-72.

[3]陈阳珊.洪水预警报系统遥测站点的故障检修[J].水利科技,2010(03):25-27.

[4]吴金塔,鲍文昕,梁立峰.福建省洪水预警报系统的建设与思考[J].水利水文自动化,2006(04):1-5.

[5]梁立峰,鲍文昕,张海强,邵平,廖立伟.福建省洪水预警报系统移动式综合分析平台[J].水利科技,2011(04):11-15.

1007-7596(2016)07-0097-03

2016-05-26

邓名春(1982-)，男，福建沙县人，工程师，从事洪水预警报系统的维护管理工作。

TV122

B