新一代天氣雷達(dá)運(yùn)行維護(hù)管理分析

張瀛

摘要 新一代天氣雷達(dá)的應(yīng)用能有效提升中小尺度天氣、強(qiáng)對流、暴雨、冰雹等災(zāi)害性天氣監(jiān)測能力。就寧德市新一代天氣雷達(dá)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的天線運(yùn)轉(zhuǎn)等故障問題進(jìn)行分析，提出日常維護(hù)保養(yǎng)措施，有效提高新一代天氣雷達(dá)監(jiān)測保障能力。

關(guān)鍵詞 新一代天氣雷達(dá);天線運(yùn)轉(zhuǎn)故障;維護(hù)管理

中圖分類號(hào)：P415.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）04–0059–02

寧德市天氣雷達(dá)站位于海拔524 m的霞浦縣三沙鎮(zhèn)金雞村玉頂山，這是中國氣象局在全國雷達(dá)布網(wǎng)系統(tǒng)增補(bǔ)的58部新一代天氣雷達(dá)之一。2017年7月10—12日，寧德市新一代天氣雷達(dá)系統(tǒng)在經(jīng)過中國氣象局探測中心測試組現(xiàn)場驗(yàn)收測試其性能參數(shù)、功能、產(chǎn)品生成和隨機(jī)資料等之后，同時(shí)檢驗(yàn)了系統(tǒng)定標(biāo)，并對雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行了48 h連續(xù)運(yùn)行考機(jī)檢驗(yàn)及考機(jī)后參數(shù)復(fù)測，認(rèn)為測試結(jié)果滿足《新一代天氣雷達(dá)現(xiàn)場驗(yàn)收測試大綱》要求。

該天氣雷達(dá)系統(tǒng)順利通過現(xiàn)場驗(yàn)收測試并投入運(yùn)行。新一代天氣雷達(dá)的應(yīng)用，有效提升了寧德市氣象探測能力，增強(qiáng)了對臺(tái)風(fēng)、暴雨、冰雹等災(zāi)害性天氣的監(jiān)測預(yù)警水平，提高了短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率，為福建省災(zāi)害性天氣發(fā)生發(fā)展監(jiān)測以及人工增雨作業(yè)等防災(zāi)減災(zāi)工作的開展提供了有效的探測手段。新一代天氣雷達(dá)在長期運(yùn)行過程中受到各種因素干擾，必須加強(qiáng)其日常維護(hù)管理，才能提高雷達(dá)監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸時(shí)效及質(zhì)量，充分發(fā)揮其重要作用。

1 新一代天氣雷達(dá)在氣象業(yè)務(wù)中的應(yīng)用

新一代天氣雷達(dá)是根據(jù)目標(biāo)物對電磁波的散射原理來實(shí)現(xiàn)高空云雨、冰晶等探測的，與常規(guī)天氣雷達(dá)相比，新一代天氣雷達(dá)分辨率高，探測距離能達(dá)到400 km以上，每6 min可以生成一個(gè)體掃，共30余種產(chǎn)品可選擇，在實(shí)現(xiàn)基本反射率、基本速度等常用產(chǎn)品基礎(chǔ)上衍生出組合反射率、風(fēng)廓線、液態(tài)含水量、回波頂高、風(fēng)暴追蹤信息、冰雹指數(shù)等直觀產(chǎn)品，其應(yīng)用有效提高了天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，尤其是對于預(yù)報(bào)難度較大的強(qiáng)對流天氣，能在其處于萌芽狀態(tài)時(shí)就提早發(fā)現(xiàn)，準(zhǔn)確判斷中、小尺度天氣現(xiàn)象發(fā)展演變，提升強(qiáng)對流天氣預(yù)報(bào)預(yù)警的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，新一代天氣雷達(dá)獲取的體掃高密度基數(shù)據(jù)資料結(jié)合同時(shí)間自動(dòng)雨量站觀測資料，能極大地提高對于水庫蓄水、防洪抗洪和暴雨落區(qū)落點(diǎn)的精確預(yù)報(bào)，進(jìn)一步增強(qiáng)臺(tái)站災(zāi)害性天氣預(yù)測預(yù)報(bào)預(yù)警能力，降低氣象災(zāi)害給國民經(jīng)濟(jì)和人民群眾生產(chǎn)生活造成的不利影響。

2 新一代天氣雷達(dá)運(yùn)行存在的問題

2.1 天線運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定

（1）電機(jī)碳刷出現(xiàn)問題，電機(jī)碳刷長時(shí)間運(yùn)行后未清潔，使得電機(jī)腔體內(nèi)結(jié)碳過多，碳末遇到潮濕氣體和油污后就會(huì)形成碳泥，阻撓碳刷正常運(yùn)行，電機(jī)碳刷不能連續(xù)正常供電進(jìn)而導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力不足，使天線運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。對此，應(yīng)及時(shí)清潔電機(jī)腔體內(nèi)的結(jié)碳。（2）電機(jī)測速機(jī)問題，檢查測速機(jī)內(nèi)阻是否在合格范圍內(nèi)，利用萬用表測量電機(jī)插座上的AB2腳對測速機(jī)內(nèi)阻進(jìn)行檢查，合格時(shí)國產(chǎn)電機(jī)電阻值應(yīng)于24～35Ω之間、進(jìn)口電機(jī)電阻值應(yīng)在28～35Ω之間，出現(xiàn)超差應(yīng)清潔維護(hù)測速機(jī)彈刷和轉(zhuǎn)子部分。（3）電機(jī)問題，待天線運(yùn)轉(zhuǎn)停止后，進(jìn)入方位檢修孔內(nèi)，拔出電機(jī)手輪插銷，將工作狀態(tài)孔位轉(zhuǎn)為手輪嚙合孔位，使手輪和電機(jī)嚙合在一起，然后轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)手輪，如果聽到電機(jī)內(nèi)發(fā)出不均勻摩擦響聲，搖手輪存在輕重不一等現(xiàn)象，判斷電機(jī)內(nèi)部磁鋼或軸承發(fā)生故障，需要更換新的電機(jī)。（4）減速箱問題，若電機(jī)正常，應(yīng)重點(diǎn)檢查減速箱，發(fā)現(xiàn)減速箱有滲油且箱內(nèi)油較少，應(yīng)卸下電機(jī)，用手轉(zhuǎn)動(dòng)減速箱和電機(jī)連接的輸入軸，發(fā)現(xiàn)輸入軸空轉(zhuǎn)半圈才能帶動(dòng)天線運(yùn)轉(zhuǎn)，而正常情況轉(zhuǎn)動(dòng)1/4圈就可帶動(dòng)天線運(yùn)轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象應(yīng)該考慮長期缺油使減速箱內(nèi)齒輪磨損過度，需要更換新的減速箱。（5）大齒輪齒隙超差，電機(jī)和減速箱均正常，在檢查減速箱和大齒輪的齒輪間隙時(shí)，上下或左右推動(dòng)天線，天線反射體發(fā)出明顯的異常響聲，大齒輪和減速箱齒輪間隙超差，松開減速箱后安裝緊固螺栓，重新調(diào)整齒輪間隙到適位。（6）俯仰運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，出現(xiàn)這種故障除了要排查以上問題外，還要檢查滑環(huán)彈刷是否有結(jié)碳和燒傷，清潔滑環(huán)結(jié)碳，更換燒傷碳刷等。（7）同步箱問題，同步箱上部的雙片消間齒輪松動(dòng)不能與大齒輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，同步箱聯(lián)軸節(jié)緊固螺釘松動(dòng)，不能帶動(dòng)旋變同步運(yùn)轉(zhuǎn)，使方位或俯仰不能按照規(guī)定程序運(yùn)行，進(jìn)而產(chǎn)生震動(dòng)[1]。

2.2 天線突然停止不轉(zhuǎn)

第一，考慮電機(jī)發(fā)生故障，電機(jī)內(nèi)碳刷不能正常供電、電機(jī)軸承損壞、電機(jī)內(nèi)磁鋼粘接不牢松動(dòng)等故障，都會(huì)使天線停止轉(zhuǎn)動(dòng)，檢查維修和更換新的電機(jī)即可。第二，可能是減速箱回差問題，發(fā)現(xiàn)方位（俯仰）減速箱的回差較大，重新調(diào)整方位（俯仰）減速箱和大齒輪的回差間隙。第三，若是電機(jī)聯(lián)軸節(jié)和同步箱聯(lián)軸節(jié)有松動(dòng)也會(huì)使天線突然停止不轉(zhuǎn)，用扳手和螺絲刀將連軸節(jié)上螺釘和頂絲擰緊，或更換新的電機(jī)聯(lián)軸節(jié)及同步箱聯(lián)軸節(jié)。第四，如果是同步箱旋變出現(xiàn)問題，但同步箱聯(lián)軸節(jié)緊固螺釘正常，拆下旋變后發(fā)現(xiàn)旋變輸出軸軸承損壞，不能帶動(dòng)旋變正常同步運(yùn)轉(zhuǎn)，更換新的旋變即可恢復(fù)正常。第五，模擬板、數(shù)字板、光纖板、功放有問題也可致天線停止運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)需要檢查模擬板、數(shù)字板、光纖板、功放，出現(xiàn)故障的進(jìn)行維修或更換新的模擬板、數(shù)字板、光纖板、功放。除上述故障外，還會(huì)出現(xiàn)天線座安裝螺栓有松動(dòng)、連接電纜頭松動(dòng)等其它現(xiàn)象，這些都會(huì)影響到天氣雷達(dá)天線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如果推動(dòng)天線運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)或輕或重的不均勻運(yùn)轉(zhuǎn)，并伴隨有不正常的響聲，應(yīng)及時(shí)報(bào)告上級(jí)部門和生產(chǎn)公司。

2.3 電機(jī)軸承檢查

當(dāng)需要對電機(jī)軸承作局部檢查時(shí)，要從減速機(jī)上拆下電機(jī)，并把手輪和驅(qū)動(dòng)裝置卸下，拆下電機(jī)上碳刷，用手轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)兩端輸出軸，查看兩端輸出軸是否有跳動(dòng)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)動(dòng)是否均勻，聽一聽電機(jī)軸承是否有不正常的聲音，如果出現(xiàn)時(shí)有時(shí)無或者“咯咯”響的噪音則意味著軸承已損傷，需要維修及更換電機(jī)。

3 新一代天氣雷達(dá)日常維護(hù)管理

寧德市地處福建沿海地區(qū)，屬于中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，溫暖濕潤，夏季較長且降水偏多，每年5—9月為汛期，常出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣，其中大暴雨、特大暴雨天氣多為臺(tái)風(fēng)影響造成。夏季正是農(nóng)作物旺盛生長季，強(qiáng)降雨天氣會(huì)給當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和海洋養(yǎng)殖業(yè)等帶來不同程度的危害，因此加強(qiáng)災(zāi)害性天氣預(yù)測預(yù)報(bào)服務(wù)工作至關(guān)重要。新一代天氣雷達(dá)的應(yīng)用為寧德市氣象服務(wù)的精準(zhǔn)化提供了技術(shù)保障，因此要確保天氣雷達(dá)正常工作，做好日常維護(hù)管理。

3.1 加強(qiáng)天線座日常清潔維護(hù)

雷達(dá)天線座是用于支撐天線的定位裝置，在天氣雷達(dá)運(yùn)行中具有極其重要的地位，因此要定期對運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行清潔維護(hù)和保養(yǎng)，保持天線座運(yùn)轉(zhuǎn)精度，延長器件的使用壽命，減少故障發(fā)生，確保設(shè)備能處于優(yōu)良的運(yùn)行穩(wěn)定性能和技術(shù)狀態(tài)下。在清潔維護(hù)天線座之前，要先關(guān)閉相應(yīng)的電源，掛牢梯子后再上天線座，待上到天線反射體時(shí)，要對天線進(jìn)行鎖定并系好安全帶，做好人身安全防護(hù)。更換油時(shí)要注意觀察，不能把油灑到滑環(huán)和其它電子器件內(nèi)，調(diào)整天線座水平后，要松開調(diào)平起重螺釘。清潔維護(hù)過程中，不能踩踏筒體內(nèi)電纜插座和波導(dǎo)等，在故障維修期間，不能破壞其他設(shè)備，要做好其它設(shè)備的防護(hù)工作。

3.2 天線罩每年定期檢查項(xiàng)目

安裝好天線罩后，此時(shí)的螺栓緊固力距已經(jīng)基本滿足天線罩安裝要求。寧德市強(qiáng)對流天氣、臺(tái)風(fēng)天氣出現(xiàn)時(shí)多伴隨有大風(fēng)，因此應(yīng)在進(jìn)入夏季前做好雷達(dá)天線罩螺栓緊固力距檢查，以后每年汛期來臨前[2]。都要用力距扳手檢測天線罩與基環(huán)緊固螺栓的力距是否達(dá)到10.4 kg·m（75 ft·lbs），天線罩面板之間連接螺栓達(dá)到1.5～2.0±0.2 kg·m的緊固力距要求;檢查雷達(dá)天線罩外露金屬件是否被銹蝕，如果出現(xiàn)了銹蝕現(xiàn)象則需要作防銹防腐處理，然后加強(qiáng)相應(yīng)的保養(yǎng);檢查天線罩是否存在漏水現(xiàn)象，如果天線罩內(nèi)出現(xiàn)較大濕度，而內(nèi)外一定的溫差或者是遇到大霧，就會(huì)出現(xiàn)冷結(jié)水現(xiàn)象，像滲水一樣沿天線罩內(nèi)面板下流，發(fā)現(xiàn)這種情況時(shí)，要特別注意在天線罩上做好大的漏水點(diǎn)標(biāo)記;查看天線罩表面密封膠衣是否出現(xiàn)了老化情況，若是天線罩表面密封膠存在嚴(yán)重的老化脫落部位，應(yīng)全部進(jìn)行重新密封，并對大的漏水點(diǎn)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ);對航警燈進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)航警燈不亮，要檢查電流是否有電，如果供電正常，可能是航警燈燈泡壞掉，需要更換航警燈，人上到天線罩頂層更換航警燈時(shí)要注意安全，一定要戴好安全帶，單位內(nèi)部維修人員不具備登高維修經(jīng)驗(yàn)的，要報(bào)公司維修，切不能冒險(xiǎn)維修。上述雷達(dá)天線罩維護(hù)保養(yǎng)要在臺(tái)風(fēng)（風(fēng)速大于45 m/s）過后進(jìn)行，抽查基礎(chǔ)和單元件螺栓，如發(fā)生松動(dòng)的較多，應(yīng)重新進(jìn)行緊固，寧德市等這些沿海地區(qū)使用的雷達(dá)天線罩需要每5年進(jìn)行一次維護(hù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳洋.新一代天氣雷達(dá)運(yùn)行故障判斷處理[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2017，37（24）：235.

[2] 沈秋宇，關(guān)惠戈.提升新一代天氣雷達(dá)運(yùn)行質(zhì)量的措施——以遼寧省4部新一代天氣雷達(dá)為例[J].吉林農(nóng)業(yè)，2017 （19）：100-101.

責(zé)任編輯：黃艷飛