文/郭陽

NORMARK7013B航向設備雷擊故障一例

文/郭陽

虹橋機場地處雷雨多發(fā)地區(qū)，場內儀表著陸系統臺站，雖然在安裝之初都配備了防雷系統，但在每年的雷雨季節(jié)遭受雷擊的概率依然很大。本文以某航向臺站遭受雷擊故障檢修為案例進行分析，加強防雷改造避免類似情況再次發(fā)生。

ILS 航向信標 雷擊 防雷

1 引言

儀表著陸系統是由安裝在跑道中心延長線上的航向臺（LOC）和跑道側的下滑臺（GP）以及測距儀（DME）或指點信標（MB）組成，為著陸的飛機提供水平和垂直面距離引導信息。它為處于航行末端的飛行器提供引導，保證導航信號的連續(xù)和準確。本文以某航向臺站遭受雷擊故障檢修為例進行分析，加強防雷改造避免類似情況再次發(fā)生。

2 故障現象

該航向臺處于華東某大型機場內，設備是由INTERSCAN公司生產的NORMAC 7013B型。2016年夏季某天，當時機場雷雨異常強烈，值班員發(fā)現該航向的遙控器盒監(jiān)控終端電腦同時告警，設備關機。值班員初步判斷設備遭受雷擊所致。在啟動應急通報處置后，緊急安排搶修人員到臺檢查，設備雙機故障關機，主要監(jiān)控參數都處于告警狀態(tài)，設備無法正常開啟。

3 故障分析與排除

3.1 迅速判斷故障位置

將設備放置強制開機，檢查發(fā)現設備雙發(fā)射機都存在同樣的故障現象，即航道，寬度，余隙的參數均告警，而近場監(jiān)控參數顯示則正常如圖1所示。

圖1：本航向臺監(jiān)控參數與航向設備系統組成

通過圖1航向設備系統組成來看，航道、寬度、余隙這三個參數是由經航向20單元的天線系統反饋的信號經監(jiān)控混合網絡（MCU）合成后送到設備機柜監(jiān)控器部分處理的，初步判斷應是監(jiān)控回路某點故障所致。因為近場監(jiān)控參數是直接接受外場信號，并直接送回監(jiān)控器處理，而近場監(jiān)控數據在使用外場測試儀檢測時正常，則代表設備發(fā)射機，發(fā)射電纜，天線分配單元，航向天線的發(fā)射部分均應正常。懷疑點集中在監(jiān)控回路中，包括天線的監(jiān)控信號取樣點，監(jiān)控混合網絡，監(jiān)控電纜，監(jiān)控器板件。一般情況下，造成故障的點僅有一處，天線陣中同時在20個天線都產生取樣信號故障可能性極低。同理，由監(jiān)控混合網絡送回機房設備的三根電纜，同時出現故障的可能性也不大。剩下的公用部分就是監(jiān)控混合網絡和監(jiān)控器內的相關通道。為了進一步判斷故障點，將正常的近場監(jiān)控信號送入相關通道，此時均能正常反應參數狀態(tài)。據此，判定故障點為監(jiān)控混合網絡。一般情況下，監(jiān)控混合網絡是沒有備件的，幸運的是當時由于某些特殊原因，我們將備件更換后設備恢復正常。

3.2 進行故障原因分析

故障發(fā)生時，該機場區(qū)域內雷電活動交加，正常的雷電經天線陣頂上的避雷帶和引下線入地。近場監(jiān)控天線也配備了避雷針和引下線。雷電直接擊中天線的概率被大大降低。但某些直擊到地面的雷電信號，其強大的感應信號通過監(jiān)控電纜竄入監(jiān)控回路。而在設備端進入監(jiān)控板件之前，有效的避雷裝置也起到了作用，并未對設備造成損害。但通過監(jiān)控電纜竄入監(jiān)控混合網絡的雷電信號則擊毀了監(jiān)控混合網絡中的部分元器件，從而從監(jiān)控混合網絡輸出的信號錯誤，造成告警關機。

3.3 總結改進措施

針對此次航向設備遭受雷擊的案例，我們對該設備的防雷系統進行如下檢查和改進:

（1）航向設備的監(jiān)控混合網絡處于室外，且沒有備件儲備，一旦故障，恢復時間會比較漫長，嚴重影響機場安全運行。因此，需要加強對該部件的保護，在直擊雷基本可以防護的情況下，在監(jiān)控混合網絡的輸出端加裝SPD，以防類似雷電信號損壞MCU。

（2）對該設備的防雷接地系統進行全面檢查，在圍繞航向天線陣的接地系統接地電阻測量時發(fā)現，測得的值較往年偏高，但又小于4歐姆（在標準范圍內）。將接地體按走向挖開，發(fā)現多處連接點斷開，由于機場處于東南沿海，土壤濕潤，接地效果好，僅從接地電阻值是看不出問題的，需要重新處理接地系統，同時經專業(yè)防雷公司檢測處理，更換此次雷擊后部分不穩(wěn)定的SPD，以確保防雷系統的有效性，并對其他航向臺站采取同樣的處理措施。

4 結語

通過此案例我們得出如下結論：導航臺站擁有防雷系統并不代表100%防雷，應通過收集日常巡檢和其他地方或設備的雷擊案例，加建立相關數據庫系統，結合精細化管理內容發(fā)現防雷系統中的薄弱環(huán)節(jié)，不斷改進，減少導航臺站雷擊災害的發(fā)生。

作者單位中國民用航空華東空中交通管理局設備維修中心虹橋導航室 上海市 200335