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摘要:從一次CINRAD/SC新一代天氣雷達工作過程中遇到的雷達產品異常故障現象，結合雷達發射機和接收機工作原理，具體分析了故障維修過程和故障原因，通過更換備件，使故障得以排除。

關鍵詞:雷達;產品異常;故障分析

CINRAD/SC新一代天氣雷達(以下簡稱雷達)發射系統為主振放大式全相參大功率發射機。它將頻率合成器輸出的小功率高頻信號經微波固態功率放大器放大，放大的微波信號推動末端速調管功率放大器，為雷達提供一高頻大功率的微波震蕩窄脈沖，經饋線送入天線系統向空間發射，用以探測大氣的氣象信息［1］。發射機主要由高壓調制器系統和微波鏈路系統組成。調制器采用可控硅(SCR)作的調制器。SCR調制器在放電觸發脈沖的作用下，把人工線上的儲能轉換成速調管所需的脈沖信號。雷達接收系統由接收機、接收監控、接收電源分機和雙通道脈沖功率計組成。其主要目的是接收回波信號和給發射機提供激勵信號。因而接收機功能和發射激勵信號正常與否是至關重要的［2］。雷達系統設有報警功能，對大部分故障能準確定位，但對于一些性能變差而導致的故障，系統則可能不能給出報警信息。以下是一例雷達產品異常卻無報警的故障實例分析。

1故障現象

2018年7月11日14時左右，臺風“瑪莉亞”開始影響贛州，風速加大，最東面的石城、寧都開始飄雨。此時，贛州雷達狀態完全正常，基數據及產品生成傳輸也完成正常，雷達實時監控顯示屏、ASOM運行監控業務系統、江西省氣象業務數據監控系統和我局自主研發的雷達基數據與產品傳輸報警系統均顯示正常，無任何報警。而且，省局大探中心和信息中心監控也顯示正常，無報警。但技術人員卻發現雷達產品不正常，是假圖，干干凈凈一點回波也沒有，類似沒開高壓。這顯然與實況不符。再對比其他雷達站產品圖，發現本站雷達產品確實不正常。本文從這次雷達工作過程中遇到的雷達產品異常現象，結合雷達發射機和接收機工作原理，具體分析了故障維修過程和故障原因。

2維修活動［3］

第一，因產品類似沒開高壓，故先作遠程檢查并重啟高壓，故障現象沒有排除。第二，前往雷達站現場排查故障。檢查發射柜面板各儀表讀數正常，但調制機柜注電流為40、反峰電流為0，接收機柜－600V讀數為24，均偏小。第三，關高壓，變換參數進行測試和標校檢查，系統標校檢查，顯示回波不正常。之后雷達便不能開啟了，調制機柜功放電源、注電流、油溫、遙控、天線安全、燈絲欠流、燈絲過流、門開關告警，雷達高壓無激勵嘯叫聲。第四，初步判斷為接收系統放電管、－600V電源或場放故障。第五，準備更換放電管，拆卸時發現放電管信號電纜軸芯線斷了，因本站和廠家均無備份線，簡單塞進擰緊后可正常使用;準備換－600V時，發現－600V電源線有脫焊現象，重新焊接后－600V電源電壓恢復正常(100V);測量場放正常，未動;開機，加高壓，但雷達高壓無激勵嘯叫聲，還是沒有回波。第六，繼續排查發射系統故障，提示賦能過流，注電流、反峰電流、高功率電壓均很小或無;檢查充電控制分機，打開面板發現電線與機柜有明顯的過壓燒痕，襯墊泡沫已融化，懷疑是可控硅問題;查調制器保護電路及檢測可控硅管是否被擊穿，發現3－4擊穿短路，但無備件沒法換;重新處理懸空電纜防對地打火，查看圖紙看電路等。其間每次處理完都嘗試開機，加高壓，但雷達高壓依然無激勵嘯叫聲，故障無法修復。第七，由于雷達高壓一直無激勵嘯叫聲，懷疑高壓電容燒壞，用萬用表測量高壓電容，已擊穿，而且外觀有燒黑痕跡，判斷高壓電容燒壞，更換新的高壓電容后再開機，開啟高壓后，激勵嘯叫聲恢復，回波終于出來了，經調試轉速，雷達狀態、產品、傳輸恢復正常。雷達無回波故障排除。但是，雷達正常運行7h左右，又出現同樣故障，產品是空圖沒回波，但無告警信息。采取故障復位后恢復正常;0.5h后又出現同樣故障，再采取故障復位后恢復正常;1h后復又出現同樣故障，在采取故障復位時，由于誤操作把低壓關了，后來再采取故障復位時，發現低壓無法開啟，高壓、低壓、準加、遙控、天線全部紅燈報警。維修活動繼續。第八，到雷達站查看，注電流、體電流、反峰電流全無讀數。第九，懷疑可控硅燒壞，經實測，發現10個可控硅已有2個擊穿(阻值0)，5個阻值偏低不能用(阻值＜100KΩ)，只有3個正常(阻值＞100KΩ)。詳見表1。第十，將充電調壓調窄(逆時針轉1圈多)，使注電流減小一半，將可控硅和其他器件保護起來，防止因帶故障工作損壞更多器件。第十一，重開低壓，加高壓，正常，但遙控連不上，天線不轉，反復重啟發射機柜電源開關無效。第十二，切斷電源關機50min左右，重新開機，再反復重啟3次發射機柜電源開關，終于接通了，遙控連上，雷達正常啟動，運行恢復正常，但回波顯示明顯偏弱。第十三，更換可控硅。由于臺站無備件，等待可控硅備件達到后，停機，更換全部可控硅共10個(3個＞100KΩ的留做備件)。期間，發現可控硅風機壞了1個，故同時更換可控硅風機2個(1個好的留做備件)。第十四，重新開機，非常順利，雷達狀態、產品、傳輸完全恢復正常，雷達回波強度顯示正常。至此，雷達接收機、發射機故障完全排除。

3故障原因分析

先是放電管信號電纜軸蕊斷了、－600V電源線焊點脫落、高壓電容燒壞，導致高壓未能真正開啟，產品無回波。后因可控硅燒壞較多，電流過流，電壓不穩，雷達開啟自保護，反復報故障。

4結語

贛州雷達自2002年投入業務運行16年以來，尚未進行過大修，幾乎整機帶病工作，有些備件甚至已經停產，連廠家都沒有了。雷達故障往往不是單一發生，而是伴隨多種故障齊發。所以，在故障排除時需要綜合考慮，精通雷達工作原理及電路結構顯得尤為重要。

參考文獻:

［1］國營第七八四廠.CINRAD/SC型全相參多普勒天氣雷達使用維護說明書［K］．國營第七八四廠，2002.

［2］國營第七八四廠.新一代天氣雷達培訓教材［K］．國營第七八四廠，2006.

［3］柴秀梅.新一代天氣雷達故障診斷與處理［K］．北京:氣象出版社，2011.

作者：王麗平 單位：江西省贛州市氣象局