新一代天气雷达运行故障分析处理

新一代天气雷达运行故障分析处理

王超

（河南省郑州市气象局，河南郑州450000）

摘要：本文结合郑州市气象局使用新一代天气雷达的实际，对新一代天气雷达运行中的软件故障和硬件故障问题进行了分析，并提出了有针对性的处理对策，最后给出了几点新一代天气雷达日常维护建议，以期为运行保障人员提供参考。

关键词：天气雷达运行故障分析处理日常维护

引言

新一代天气雷达是集探测、处理、生成变显示雷达天气数据的应用系统。自郑州市气象局使用新一代天气雷达以来，在短时临近天气的探测和突发暴雨、大风、冰雹等强对流灾害性天气预报预警的时效和准确率方面发挥着十分重要的作用。因新一代多普勒天气雷达属于大型机电一体化设备，主要有发射接收系统、伺服系统、天馈系统、监测控制系统和终端系统组成，同时还有与之配套的通信、电源等附属设施，在新一代天气雷达运行中经常会有软件故障和硬件故障问题出现，严重阻碍了气象探测工作的顺利开展。

1、软件故障

所谓的软件故障，主要是指新一代天气雷达在运行过程中的监控系统有报警提示，对雷达连续观测和观测数据的正确采集均会产生不同程度的影响，但并没有相关设备出现损坏。新一代天气雷达运行中的软件故障包括有UCP程序故障、天线故障和宽带通讯故障。

1.1UCP程序故障

PRG计算机内存溢出故障的主要表现形式是UCP运行中自动退出，随后Rdasc也停止运行。为了尽快解决该故障问题，需要工作人员分别对UCP程序和Rdasc程序进行重启。UCP程序故障主要出现在转换体扫模式的过程中，这也是UCP设计过程中的缺陷，急需要改进。

1.2宽带通讯故障

出现在RDA和RPG之间的通讯链路就是宽带。郑州市气象局在实现RDA和RPG之间的通讯时主要借助于以太网，并同集线器、光端机和PUP共同构成了局域网。由于PRG和PUP之间的稳定性较强，在观测数据传输中发挥着重要作用。一旦宽带通讯出现故障，则可能是“RPG循环测试超时”和“径向数据丢失”引起的。这些故障不会对雷达的连续观测产生影响，但却不利于采集和处理观测数据信息，RPG很难对原始观测资料进行保护，且PUP端无产品显示。这两种故障问题极易出现在RPG计算机处理数据的过程中，且故障出现时声音报警几乎没有太大的作用。工作人员可以对Rdasc程序和UCP程序重新启动即可。

1.3天线故障

天线故障的主要表现形式是天线动态出错，使得新一代天气雷被迫待机，天线停止后很难回到PAPK位置处。天线驱动电机瞬时过载、天线座内冗余设备工作异常、天线控制程序进入死循环等是造成天线故障的主要原因。为了排除该故障问题，可以通过以下三种方法：重新启动Rdasc系统，等待5min后基本恢复正常；若上述方法无效，重新启动Rdasc程序后，选择“手动控制”选项将天线恢复到PAPK位置处，10min后系统可以恢复正常；若以上方法均无效，应将“5A2维护面板”上的“伺服电源”开关及时断开，3min后重新接通，此时天线就能恢复到PAPK位置处。

2、硬件故障

郑州市气象局使用的新一代天气雷达系统配备有较强的系统硬件，且还能对雷达性能进行检测，并通过Rdasc发出报警信息。一旦硬件系统出现故障问题，可以借助于报警信息和指示灯颜色初步判定故障部位。

2.1伺服系统

故障现象1：雷达开机时，出现报警提示，每次OPERATE天线运行到方位63°时停止，雷达转到STANDBY状态。天线转动时会影响汇流环，工作人员应对汇流环认真检查，避免汇流环碳粉和灰尘积聚而引发接触不良；人工方式缓慢推动天线，选择高纯度酒精对汇流环进行清洁，利用暖风机将汇流环上的碳粉清除，随后开机，雷达就能正常运行。

故障现象2：关闭Rdasc程序后，天线指示仰角不为0°。查看雷达仰角为负，天线方位状态指示为“天线死区限位”此时的天线不能稳定在0°，在上下推动时的灵活性水平较高，松开后会自动下落。在Rdasc程序正常运行时，雷达只能进行一个体扫，在进行下一个体扫时，需要Rdasc程序对计算机重启操作进行控制，计算机会被反复启动，难以保证定时获取资料。工作人员可以松开天线固定板螺丝，适当增加固定板数量确保平衡度，随后固定螺丝，该问题就能得到解决。

2.2接收系统

接收系统故障的主要表现形式是雷达系统监测子系统中无故障提示信息，终端无回波显示。终端无故障提示，说明雷达系统的监测器件可以正常运行，需重点检查未设置监测点的器件；监测子系统无故障提示信息，无回波显示，则说明在监测点回波通道上没有故障问题，应深入分析接收机回波通道，直至找出故障问题。

2.3发射系统

故障现象1：发射机工作异常，调制脉冲故障、调制脉冲过流。在对雷达系统故障进行复位操作后，故障问题消除，系统可以正常工作，说明监控系统检测到的是虚故障。虚故障就是在对雷达监控系统的检测点进行设置的过程中，其开关过于灵敏，一旦检测到故障问题，可以借助于故障复位的方式判断故障问题是否能够解决，若不能，则需要进一步检查故障问题。

故障现象2：雷达系统提示“准加高压”后，加高压瞬间，雷达电源空气开关跳闸。这种故障问题可能是调制机内的禁止脉冲信号接头异常，脉宽调制器内没有禁止脉冲信号输入，在对脉冲信号进行取样的过程中变化剧烈且输出电压变化幅度较大，加大了调制脉冲波形间的幅度，会将作为调制开关使用的大功率调制器模块烧毁，由此产生反馈脉冲电流将驱动板上的驱动模块烧毁，同时还会影响开关电源整流板上的二极管。

3、新一代天气雷达日常维护建议

3.1天伺系统

分别检查发射体与俯仰平衡臂、方位减速器与转台间螺栓及其它螺栓的紧固情况，及时将松动处拧紧。推动天线时逐渐增加速度，检查推动中是否有异常情况并及时处理。若无异常情况，检查机械限位缓冲器的破损程度；若电气限位异常，应将开关支架上的螺钉拧紧，保证符合设定值，同时还要做好润滑操作。

3.2发射系统

在对发射机柜进行维护调制前需要充分放电，避免触电。重点查看发射机内散热风机的运行情况，应确保各个部件和电源输入（输出）电压正常运行。

3.3天线座体

每间隔半年对天线座的水平情况进行一次巡检，一旦超过误差范围需及时调整。每3个月对天线座清洁一次，保证天线座底部各个部位端盖和密封垫完好无损。应将2个方位门盖板和检测点盖板摘除后，对座体内部各个插头接触处的松动或脏污情况进行检查，清洗完成后需进行复原。

3.4配电系统

重点检查配电机柜中的电源接线柱，检查各个开关接线柱是否出现松动、外皮是否出现破损等情况；测量电源输入端输出端之间的电压值是否同规范标准要求相符，应确保其在规定的范围内。

4结论

综上所述，将新一代天气雷达的日常维护和保养工作做好，可以降低雷达运行中的故障率，在延长新一代天气雷达使用寿命的同时，还能缩短故障分析检修的时间，充分发挥出其在人工影响天气、气象服务、天气预报、气象决策等业务中的作用。

参考文献：

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[2]宋玉红,孙宏宇,刘亚玲,等.通辽新一代天气雷达故障统计分析[J].农业气象,2017,34(13).

[3]弓宇恒,盖昀,闫平.新一代天气雷达故障维修典型案例[J].内蒙古气象,2012(3).

作者简介：王超（1982-），男，汉族，河南省郑州市荥阳人，本科学历，助理工程师，从事气象保障工作。