一次多普勒雷達(dá)故障個(gè)例分析及處理范文

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摘要:從一次CINRAD/SC新一代天氣雷達(dá)工作過(guò)程中遇到的雷達(dá)產(chǎn)品異常故障現(xiàn)象，結(jié)合雷達(dá)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)工作原理，具體分析了故障維修過(guò)程和故障原因，通過(guò)更換備件，使故障得以排除。

關(guān)鍵詞:雷達(dá);產(chǎn)品異常;故障分析

CINRAD/SC新一代天氣雷達(dá)(以下簡(jiǎn)稱雷達(dá))發(fā)射系統(tǒng)為主振放大式全相參大功率發(fā)射機(jī)。它將頻率合成器輸出的小功率高頻信號(hào)經(jīng)微波固態(tài)功率放大器放大，放大的微波信號(hào)推動(dòng)末端速調(diào)管功率放大器，為雷達(dá)提供一高頻大功率的微波震蕩窄脈沖，經(jīng)饋線送入天線系統(tǒng)向空間發(fā)射，用以探測(cè)大氣的氣象信息［1］。發(fā)射機(jī)主要由高壓調(diào)制器系統(tǒng)和微波鏈路系統(tǒng)組成。調(diào)制器采用可控硅(SCR)作的調(diào)制器。SCR調(diào)制器在放電觸發(fā)脈沖的作用下，把人工線上的儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換成速調(diào)管所需的脈沖信號(hào)。雷達(dá)接收系統(tǒng)由接收機(jī)、接收監(jiān)控、接收電源分機(jī)和雙通道脈沖功率計(jì)組成。其主要目的是接收回波信號(hào)和給發(fā)射機(jī)提供激勵(lì)信號(hào)。因而接收機(jī)功能和發(fā)射激勵(lì)信號(hào)正常與否是至關(guān)重要的［2］。雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)有報(bào)警功能，對(duì)大部分故障能準(zhǔn)確定位，但對(duì)于一些性能變差而導(dǎo)致的故障，系統(tǒng)則可能不能給出報(bào)警信息。以下是一例雷達(dá)產(chǎn)品異常卻無(wú)報(bào)警的故障實(shí)例分析。

1故障現(xiàn)象

2018年7月11日14時(shí)左右，臺(tái)風(fēng)“瑪莉亞”開始影響贛州，風(fēng)速加大，最東面的石城、寧都開始飄雨。此時(shí)，贛州雷達(dá)狀態(tài)完全正常，基數(shù)據(jù)及產(chǎn)品生成傳輸也完成正常，雷達(dá)實(shí)時(shí)監(jiān)控顯示屏、ASOM運(yùn)行監(jiān)控業(yè)務(wù)系統(tǒng)、江西省氣象業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)和我局自主研發(fā)的雷達(dá)基數(shù)據(jù)與產(chǎn)品傳輸報(bào)警系統(tǒng)均顯示正常，無(wú)任何報(bào)警。而且，省局大探中心和信息中心監(jiān)控也顯示正常，無(wú)報(bào)警。但技術(shù)人員卻發(fā)現(xiàn)雷達(dá)產(chǎn)品不正常，是假圖，干干凈凈一點(diǎn)回波也沒(méi)有，類似沒(méi)開高壓。這顯然與實(shí)況不符。再對(duì)比其他雷達(dá)站產(chǎn)品圖，發(fā)現(xiàn)本站雷達(dá)產(chǎn)品確實(shí)不正常。本文從這次雷達(dá)工作過(guò)程中遇到的雷達(dá)產(chǎn)品異常現(xiàn)象，結(jié)合雷達(dá)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)工作原理，具體分析了故障維修過(guò)程和故障原因。

2維修活動(dòng)［3］

第一，因產(chǎn)品類似沒(méi)開高壓，故先作遠(yuǎn)程檢查并重啟高壓，故障現(xiàn)象沒(méi)有排除。第二，前往雷達(dá)站現(xiàn)場(chǎng)排查故障。檢查發(fā)射柜面板各儀表讀數(shù)正常，但調(diào)制機(jī)柜注電流為40、反峰電流為0，接收機(jī)柜－600V讀數(shù)為24，均偏小。第三，關(guān)高壓，變換參數(shù)進(jìn)行測(cè)試和標(biāo)校檢查，系統(tǒng)標(biāo)校檢查，顯示回波不正常。之后雷達(dá)便不能開啟了，調(diào)制機(jī)柜功放電源、注電流、油溫、遙控、天線安全、燈絲欠流、燈絲過(guò)流、門開關(guān)告警，雷達(dá)高壓無(wú)激勵(lì)嘯叫聲。第四，初步判斷為接收系統(tǒng)放電管、－600V電源或場(chǎng)放故障。第五，準(zhǔn)備更換放電管，拆卸時(shí)發(fā)現(xiàn)放電管信號(hào)電纜軸芯線斷了，因本站和廠家均無(wú)備份線，簡(jiǎn)單塞進(jìn)擰緊后可正常使用;準(zhǔn)備換－600V時(shí)，發(fā)現(xiàn)－600V電源線有脫焊現(xiàn)象，重新焊接后－600V電源電壓恢復(fù)正常(100V);測(cè)量場(chǎng)放正常，未動(dòng);開機(jī)，加高壓，但雷達(dá)高壓無(wú)激勵(lì)嘯叫聲，還是沒(méi)有回波。第六，繼續(xù)排查發(fā)射系統(tǒng)故障，提示賦能過(guò)流，注電流、反峰電流、高功率電壓均很小或無(wú);檢查充電控制分機(jī)，打開面板發(fā)現(xiàn)電線與機(jī)柜有明顯的過(guò)壓燒痕，襯墊泡沫已融化，懷疑是可控硅問(wèn)題;查調(diào)制器保護(hù)電路及檢測(cè)可控硅管是否被擊穿，發(fā)現(xiàn)3－4擊穿短路，但無(wú)備件沒(méi)法換;重新處理懸空電纜防對(duì)地打火，查看圖紙看電路等。其間每次處理完都嘗試開機(jī)，加高壓，但雷達(dá)高壓依然無(wú)激勵(lì)嘯叫聲，故障無(wú)法修復(fù)。第七，由于雷達(dá)高壓一直無(wú)激勵(lì)嘯叫聲，懷疑高壓電容燒壞，用萬(wàn)用表測(cè)量高壓電容，已擊穿，而且外觀有燒黑痕跡，判斷高壓電容燒壞，更換新的高壓電容后再開機(jī)，開啟高壓后，激勵(lì)嘯叫聲恢復(fù)，回波終于出來(lái)了，經(jīng)調(diào)試轉(zhuǎn)速，雷達(dá)狀態(tài)、產(chǎn)品、傳輸恢復(fù)正常。雷達(dá)無(wú)回波故障排除。但是，雷達(dá)正常運(yùn)行7h左右，又出現(xiàn)同樣故障，產(chǎn)品是空?qǐng)D沒(méi)回波，但無(wú)告警信息。采取故障復(fù)位后恢復(fù)正常;0.5h后又出現(xiàn)同樣故障，再采取故障復(fù)位后恢復(fù)正常;1h后復(fù)又出現(xiàn)同樣故障，在采取故障復(fù)位時(shí)，由于誤操作把低壓關(guān)了，后來(lái)再采取故障復(fù)位時(shí)，發(fā)現(xiàn)低壓無(wú)法開啟，高壓、低壓、準(zhǔn)加、遙控、天線全部紅燈報(bào)警。維修活動(dòng)繼續(xù)。第八，到雷達(dá)站查看，注電流、體電流、反峰電流全無(wú)讀數(shù)。第九，懷疑可控硅燒壞，經(jīng)實(shí)測(cè)，發(fā)現(xiàn)10個(gè)可控硅已有2個(gè)擊穿(阻值0)，5個(gè)阻值偏低不能用(阻值＜100KΩ)，只有3個(gè)正常(阻值＞100KΩ)。詳見表1。第十，將充電調(diào)壓調(diào)窄(逆時(shí)針轉(zhuǎn)1圈多)，使注電流減小一半，將可控硅和其他器件保護(hù)起來(lái)，防止因帶故障工作損壞更多器件。第十一，重開低壓，加高壓，正常，但遙控連不上，天線不轉(zhuǎn)，反復(fù)重啟發(fā)射機(jī)柜電源開關(guān)無(wú)效。第十二，切斷電源關(guān)機(jī)50min左右，重新開機(jī)，再反復(fù)重啟3次發(fā)射機(jī)柜電源開關(guān)，終于接通了，遙控連上，雷達(dá)正常啟動(dòng)，運(yùn)行恢復(fù)正常，但回波顯示明顯偏弱。第十三，更換可控硅。由于臺(tái)站無(wú)備件，等待可控硅備件達(dá)到后，停機(jī)，更換全部可控硅共10個(gè)(3個(gè)＞100KΩ的留做備件)。期間，發(fā)現(xiàn)可控硅風(fēng)機(jī)壞了1個(gè)，故同時(shí)更換可控硅風(fēng)機(jī)2個(gè)(1個(gè)好的留做備件)。第十四，重新開機(jī)，非常順利，雷達(dá)狀態(tài)、產(chǎn)品、傳輸完全恢復(fù)正常，雷達(dá)回波強(qiáng)度顯示正常。至此，雷達(dá)接收機(jī)、發(fā)射機(jī)故障完全排除。

3故障原因分析

先是放電管信號(hào)電纜軸蕊斷了、－600V電源線焊點(diǎn)脫落、高壓電容燒壞，導(dǎo)致高壓未能真正開啟，產(chǎn)品無(wú)回波。后因可控硅燒壞較多，電流過(guò)流，電壓不穩(wěn)，雷達(dá)開啟自保護(hù)，反復(fù)報(bào)故障。

4結(jié)語(yǔ)

贛州雷達(dá)自2002年投入業(yè)務(wù)運(yùn)行16年以來(lái)，尚未進(jìn)行過(guò)大修，幾乎整機(jī)帶病工作，有些備件甚至已經(jīng)停產(chǎn)，連廠家都沒(méi)有了。雷達(dá)故障往往不是單一發(fā)生，而是伴隨多種故障齊發(fā)。所以，在故障排除時(shí)需要綜合考慮，精通雷達(dá)工作原理及電路結(jié)構(gòu)顯得尤為重要。

參考文獻(xiàn):

［1］國(guó)營(yíng)第七八四廠.CINRAD/SC型全相參多普勒天氣雷達(dá)使用維護(hù)說(shuō)明書［K］．國(guó)營(yíng)第七八四廠，2002.

［2］國(guó)營(yíng)第七八四廠.新一代天氣雷達(dá)培訓(xùn)教材［K］．國(guó)營(yíng)第七八四廠，2006.

［3］柴秀梅.新一代天氣雷達(dá)故障診斷與處理［K］．北京:氣象出版社，2011.

作者：王麗平 單位：江西省贛州市氣象局