營口新一代多普勒天氣雷達發(fā)射機故障處理淺析

崔福濤+原久淞+孫永聯+吳楊+蘇曉妹

摘 ?要：文章針對營口新一代多普勒天氣雷達出現的“聚焦線圈電流故障，聚焦線圈電源電壓故障”，“發(fā)射機過流，速調管過流，調制器反峰過流”， “發(fā)射機峰值功率過低 ”報警的處理，總結出多普勒天氣雷達發(fā)射機各部分組件運行原理及日常的維護與維修。

關鍵詞：發(fā)射機;油泵;調制器;整流器

中圖分類號：TN959.4 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2016）03-0081-02

1 ?故障一的處理情況和原因分析

?2015年5月31日雷達在試運行期間停機，報警信息為聚焦線圈電流故障，聚焦線圈電源電壓故障。

1.1 ?故障的處理情況

?雷達保障人員到現場開機標定，依然出現聚焦線圈電流故障，聚焦線圈電源電壓故障報警，拆下聚焦線圈3A保險絲FU4，發(fā)現已經燒斷，更換后再次標定，故障仍出現，保險絲再次燒斷，檢查到發(fā)射機內油泵的電源輸入電纜線有老化松動，更換新的電纜線后，開機標定，故障未解決，判定是油泵已經燒壞，更換油泵以后，開機標定正常，雷達正常開機。

1.2 ?故障原因分析

?營口市天氣雷達于2004年年底建成，目前已經運行超過十年，雷達各部分組件老化嚴重，各處連接線老化導致組件供電出現電壓不穩(wěn)或局部短路現象，會影響到組件的性能甚至燒壞組件。

2 ?故障二的處理情況和原因分析

?2015年7月14日早上3：50雷達停機，報警信息包括發(fā)射機過流，速調管過流，調制器反峰過流，發(fā)射機不可操作，發(fā)射機故障恢復循環(huán)，不可工作報警強制系統(tǒng)待機。

2.1 ?故障的處理情況

?雷達保障人員現場對雷達進行標定后，依然出現調制器反峰過流故障，取出開關組件3A10，手動加高壓，雷達仍無法啟動?；謴烷_關組件3A10正常位置，測量開關組件3A10 ZP1、ZP2端子，電壓波形正常，如圖1、圖2所示，測量觸發(fā)器3A11 ZP4端子，電壓波形正常，如圖3所示。測量調制器內可控硅二極管屬性均正常。

檢查開關組件3A10，觸發(fā)器3A11，調制器組件3A12內部無明顯燒壞痕跡， 手動加高壓，蜂鳴聲音不正常，高壓無法正常啟動，再次加高壓，觀察到調制器內有打火現象。將調制器拆卸后，經仔細檢查，發(fā)現其中一根高壓線纜被擊穿一個小洞，小洞處有兩層絕緣護套被燒黑，由此判定調制器高壓電纜線擊穿打火，出現瞬間電壓或電流不穩(wěn)定，導致雷達無法正常啟動。更換新的電纜連接線之后，雷達可正常啟動使用。

2.2 ?故障原因分析

?調制器組件3A12內部產生6 000 V的高壓，在線路老化嚴重的情況下，極易對某些電纜造成擊穿，可能起初擊穿的面積十分微小，不會影響雷達的使用，但隨著雷達不斷的長期運行，開機關機次數越來越多，擊穿打火的電纜線損壞程度會日漸嚴重，最后產生瞬間電壓或電流過大導致雷達無法正常開機啟動。

?除了線路老化的原因之外，調制器內各個接線端子、高壓輸出端子螺絲的松動也可能是導致電纜線被擊穿的因素之一。雷達發(fā)射機各組件工作時會產生大量的熱量，內部采用風冷的降溫模式，在風機運轉的同時，會產生輕微的顫動，隨著時間的推移，各個組件內的接線和螺絲可能產生松動影響正常工作。在日常的維護中要注意這些問題。

3 ?故障三的處理情況和原因分析

?2015年7月20日中午12：57雷達報警發(fā)射機峰值功率過低，高壓切斷，但伺服系統(tǒng)的天線仍在運作。雷達停機后重新標定和手動標定，發(fā)射機面板的整流組件故障一直無法清除。手動加高壓，發(fā)現整流組件輸出電壓峰值只能到達470左右隨后逐漸下降，無法到達正常工作標準510 V。

3.1 ?故障的處理情況

將整流組件3A2拆卸后，經排查，發(fā)現整流組件內部各部件老化嚴重，其中西門子開關引出的電纜線已燒壞破皮，有3處線纜全部粘連一起，其他部件無明顯損壞，將老化部分線纜剪掉，重新焊接接線，再次開機標定，故障仍然存在，判定是整流組件3A2老化嚴重，導致性能不達標，更換整流器組件后，測試各組件參數和指標，均在合理范圍內，雷達標定正常，恢復正常使用。

3.2 ?故障原因分析

?與前兩次故障相似，主要原因是組件內部線路老化問題，在更換新的整流組件后，其組件外部連接線仍為10年前的舊電纜，老化情況依然不容樂觀，需要隨時注意由此可能引發(fā)的故障。

4 ?發(fā)射機各分機組件的運行原理介紹

4.1 ?發(fā)射機高壓電源（脈沖調制器）

脈沖調制器產生符合要求的負極性調制脈沖，加在速調管的陰極，對速調管實施脈沖調制。對速調管而言，調制脈沖又稱為束脈沖。

4.2 ?整流組件（3A2）及電容組件（3A9）

?整流組件3A2及電容組件3A9的作用是：將三相380V交流轉換為510 V直流。整流組件3A2正常運轉，并向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出軟啟動結束信號。監(jiān)控系統(tǒng)收到軟啟動結束信號后，才向充電開關組件3A10發(fā)出使能信號，準許其為人工線充電。

?在電容組件3A9，電容C1～C16全是濾波電容，電阻R1、R2起均壓及釋放作用。當從機柜中抽出本組件時，開關S1自動閉合，電容C1～C6通過電阻R3、R4放電，確保人身安全。

4.3 ?充電開關組件（3A10）及充電變壓器（3A7T2）

充電開關組件3A10與充電變壓器3A7T2組成回掃充電電路，給調制組件3A12中的人工線充電。

4.4 ?觸發(fā)器（3A11）

觸發(fā)器3A11的主要功能是產生調制組件3A12中脈沖開關管的觸發(fā)脈沖，同時兼具調制組件3A12的保護功能，并為充電開關組件提供兩組與發(fā)射機公共端隔離的+20 V電壓。

4.5 ?調制組件（3A12）

在調制組件3A12中，來自充電變壓器3A7T2的充電電流，經充電二極管A12A5給雙脈沖形成網絡（人工線）A12A6充電。必須指出：不允許在高壓工作狀態(tài)進行人工線的切換，切換人工線只能在高壓開關斷狀態(tài)下進行。

4.6 ?燈絲電源（3PS1）

?燈絲電源3PS1是一個交變穩(wěn)流電源，通過燈絲中間變壓器和位于郵箱中的脈沖變壓器及燈絲變壓器，為速調管燈絲供電。

?燈絲電源3PS1的核心是斬波器和振蕩器，斬波器用來實現穩(wěn)流，振蕩器受輸入同步信號同步，使輸出電壓/電流方波與發(fā)射脈沖的重復頻率同步。

4.7 ?磁場電源（3PS2）

?磁場電源3PS2是一個斬波穩(wěn)流電源，為聚焦線圈提供穩(wěn)定的直流電流。

?監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出接通高壓指令后，三相380 V交流電輸入電源變壓器，經電源變壓器隔離、降壓，輸入整流濾波電路。后者將約180 V直流電壓饋入斬波器。斬波器輸出的脈沖電壓經濾波器轉換為直流輸出。與此同時，監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出的使能信號經控制保護電路進入脈寬調制電路，允許本電源正常工作。電流取樣電路將輸出電流取樣信號送入比較器，與基準電壓相比較。比較器輸出的誤差電壓，通過脈寬調制電路，控制斬波器的輸出脈沖占空比，從而實現輸出穩(wěn)流。

4.8 ?鈦泵電源（3PS8）

?鈦泵電源3PS8為速調管鈦泵提供3 KV直流電壓，用以抽出速調管內的殘余微量氣體。

?交流輸入電壓經變壓器升壓為750 V交流電壓，再經四倍壓整流，輸出約3 KV直流電壓。

4.9 ?低壓電源（3P3-3PS7）

?低壓電源包括+28 V電源3PS3，+15 V電源3PS4，-15 V電源3PS5，+5 V電源3PS6.+40 V電源3PS7。

?發(fā)射機UD3的機柜、速調管、磁場線圈、變壓器油及其他部件均采用風冷。

5 ?結 ?語

?以上是營口雷達站保障人員在解決發(fā)射機部分故障后總結的引發(fā)此類故障的原因及處理辦法，并根據處理總結出日常發(fā)射機維護的一些步驟和方法，介紹發(fā)射機各部件工作原理。由于水平有限，不足或不恰當之處敬請批評指正。

參考文獻：

[1] <CINRAD/SA，雷達實用維修手冊>編寫組.CINRAD/SA雷達實用維修手冊（第1版）[M].北京：中國計量出版社，2008.