CINRADSB雷达故障诊断分析及处理

CINRAD/SB雷达故障诊断分析及处理1引言新一代多普勒天气雷达(CINRAD/SB)(简称SB)由北京敏视达公司和南京十四所共同生产，它能够定量探测降雨回波强度、平均径向速度、速度谱宽等信息。其探测到的回波信息能为雷暴、暴雨等强对流天气的中小尺度结构特征分析提供重要依据，是目前其他大气探测手段无法取代的重要探测工具。目前，万州雷达已经在渝东北地区强对流天气短时临近预报业务中发挥了不可替代的作用。万州新一代多普勒天气雷达自2009年2月16日投入试运行后，极大提高了对三峡库区流域降水定量估测及暴雨、风雹等灾害性天气的监测预警能力，成为保障三峡库区蓄水安全、防灾减灾的重要工具。本文主要结合万州雷达运行情况，将常见故障进行分析、总结，为雷达机务员处理常见故障提供参考，以便提高雷达保障技能。2新一代多普勒天气雷达概述常规天气雷达的探测原理是利用云雨目标物对雷达所发射电磁波的散射回波来测定其空间位置、强弱分布和垂直结构等。新一代多普勒天气雷达除能起到常规天气雷达的作用外，还利用物理学上的多普勒效应来测定降水粒子的径向运动速度，推断降水云体的移动速度、风场结构特征、垂直气流速度等。它可以有效地监测暴雨、冰雹、龙卷等灾害性天气的发生、发展；同时还具有良好的定量测量回波强度的性能，可以定量估测大范围降水；多普勒天气雷达除实时提供各种图像信息外，还可提供对多种灾害性天气的自动识别和追踪产品。3雷达故障诊断分析及处理发射机部分发射机无法工作，调制器无高压输出。发射机无法工作，调制器无高压输出，与厂家技术员沟通后判断为调制器高压组件问题。通过人工线整形后的脉冲电压为4400V,但此组件无高压输出。从调制器内部电路开始检测，用示波器测试人工线采样电压无波形显示，拆开调制器组件，按照电路流程逐步检测，发现调制器内扼流圈焊接断裂，重新焊接扼流线圈，发射机恢复正常。发射机不能工作，报灯丝电源故障。经过多次故障复位处理，故障仍然存在，仔细检查发射机控制面板的所有指示灯工作状态，发现除灯丝电流故障灯以外的其他指示灯全正确，初步确认为灯丝电源故障，紧接着开始检查灯丝电流的保险管，发现灯丝电流保险管其中一个熔断，及时更换新的保险丝，雷达开机，仍然报灯丝电源故障；与厂家技术人员取得联系后，结合厂家技术员的指导，开始逐级检查，测试灯丝电流保险管全是通路；查看灯丝电源的控制主板，发现主板异常，有被烧坏痕迹，更换灯丝电源主板后，发射机恢复正常工作。3.1.3发射机强制待机，RDASC执行软件报发射机预警。发射机强制待机，RDASC软件报发射机故障，发射机速调管过流、发射机故障恢复循环（发射系统）、波导开关打火/电压驻波比（发射系统）、发射机功率机内测试设备故障（发射系统）等故障。自动复位不能消除，采用手动复位，现象仍然存在，发射机不能工作，整个雷达还是停止运转。根据现象“波导开关打火/电压驻波比（发射系统）”判定有高压打火，锁定为高压部分有问题，于是拆检调制器组件，逐步检查看打火处。在检查线路时，发现人工线充电回路4000V高压输电线被击穿，更换了高压输电线，继续查看其他，发现开关组件的IGBT（绝缘栅双极型晶体管）有黑色印记，更换开关组件的IGBT。用调压器逐渐加大输入电压至380V，查看人工线电压是否处于正常值范围内（一般在4400V左右），此次加载正常，恢复发射机原有链路，开机运行，雷达恢复正常了。3.1.4发射机油箱油位低于最低标线发射机油箱面板上油位面低于要求的最低油位线，经现场分析、诊断为运输途中颠簸造成油位过低，其油位线已处于下限报警边界，对发射机的工作极其不利，极端情况可造成油箱内打火（内6万伏高压），从厂家采购同型号变压器油添加至安全线内。特别提醒：在日常维护工作中需观测油箱的油面情况是否符合技术规范要求。3.1.5发射机主风机故在2009年6月13日的日维护中，发现雷达机房声音异常，同时伴有轻微的震动。维护人员及时切断发射机高压，仔细判断声音来自于发射机。再经过多次检查，将问题锁定在发射机主风机上。在日后的维护中，维护人员加强了对发射机主风机运行情况的跟踪。雷达连续开机运行到2009年11月，发现主风机震动声音巨大，并且震动强度加大，雷达停机等待厂家到场诊断处理。厂家技术人员通过测试发射机相关参数：如脉冲包络、人工线电压和相关组件等均属正常范围，发现故障根源为：发射机主风机机械故障。在更换发射机主风机后，雷达恢复正常运行。接收机部分微波延时线故障接收机定标不达标，KD指标无线性特征，地物杂波抑制指标完全不正常，表现为极不稳定。通过对KD指标信号路径的跟踪，确认为微波延时线故障。测量微波延时线的路径衰减为85DB，与达标理论值（55DB左右）相差较大，返厂维修后，恢复正常。扇形回波问题，接收机参数不达标回波成扇形状，接收机的一系列参数不达标，以及伺服系统定标的太阳法不能完成，造成调试中几个重要的关于发射机的指标不合格，如CW、RFD、KD。开始一直怀疑是数字中频的原因，在更换数字中频后并没好转，从而排除数字中频故障的可能性；仔细观查开机过程，发现加高压后才出现异常回波，对比SA机柜摆放位置又怀疑是因发射机对接收机的电磁干扰所引起的，关掉发射机后，用模拟天线法测量指标还是不达标；经过反复思考，将故障锁定在接地线接触不好对信号的干扰，通过仔细检查发现是接收机机柜接地线因油漆接触不好，重新连接后问题得到解决，回波正常。软件问题3.3.1执行应用程序RDASC自动退出在拷机的过程中，执行应用程序RDASC频繁退出，报天线动态出错，拷机不能正常进行。最初怀疑是伺服硬件故障，清洗汇流环后现象仍然存在，又将问题锁定在软件RDASC自身。和厂家多次沟通后，修改RDASC软件，问题得到解决。3.3.2执行应用程序RDASC卡死更换了新的RDASC执行程序后，解决了程序频繁自动退出的问题，但又出现新问题。运行大概三天，就出现死机现象，程序指示停止在1.5仰角，天线被锁定，最初怀疑是方位角和俯仰角控制电路有问题，检查俯仰和方位电机没问题，查看角码控制器也无异常，最后将问题锁定在软件上，联系北京敏视达公司相关人员，发现是RDASC电脑系统版本过高，重新安装系统后，软件再无死机现象发生。3.4波导充气机连续工作,持续报警波导压力低波导充气机不间断工作，手触及其机箱表面发烫，波导充气机上报“波导压力低”故障，波导压力表显示高压上限值为24，下限阀值降到0.5左右，发射机控制面板上报“波导压力”故障。最初怀疑是波导漏气，将波导压力下限上调至2.5，上限调回29，报警消失；继续观察，充压机仍然持续工作，表面发烫，下限阀值逐渐下滑。联系厂家后，再厂家技术员的指导下，将波导连接处重新密封，观察，故障仍然存在；将波导拆开清洗重新连接，故障仍存在，认定是波导充压机自身有问题，更换上新的充压机后，故障消除。4小结与讨论本文阐述了新一代多普勒天气雷达的工作原理、常见故障的诊断分析和处