一次多普勒雷达故障个例分析及处理范文

摘要:从一次CINRAD/SC新一代天气雷达工作过程中遇到的雷达产品异常故障现象，结合雷达发射机和接收机工作原理，具体分析了故障维修过程和故障原因，通过更换备件，使故障得以排除。

关键词:雷达;产品异常;故障分析

CINRAD/SC新一代天气雷达(以下简称雷达)发射系统为主振放大式全相参大功率发射机。它将频率合成器输出的小功率高频信号经微波固态功率放大器放大，放大的微波信号推动末端速调管功率放大器，为雷达提供一高频大功率的微波震荡窄脉冲，经馈线送入天线系统向空间发射，用以探测大气的气象信息［1］。发射机主要由高压调制器系统和微波链路系统组成。调制器采用可控硅(SCR)作的调制器。SCR调制器在放电触发脉冲的作用下，把人工线上的储能转换成速调管所需的脉冲信号。雷达接收系统由接收机、接收监控、接收电源分机和双通道脉冲功率计组成。其主要目的是接收回波信号和给发射机提供激励信号。因而接收机功能和发射激励信号正常与否是至关重要的［2］。雷达系统设有报警功能，对大部分故障能准确定位，但对于一些性能变差而导致的故障，系统则可能不能给出报警信息。以下是一例雷达产品异常却无报警的故障实例分析。

1故障现象

2018年7月11日14时左右，台风“玛莉亚”开始影响赣州，风速加大，最东面的石城、宁都开始飘雨。此时，赣州雷达状态完全正常，基数据及产品生成传输也完成正常，雷达实时监控显示屏、ASOM运行监控业务系统、江西省气象业务数据监控系统和我局自主研发的雷达基数据与产品传输报警系统均显示正常，无任何报警。而且，省局大探中心和信息中心监控也显示正常，无报警。但技术人员却发现雷达产品不正常，是假图，干干净净一点回波也没有，类似没开高压。这显然与实况不符。再对比其他雷达站产品图，发现本站雷达产品确实不正常。本文从这次雷达工作过程中遇到的雷达产品异常现象，结合雷达发射机和接收机工作原理，具体分析了故障维修过程和故障原因。

2维修活动［3］

第一，因产品类似没开高压，故先作远程检查并重启高压，故障现象没有排除。第二，前往雷达站现场排查故障。检查发射柜面板各仪表读数正常，但调制机柜注电流为40、反峰电流为0，接收机柜－600V读数为24，均偏小。第三，关高压，变换参数进行测试和标校检查，系统标校检查，显示回波不正常。之后雷达便不能开启了，调制机柜功放电源、注电流、油温、遥控、天线安全、灯丝欠流、灯丝过流、门开关告警，雷达高压无激励啸叫声。第四，初步判断为接收系统放电管、－600V电源或场放故障。第五，准备更换放电管，拆卸时发现放电管信号电缆轴芯线断了，因本站和厂家均无备份线，简单塞进拧紧后可正常使用;准备换－600V时，发现－600V电源线有脱焊现象，重新焊接后－600V电源电压恢复正常(100V);测量场放正常，未动;开机，加高压，但雷达高压无激励啸叫声，还是没有回波。第六，继续排查发射系统故障，提示赋能过流，注电流、反峰电流、高功率电压均很小或无;检查充电控制分机，打开面板发现电线与机柜有明显的过压烧痕，衬垫泡沫已融化，怀疑是可控硅问题;查调制器保护电路及检测可控硅管是否被击穿，发现3－4击穿短路，但无备件没法换;重新处理悬空电缆防对地打火，查看图纸看电路等。其间每次处理完都尝试开机，加高压，但雷达高压依然无激励啸叫声，故障无法修复。第七，由于雷达高压一直无激励啸叫声，怀疑高压电容烧坏，用万用表测量高压电容，已击穿，而且外观有烧黑痕迹，判断高压电容烧坏，更换新的高压电容后再开机，开启高压后，激励啸叫声恢复，回波终于出来了，经调试转速，雷达状态、产品、传输恢复正常。雷达无回波故障排除。但是，雷达正常运行7h左右，又出现同样故障，产品是空图没回波，但无告警信息。采取故障复位后恢复正常;0.5h后又出现同样故障，再采取故障复位后恢复正常;1h后复又出现同样故障，在采取故障复位时，由于误操作把低压关了，后来再采取故障复位时，发现低压无法开启，高压、低压、准加、遥控、天线全部红灯报警。维修活动继续。第八，到雷达站查看，注电流、体电流、反峰电流全无读数。第九，怀疑可控硅烧坏，经实测，发现10个可控硅已有2个击穿(阻值0)，5个阻值偏低不能用(阻值＜100KΩ)，只有3个正常(阻值＞100KΩ)。详见表1。第十，将充电调压调窄(逆时针转1圈多)，使注电流减小一半，将可控硅和其他器件保护起来，防止因带故障工作损坏更多器件。第十一，重开低压，加高压，正常，但遥控连不上，天线不转，反复重启发射机柜电源开关无效。第十二，切断电源关机50min左右，重新开机，再反复重启3次发射机柜电源开关，终于接通了，遥控连上，雷达正常启动，运行恢复正常，但回波显示明显偏弱。第十三，更换可控硅。由于台站无备件，等待可控硅备件达到后，停机，更换全部可控硅共10个(3个＞100KΩ的留做备件)。期间，发现可控硅风机坏了1个，故同时更换可控硅风机2个(1个好的留做备件)。第十四，重新开机，非常顺利，雷达状态、产品、传输完全恢复正常，雷达回波强度显示正常。至此，雷达接收机、发射机故障完全排除。

3故障原因分析

先是放电管信号电缆轴蕊断了、－600V电源线焊点脱落、高压电容烧坏，导致高压未能真正开启，产品无回波。后因可控硅烧坏较多，电流过流，电压不稳，雷达开启自保护，反复报故障。

4结语

赣州雷达自2002年投入业务运行16年以来，尚未进行过大修，几乎整机带病工作，有些备件甚至已经停产，连厂家都没有了。雷达故障往往不是单一发生，而是伴随多种故障齐发。所以，在故障排除时需要综合考虑，精通雷达工作原理及电路结构显得尤为重要。

参考文献:

［1］国营第七八四厂.CINRAD/SC型全相参多普勒天气雷达使用维护说明书［K］．国营第七八四厂，2002.

［2］国营第七八四厂.新一代天气雷达培训教材［K］．国营第七八四厂，2006.

［3］柴秀梅.新一代天气雷达故障诊断与处理［K］．北京:气象出版社，2011.

作者：王丽平 单位：江西省赣州市气象局