威宁探空站一次L波段测风雷达故障维修

2022-04-08张玉逵柯莉萍陈银东

气象水文海洋仪器 2022年3期

张玉逵，柯莉萍，张艳，陈银东，余吕

(贵州省威宁县气象局威宁 553100)

0 引言

L波段雷达是二次测风雷达，是中国自主研发具有完全自主知识产权的新一代探空雷达[1]，与GTSI数字探空仪配合，可完成高空温度、气压、湿度、风向和风速的观测，其主要特点是采样速率快，观测精度高，使用便捷。探空资料是天气预报的分析资料之一，探空资料的准确与否与L波段雷达的性能有着密切关系。探空观测时间时限性很强，综合探空分别在07：15和20：15，超过75 min将终止观测，因此对L波段雷达的维护保障能力提出更高要求[2]，出现故障，必须在有限时间内解决，威宁L波段雷达从2013年8月至今，雷达故障都及时得到解决，未出现影响探空业务的情况。2017年威宁L波段雷达出现3次较大的故障，都及时完成故障的排除，未对观测造成影响。以2017-07-28的1次仰角不能抬升的故障排除为例，对L波段雷达装备保障经验进行总结，为基层装备维护保障人员提供参考和借鉴。

1 L波段测风雷达的基本原理

L波段测风雷达是利用雷达跟踪探空气球上的无线电探空仪，测量时雷达向探空仪回答器发射“询问信号”，探空仪回答器发回“回答信号”。根据信号一问一答之间的时间之隔和信号的来向，测定每一时刻探空气球在空间的位置，即距离、方位角、仰角，再根据气球飘移的情况，计算出高空的风向和风速。

2 L波段雷达仰角故障分析及排除

2.1 故障现象

2017-07-28T18：20，威宁探空站L波段雷达开机后，摇动雷达天线，发现雷达仰角无法抬升[3]、驱动箱E报警等现象[4]。

2.2 雷达故障分析处理

2.2.1 故障初步判断

通过仰角无法抬升、驱动箱E灯红灯报警，文章可以基本判断出现仰角无法抬升的情况有3种：一是天控单元、轴角转换单元出现故障；二是仰角驱动电机发生故障；三是伺服交流驱动器线路及本身出现故障。

2.2.2 故障检查处理

雷达的维修采取由简到繁的方式进行，首先，更换6号天控板和7号仰角单元板后故障未排除，排除第1种故障的可能。其次，开始检查仰角同步机，用示波器测量程序方波，用万用表测量电机驱动电压+24 V均正常。然后对俯仰同步机及与之连接的电缆进行测量检查，各部分连线良好。为确保故障判断准确，尽快查找故障点，采用方位驱动电机对仰角驱动电机进行更换，故障仍然未被排除，由此推断，天线仰角驱动部分正常。最后，排除第1、2种故障的情况下，第3种故障的可能性进一步加大，打开驱动箱，检查仰角交流伺服驱动器，仰角编码器显示为14号告警，14号告警的可能性有如下几种：1)电机接线(U、V和W短路)；2)驱动器工作失误；3)电机接线短路(U、V和W)与地短路；4)电机接线接地不良；5)电机烧坏；6)电机与驱动器不匹配；7)由于频繁的伺服on与off，动态制动器的继电器触点熔化而粘连。对照上述可能发生的14号报警情况用万用表一一对照测量检查俯仰电机的接线(U、V和W)之间，(U、V和W)与地之间的电阻，电机的接地线等未发现短路现象，判断电机正常。同时检查没有发现伺服驱动器因频繁的伺服off与on，动态制动器的继电器触点未发现熔化而粘连的现象。断开电机连线，进入伺服on状态，14号故障告警立即发生。从而判断为驱动器工作失误故障。更换交流伺服驱动器，然后对其进行配置，开机故障现象消失。

3 提升L波段测风雷达保障能力

3.1 掌握装备各项性能指标和工作原理

装备保障人员需要熟悉掌握大型装备的基本工作原理，掌握各单元的组成、结构、主要性能及其指标，能看懂大型装备的线路图、基本信号和工作流程；熟悉装备的性能参数和电路中主要的工作参数。

3.2 定期维护

避免和降低设备的故障率和提高设备的可用性[5]，日常必须做好维修维护工作，要求装备保障人员在日常工作中有准备、有计划、有组织地按照装备维护保障制度制定相应的维护计划，编制必要的装备备件，加强装备维护保障知识的学习，提高自身的保障能力和水平。按照维护计划做好气象装备定期维护，如日维护、周维护、月维护和年维护等[6]。

L波段雷达日维护需要做好清洁机箱和天线，在下雨过后注意查看装备有无漏水现象、电缆是否受潮，在大风天，注意做好防风，查看装备的工作状态。

L波段雷达的月维护，利用晴天天气，检查雷达光轴和电轴是否一致，查看其仰角、方位转动是否灵活、有无异响、距离零点标定是否正确，清洁回流环，检查天线水平。

L波段雷达每年需要进行1次年维护，维护可分几天进行，除按照月维护流程进行检查外，检查雷达的性能和指标，保证其处于良好的工作状态。