昆明台前兆仪器故障分析

冯琼松，李思瑶，赵 琴，贾 华，杨 星

（1.昆明基准地震台，云南 昆明 650204；2.云南省检测中心， 云南 昆明 650224）

昆明台前兆仪器故障分析

冯琼松1，李思瑶1，赵 琴2，贾 华2，杨 星2

（1.昆明基准地震台，云南 昆明 650204；2.云南省检测中心， 云南 昆明 650224）

通过对昆明地震台多年前兆仪器故障的检修实例，总结工作中应熟悉掌握的故障排解方法。帮助台站人员快速排除类似故障，为台站资料的连续、可靠提供保障。

前兆仪器；故障；排除方法

0 引言

地震台的首要任务是监测，为地震预报提供基础资料[1]。而如今“十五”数字化地震监测系统在地震监测工作中越来越多的仪器设备进入使用的中、晚期，这些仪器设备的维修、维护工作一直以来是台站监测工作中较薄弱的环节。前兆仪器测项较多，仪器类型较杂，造成故障形式多样，故障排除困难，影响到仪器记录的连续性。因此，提高台站人员仪器维修能力，加强仪器设备维修工作，维护设备正常运行，是一个十分重要的问题。通过对昆明地震台几年来前兆仪器在工作中常见故障的检修实例，进行检查和分析处理，总结前兆数字化仪器故障排除经验，供其他台站人员参考借鉴，以保证仪器的正常运行率。

1 仪器情况及故障分析

昆明地震台是地震监测的Ⅰ类观测台站，一共安装7套前兆观测仪器，山洞内安装有（GS-15）型重力、DSQ型水管倾斜和SS-Y型洞体应变三套仪器，在台站前方200m处深井内安装SZW-1A型数字式温度计、LN-3A型数字水位、SD-3A型自动测氡三套流体仪器 ，台站后方安装有气象三要素WYY-1型综合观测仪器，所有前兆仪器都是“十五”期间改造时安装的数字仪。

在台站，地震监测仪器、信号和电源线路、数据采集器、计算机、宽带通信一起构成地震观测系统。系统主要组成的部分是集成，任何一个环节出现故障都会影响整个系统的运行，都会造成地震数据的丢失。与正常运行时不同，记录资料出现了异常情况，如数据突跳、记录成一条直线、大量毛刺等等。为了及时排除故障，就要设法迅速查出产生故障的原因。而掌握仪器的基本原理，有助于分析和判断故障的大致部位，逐步缩小故障范围，直至追索查明故障点[2]。

2 故障分析

2.1公共部分故障

公共部分包括网络系统和电源系统。“十五”期间所使用的仪器均各自有独立的主机，但均需要有稳定的网络平台支持。因此，网络环节是否顺畅，电源系统是否正常，服务器是否稳定决定了数据是否能顺利收取、处理以及入库。

2.1.1 网络系统故障

昆明地震台时常出现所有的前兆数据采集路径全部显示无法连接，解决办法：检查前台计算机、所有仪器数据采集器工作状态、网络系统固定IP地址能否ping通（在计算机中点击开始，运行中输入代表固定地址数字）。若经多项排查后发现由前兆服务器死机引起，且手动（冷启动）重启管理器无效，此时用VNC服务器重启软件重启管理器，数据处理系统可恢复正常。如果以上部分都正常，工作人员也能进入到数据管理系统界面，而部分仪器数据采集路径却无法连接。这时要进入到数据管理系统→数据采集→观测数据采集→手动采集界面下，选择需要采集的时间和采集手段，点击确定完成人工采集，工作人员就可进入到数据采集界面进行数据采集、分析、处理。

2.1.2 电源系统故障

电源是仪器正常运行的根本保障，供电电源到观测仪器任何部位出现故障都会引起观测系统不正常[3]。昆明地震台常见的电源系统故障是市电停电引起重力（GS-150型）数采字节乱码，收不到数据，出现这样的问题，应先校对时间、台号和收取分量表，若不正确就要重新校正，若校正还不对，就要更换采集通道，再重新校正。数采无故障，无需更换采集通道。一般正常停电，会给采集芯片一个冲力，当质量存在问题时就容易被击坏，所以保证仪器质量就是保证观测数据的连续率。如图1是前兆记录室电源系统故障，导致SS-Y型伸缩仪的数据记录不正常，字节出现乱码，经工作人员及时抢修才恢复正常。如遇特殊情况需断电关机时，再次开机应注意时间间隔应大于30秒。

2.2雷击故障

雷击是最严重的自然灾害之一，台站一旦遭受雷击，设备机关将位于雷电干扰中心，内部引线将产生强烈的电磁感应，甚至直接作用于各种设备的线路板，造成损坏。昆明地震台连续多年前兆观测仪器多次被雷击坏，由于“十五”仪器质量问题较多，昆明地震台前兆故障现象几乎是保险丝被熔断引起停电、形变仪器数据采集芯片和转换芯片易被击坏、中国地震前兆台网数据管理系统界面和前兆分析处理软件打不开、仪器IP地址ping不通、计算机网卡和交换机网口被击坏等。一般会引起数据曲线畸变，严重时造成几个小时甚至几天的数据丢失，影响了仪器的运行率。由于雷击故障致使重力保持三年全国第二名的资料中断，而形变资料的缺记也会严重影响评比结果，损失非常惨重。

由于地震台的观测仪器都是高灵敏度高精度的，防雷措施做不好也会影响到观测数据的真实性[4]。为了降低雷击对地震台的危害，必须在综合分析直接雷击和感应雷击的基础上，从建筑物、电源、信号线等对象的雷击防护以及有效的接地和等电位连接等方面进行综合考虑，才能达到理想的防雷效果。此外，每年在雷雨季节来临之前，需要对各项防雷设施和接地网进行全面检测，对于不符合要求的，应及时更换或采取相应措施。

2.3仪器自身故障

昆明地震台2014年1月15日水位分钟值曲线出现有规律的数据突跳，查看是仪器主机百位数据突跳，最高幅度达到20ms左右，考虑是探头故障引起，更换水位仪探头，曲线数据恢复正常，如图2所示。2014年2月21日水温仪登录不到仪器主页，首先考虑是PC104不能正常启动，但检查发现是网口处5伏稳压电源坏，更换稳压电源后稳压器正常。2012年6月15日重力数据全部为0，经工作人员多处排除检查才发现是数据采集器芯片老化损坏，引起数据缺数三天，重换重力数据采集芯片后收数正常，严重影响了资料的连续率。2014年9月2日做重力预处理时发现9月1日数据曲线走势跟前一天相反，查找原因是重力数采仪在8月31日时钟差4小时不对所致，对数采仪重新对钟后数据曲线恢复正常，平时可根据各自台站的管理要求每周校对系统时间或钟差在30分钟以上需校对，以免时间错误造成数据混乱。2014年11月份来水管仪东端大量数据突跳、台阶，经多项检查是东端前置放大器坏，更换新的前置放大器即可恢复正常，如图3所示。

除以上故障，前兆仪器还会出现采集板损坏无法修理，需要重新更换采集板；主机时常死机，考虑仪器内部接触不良或干扰，重新启动、重设参数后才能恢复正常；标定电机故障，需要多方面反复排查，才能确定故障原因。

2.4人为造成仪器故障

形变水管（DSQ）和伸缩 (SS-Y)型观测数据的量程要在（-2000～+2000mv）范围内，要是超出了量程就不能记录到任何信息，所以数据在接近量程限时要人为的及时调回来，在调的过程中，用力太大会把仪器拉出格引起故障，若出现此现象，应确定为人为故障，在观测日志中应注明故障原因。图4是2013年3月25日工作人员在调水管仪量程（零位）时用力太大造成人为仪器故障。

3 结论

通过总结昆明地震台前兆观测资料中遇到的仪器故障特征：公共部分故障、雷电致故障、仪器自身故障、人为造成仪器故障等的分析。初步了解观测中遇到的各种奇异记录曲线以及所产生的原因，其中以主机和数采故障最为常见，而雷击故障会对仪器造成较严重的危害，有时直接导致仪器报废。

为了能在最短的时间准确高效的完成仪器故障排查，保证地震数据记录的连续率，需要台站观测技术人员在实践中逐步积累经验，不断提高观测系统一般性故障判断的能力[5-6]。本文是笔者从事多年前兆仪器维护工作的经验总结，对于台站仪器维护具有参考价值。

[1] 王梅，李峰，李向阳,等．数字化形变观测干扰识别[J]．大地测量与地球动力学，2004，24（1）：94-98．

[2] 雷登学,张建武,田野登,等. 肃南地震台形变观测资料干扰识别与排除[J]. 地震地磁观测与研究，2012，33（1）：49-52.

[3] 李志鹏，赵冬. SD-3A型自动测氡仪故障检修[J].四川地震，2012，144（3）：30-31.

[4] 何香玲,邢力.河南区域地震前兆台网运行维护与管理[D].高原地震，2011，23（4）：52-55.

[5] 王在华，腾海涛.新疆新源、和静交界MS6.6地震前形变异常[J]. 内陆地震，2012，26（4）：347-352.

[6] 吴利军，陈正位，李函谷，等.大地震前体应变临震异常现象[J]. 震灾防御技术，2015，10（1）：151-162.

THE EXAMPLES AND ELIMINATE METHODS OF COMMON BREAKDOWN OF PRECURSOR INSTRUMENTS

FENG Qiong-song1, LI Si-yao1, ZHAO Qin2, JIA Hua2, YANG Xing2

（1. Kunming Fiducial Seismic Station, Yunnan Kunming 650204，China
2. Earthquake Administration of Yunnan Province, Yunnan Kunming 650224，China）

act: According to the troubleshooting examples of precursor instruments’ breakdowns of many years from Kunming Fiducial Seismic Station, we summarized the eliminate methods which seismic workers should be master of them. It facilitates the elimination of similar malfunctions, and guarantees the succession and reliable of data.

ds: precursor instruments; breakdown; eliminate method

P315.62

A

10.13693/j.cnki.cn21-1573.2016.04.010

1674-8565（2016）04-0061-04

地震行业科研专项资助（201208018）

2016-07-14

2016-08-18

冯琼松（1976- ），女，云南省昆明市人，毕业于云南大学，本科，工程师，现主要从事地震前兆形变观测工作。E-mail：779773296@qq.com