NORMARK7013B航向設(shè)備雷擊故障一例

文/郭陽

NORMARK7013B航向設(shè)備雷擊故障一例

文/郭陽

虹橋機場地處雷雨多發(fā)地區(qū)，場內(nèi)儀表著陸系統(tǒng)臺站，雖然在安裝之初都配備了防雷系統(tǒng)，但在每年的雷雨季節(jié)遭受雷擊的概率依然很大。本文以某航向臺站遭受雷擊故障檢修為案例進行分析，加強防雷改造避免類似情況再次發(fā)生。

ILS 航向信標(biāo) 雷擊 防雷

1 引言

儀表著陸系統(tǒng)是由安裝在跑道中心延長線上的航向臺（LOC）和跑道側(cè)的下滑臺（GP）以及測距儀（DME）或指點信標(biāo)（MB）組成，為著陸的飛機提供水平和垂直面距離引導(dǎo)信息。它為處于航行末端的飛行器提供引導(dǎo)，保證導(dǎo)航信號的連續(xù)和準(zhǔn)確。本文以某航向臺站遭受雷擊故障檢修為例進行分析，加強防雷改造避免類似情況再次發(fā)生。

2 故障現(xiàn)象

該航向臺處于華東某大型機場內(nèi)，設(shè)備是由INTERSCAN公司生產(chǎn)的NORMAC 7013B型。2016年夏季某天，當(dāng)時機場雷雨異常強烈，值班員發(fā)現(xiàn)該航向的遙控器盒監(jiān)控終端電腦同時告警，設(shè)備關(guān)機。值班員初步判斷設(shè)備遭受雷擊所致。在啟動應(yīng)急通報處置后，緊急安排搶修人員到臺檢查，設(shè)備雙機故障關(guān)機，主要監(jiān)控參數(shù)都處于告警狀態(tài)，設(shè)備無法正常開啟。

3 故障分析與排除

3.1 迅速判斷故障位置

將設(shè)備放置強制開機，檢查發(fā)現(xiàn)設(shè)備雙發(fā)射機都存在同樣的故障現(xiàn)象，即航道，寬度，余隙的參數(shù)均告警，而近場監(jiān)控參數(shù)顯示則正常如圖1所示。

圖1：本航向臺監(jiān)控參數(shù)與航向設(shè)備系統(tǒng)組成

通過圖1航向設(shè)備系統(tǒng)組成來看，航道、寬度、余隙這三個參數(shù)是由經(jīng)航向20單元的天線系統(tǒng)反饋的信號經(jīng)監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)（MCU）合成后送到設(shè)備機柜監(jiān)控器部分處理的，初步判斷應(yīng)是監(jiān)控回路某點故障所致。因為近場監(jiān)控參數(shù)是直接接受外場信號，并直接送回監(jiān)控器處理，而近場監(jiān)控數(shù)據(jù)在使用外場測試儀檢測時正常，則代表設(shè)備發(fā)射機，發(fā)射電纜，天線分配單元，航向天線的發(fā)射部分均應(yīng)正常。懷疑點集中在監(jiān)控回路中，包括天線的監(jiān)控信號取樣點，監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控電纜，監(jiān)控器板件。一般情況下，造成故障的點僅有一處，天線陣中同時在20個天線都產(chǎn)生取樣信號故障可能性極低。同理，由監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)送回機房設(shè)備的三根電纜，同時出現(xiàn)故障的可能性也不大。剩下的公用部分就是監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控器內(nèi)的相關(guān)通道。為了進一步判斷故障點，將正常的近場監(jiān)控信號送入相關(guān)通道，此時均能正常反應(yīng)參數(shù)狀態(tài)。據(jù)此，判定故障點為監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)。一般情況下，監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)是沒有備件的，幸運的是當(dāng)時由于某些特殊原因，我們將備件更換后設(shè)備恢復(fù)正常。

3.2 進行故障原因分析

故障發(fā)生時，該機場區(qū)域內(nèi)雷電活動交加，正常的雷電經(jīng)天線陣頂上的避雷帶和引下線入地。近場監(jiān)控天線也配備了避雷針和引下線。雷電直接擊中天線的概率被大大降低。但某些直擊到地面的雷電信號，其強大的感應(yīng)信號通過監(jiān)控電纜竄入監(jiān)控回路。而在設(shè)備端進入監(jiān)控板件之前，有效的避雷裝置也起到了作用，并未對設(shè)備造成損害。但通過監(jiān)控電纜竄入監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)的雷電信號則擊毀了監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)中的部分元器件，從而從監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)輸出的信號錯誤，造成告警關(guān)機。

3.3 總結(jié)改進措施

針對此次航向設(shè)備遭受雷擊的案例，我們對該設(shè)備的防雷系統(tǒng)進行如下檢查和改進:

（1）航向設(shè)備的監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)處于室外，且沒有備件儲備，一旦故障，恢復(fù)時間會比較漫長，嚴(yán)重影響機場安全運行。因此，需要加強對該部件的保護，在直擊雷基本可以防護的情況下，在監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)的輸出端加裝SPD，以防類似雷電信號損壞MCU。

（2）對該設(shè)備的防雷接地系統(tǒng)進行全面檢查，在圍繞航向天線陣的接地系統(tǒng)接地電阻測量時發(fā)現(xiàn)，測得的值較往年偏高，但又小于4歐姆（在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)）。將接地體按走向挖開，發(fā)現(xiàn)多處連接點斷開，由于機場處于東南沿海，土壤濕潤，接地效果好，僅從接地電阻值是看不出問題的，需要重新處理接地系統(tǒng)，同時經(jīng)專業(yè)防雷公司檢測處理，更換此次雷擊后部分不穩(wěn)定的SPD，以確保防雷系統(tǒng)的有效性，并對其他航向臺站采取同樣的處理措施。

4 結(jié)語

通過此案例我們得出如下結(jié)論：導(dǎo)航臺站擁有防雷系統(tǒng)并不代表100%防雷，應(yīng)通過收集日常巡檢和其他地方或設(shè)備的雷擊案例，加建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，結(jié)合精細化管理內(nèi)容發(fā)現(xiàn)防雷系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，不斷改進，減少導(dǎo)航臺站雷擊災(zāi)害的發(fā)生。

作者單位中國民用航空華東空中交通管理局設(shè)備維修中心虹橋?qū)Ш绞?上海市 200335