威寧探空站一次L波段測風雷達故障維修

張玉逵，柯莉萍，張 艷，陳銀東，余 呂

(貴州省威寧縣氣象局 威寧 553100)

0 引言

L波段雷達是二次測風雷達，是中國自主研發(fā)具有完全自主知識產(chǎn)權的新一代探空雷達[1]，與GTSI數(shù)字探空儀配合，可完成高空溫度、氣壓、濕度、風向和風速的觀測，其主要特點是采樣速率快，觀測精度高，使用便捷。探空資料是天氣預報的分析資料之一，探空資料的準確與否與L波段雷達的性能有著密切關系。探空觀測時間時限性很強，綜合探空分別在07：15和20：15，超過75 min將終止觀測，因此對L波段雷達的維護保障能力提出更高要求[2]，出現(xiàn)故障，必須在有限時間內解決，威寧L波段雷達從2013年8月至今，雷達故障都及時得到解決，未出現(xiàn)影響探空業(yè)務的情況。2017年威寧L波段雷達出現(xiàn)3次較大的故障，都及時完成故障的排除，未對觀測造成影響。以2017-07-28的1次仰角不能抬升的故障排除為例，對L波段雷達裝備保障經(jīng)驗進行總結，為基層裝備維護保障人員提供參考和借鑒。

1 L波段測風雷達的基本原理

L波段測風雷達是利用雷達跟蹤探空氣球上的無線電探空儀，測量時雷達向探空儀回答器發(fā)射“詢問信號”，探空儀回答器發(fā)回“回答信號”。根據(jù)信號一問一答之間的時間之隔和信號的來向，測定每一時刻探空氣球在空間的位置，即距離、方位角、仰角，再根據(jù)氣球飄移的情況，計算出高空的風向和風速。

2 L波段雷達仰角故障分析及排除

2.1 故障現(xiàn)象

2017-07-28T18：20，威寧探空站L波段雷達開機后，搖動雷達天線，發(fā)現(xiàn)雷達仰角無法抬升[3]、驅動箱E報警等現(xiàn)象[4]。

2.2 雷達故障分析處理

2.2.1 故障初步判斷

通過仰角無法抬升、驅動箱E燈紅燈報警，文章可以基本判斷出現(xiàn)仰角無法抬升的情況有3種：一是天控單元 、軸角轉換單元出現(xiàn)故障；二是仰角驅動電機發(fā)生故障；三是伺服交流驅動器線路及本身出現(xiàn)故障。

2.2.2 故障檢查處理

雷達的維修采取由簡到繁的方式進行，首先，更換6號天控板和7號仰角單元板后故障未排除，排除第1種故障的可能。其次，開始檢查仰角同步機，用示波器測量程序方波，用萬用表測量電機驅動電壓+24 V均正常。然后對俯仰同步機及與之連接的電纜進行測量檢查，各部分連線良好。為確保故障判斷準確，盡快查找故障點，采用方位驅動電機對仰角驅動電機進行更換，故障仍然未被排除，由此推斷，天線仰角驅動部分正常。最后，排除第1、2種故障的情況下，第3種故障的可能性進一步加大，打開驅動箱，檢查仰角交流伺服驅動器，仰角編碼器顯示為14號告警，14號告警的可能性有如下幾種：1)電機接線(U、V和W短路)；2)驅動器工作失誤；3)電機接線短路(U、V和W)與地短路；4)電機接線接地不良；5)電機燒壞；6)電機與驅動器不匹配；7)由于頻繁的伺服on與off，動態(tài)制動器的繼電器觸點熔化而粘連。對照上述可能發(fā)生的14號報警情況用萬用表一一對照測量檢查俯仰電機的接線(U、V和W)之間，(U、V和W)與地之間的電阻，電機的接地線等未發(fā)現(xiàn)短路現(xiàn)象，判斷電機正常。同時檢查沒有發(fā)現(xiàn)伺服驅動器因頻繁的伺服off與on，動態(tài)制動器的繼電器觸點未發(fā)現(xiàn)熔化而粘連的現(xiàn)象。斷開電機連線，進入伺服on狀態(tài)，14號故障告警立即發(fā)生。從而判斷為驅動器工作失誤故障。更換交流伺服驅動器，然后對其進行配置，開機故障現(xiàn)象消失。

3 提升L波段測風雷達保障能力

3.1 掌握裝備各項性能指標和工作原理

裝備保障人員需要熟悉掌握大型裝備的基本工作原理，掌握各單元的組成、結構、主要性能及其指標，能看懂大型裝備的線路圖、基本信號和工作流程；熟悉裝備的性能參數(shù)和電路中主要的工作參數(shù)。

3.2 定期維護

避免和降低設備的故障率和提高設備的可用性[5]，日常必須做好維修維護工作，要求裝備保障人員在日常工作中有準備、有計劃、有組織地按照裝備維護保障制度制定相應的維護計劃，編制必要的裝備備件，加強裝備維護保障知識的學習，提高自身的保障能力和水平。按照維護計劃做好氣象裝備定期維護，如日維護、周維護、月維護和年維護等[6]。

L波段雷達日維護需要做好清潔機箱和天線，在下雨過后注意查看裝備有無漏水現(xiàn)象、電纜是否受潮，在大風天，注意做好防風，查看裝備的工作狀態(tài)。

L波段雷達的月維護，利用晴天天氣，檢查雷達光軸和電軸是否一致，查看其仰角、方位轉動是否靈活、有無異響、距離零點標定是否正確，清潔回流環(huán)，檢查天線水平。

L波段雷達每年需要進行1次年維護，維護可分幾天進行，除按照月維護流程進行檢查外，檢查雷達的性能和指標，保證其處于良好的工作狀態(tài)。

4 結束語

氣象裝備保障人員提高自身的保障能力，保證設備的可用性，需要加強業(yè)務學習，提高理論和業(yè)務水平，熟悉掌握裝備的基本原理和性能指標。掌握裝備的維修維護方法以及檢修裝備的儀器、儀表的使用，避免擴大設備故障。同時加強裝備的日常維修維護工作，減少裝備故障率，做好大型裝備故障個例維修數(shù)據(jù)庫。