張瀛

摘要 新一代天氣雷達的應(yīng)用能有效提升中小尺度天氣、強對流、暴雨、冰雹等災(zāi)害性天氣監(jiān)測能力。就寧德市新一代天氣雷達運行過程中出現(xiàn)的天線運轉(zhuǎn)等故障問題進行分析，提出日常維護保養(yǎng)措施，有效提高新一代天氣雷達監(jiān)測保障能力。

關(guān)鍵詞 新一代天氣雷達;天線運轉(zhuǎn)故障;維護管理

中圖分類號：P415.2 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）04–0059–02

寧德市天氣雷達站位于海拔524 m的霞浦縣三沙鎮(zhèn)金雞村玉頂山，這是中國氣象局在全國雷達布網(wǎng)系統(tǒng)增補的58部新一代天氣雷達之一。2017年7月10—12日，寧德市新一代天氣雷達系統(tǒng)在經(jīng)過中國氣象局探測中心測試組現(xiàn)場驗收測試其性能參數(shù)、功能、產(chǎn)品生成和隨機資料等之后，同時檢驗了系統(tǒng)定標，并對雷達系統(tǒng)進行了48 h連續(xù)運行考機檢驗及考機后參數(shù)復測，認為測試結(jié)果滿足《新一代天氣雷達現(xiàn)場驗收測試大綱》要求。

該天氣雷達系統(tǒng)順利通過現(xiàn)場驗收測試并投入運行。新一代天氣雷達的應(yīng)用，有效提升了寧德市氣象探測能力，增強了對臺風、暴雨、冰雹等災(zāi)害性天氣的監(jiān)測預(yù)警水平，提高了短時臨近天氣預(yù)報的準確率，為福建省災(zāi)害性天氣發(fā)生發(fā)展監(jiān)測以及人工增雨作業(yè)等防災(zāi)減災(zāi)工作的開展提供了有效的探測手段。新一代天氣雷達在長期運行過程中受到各種因素干擾，必須加強其日常維護管理，才能提高雷達監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸時效及質(zhì)量，充分發(fā)揮其重要作用。

1 新一代天氣雷達在氣象業(yè)務(wù)中的應(yīng)用

新一代天氣雷達是根據(jù)目標物對電磁波的散射原理來實現(xiàn)高空云雨、冰晶等探測的，與常規(guī)天氣雷達相比，新一代天氣雷達分辨率高，探測距離能達到400 km以上，每6 min可以生成一個體掃，共30余種產(chǎn)品可選擇，在實現(xiàn)基本反射率、基本速度等常用產(chǎn)品基礎(chǔ)上衍生出組合反射率、風廓線、液態(tài)含水量、回波頂高、風暴追蹤信息、冰雹指數(shù)等直觀產(chǎn)品，其應(yīng)用有效提高了天氣預(yù)報準確率，尤其是對于預(yù)報難度較大的強對流天氣，能在其處于萌芽狀態(tài)時就提早發(fā)現(xiàn)，準確判斷中、小尺度天氣現(xiàn)象發(fā)展演變，提升強對流天氣預(yù)報預(yù)警的時效性和準確性。同時，新一代天氣雷達獲取的體掃高密度基數(shù)據(jù)資料結(jié)合同時間自動雨量站觀測資料，能極大地提高對于水庫蓄水、防洪抗洪和暴雨落區(qū)落點的精確預(yù)報，進一步增強臺站災(zāi)害性天氣預(yù)測預(yù)報預(yù)警能力，降低氣象災(zāi)害給國民經(jīng)濟和人民群眾生產(chǎn)生活造成的不利影響。

2 新一代天氣雷達運行存在的問題

2.1 天線運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定

（1）電機碳刷出現(xiàn)問題，電機碳刷長時間運行后未清潔，使得電機腔體內(nèi)結(jié)碳過多，碳末遇到潮濕氣體和油污后就會形成碳泥，阻撓碳刷正常運行，電機碳刷不能連續(xù)正常供電進而導致電機運轉(zhuǎn)動力不足，使天線運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。對此，應(yīng)及時清潔電機腔體內(nèi)的結(jié)碳。（2）電機測速機問題，檢查測速機內(nèi)阻是否在合格范圍內(nèi)，利用萬用表測量電機插座上的AB2腳對測速機內(nèi)阻進行檢查，合格時國產(chǎn)電機電阻值應(yīng)于24～35Ω之間、進口電機電阻值應(yīng)在28～35Ω之間，出現(xiàn)超差應(yīng)清潔維護測速機彈刷和轉(zhuǎn)子部分。（3）電機問題，待天線運轉(zhuǎn)停止后，進入方位檢修孔內(nèi)，拔出電機手輪插銷，將工作狀態(tài)孔位轉(zhuǎn)為手輪嚙合孔位，使手輪和電機嚙合在一起，然后轉(zhuǎn)動電機手輪，如果聽到電機內(nèi)發(fā)出不均勻摩擦響聲，搖手輪存在輕重不一等現(xiàn)象，判斷電機內(nèi)部磁鋼或軸承發(fā)生故障，需要更換新的電機。（4）減速箱問題，若電機正常，應(yīng)重點檢查減速箱，發(fā)現(xiàn)減速箱有滲油且箱內(nèi)油較少，應(yīng)卸下電機，用手轉(zhuǎn)動減速箱和電機連接的輸入軸，發(fā)現(xiàn)輸入軸空轉(zhuǎn)半圈才能帶動天線運轉(zhuǎn)，而正常情況轉(zhuǎn)動1/4圈就可帶動天線運轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象應(yīng)該考慮長期缺油使減速箱內(nèi)齒輪磨損過度，需要更換新的減速箱。（5）大齒輪齒隙超差，電機和減速箱均正常，在檢查減速箱和大齒輪的齒輪間隙時，上下或左右推動天線，天線反射體發(fā)出明顯的異常響聲，大齒輪和減速箱齒輪間隙超差，松開減速箱后安裝緊固螺栓，重新調(diào)整齒輪間隙到適位。（6）俯仰運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，出現(xiàn)這種故障除了要排查以上問題外，還要檢查滑環(huán)彈刷是否有結(jié)碳和燒傷，清潔滑環(huán)結(jié)碳，更換燒傷碳刷等。（7）同步箱問題，同步箱上部的雙片消間齒輪松動不能與大齒輪同步轉(zhuǎn)動，同步箱聯(lián)軸節(jié)緊固螺釘松動，不能帶動旋變同步運轉(zhuǎn)，使方位或俯仰不能按照規(guī)定程序運行，進而產(chǎn)生震動[1]。

2.2 天線突然停止不轉(zhuǎn)

第一，考慮電機發(fā)生故障，電機內(nèi)碳刷不能正常供電、電機軸承損壞、電機內(nèi)磁鋼粘接不牢松動等故障，都會使天線停止轉(zhuǎn)動，檢查維修和更換新的電機即可。第二，可能是減速箱回差問題，發(fā)現(xiàn)方位（俯仰）減速箱的回差較大，重新調(diào)整方位（俯仰）減速箱和大齒輪的回差間隙。第三，若是電機聯(lián)軸節(jié)和同步箱聯(lián)軸節(jié)有松動也會使天線突然停止不轉(zhuǎn)，用扳手和螺絲刀將連軸節(jié)上螺釘和頂絲擰緊，或更換新的電機聯(lián)軸節(jié)及同步箱聯(lián)軸節(jié)。第四，如果是同步箱旋變出現(xiàn)問題，但同步箱聯(lián)軸節(jié)緊固螺釘正常，拆下旋變后發(fā)現(xiàn)旋變輸出軸軸承損壞，不能帶動旋變正常同步運轉(zhuǎn)，更換新的旋變即可恢復正常。第五，模擬板、數(shù)字板、光纖板、功放有問題也可致天線停止運轉(zhuǎn)，此時需要檢查模擬板、數(shù)字板、光纖板、功放，出現(xiàn)故障的進行維修或更換新的模擬板、數(shù)字板、光纖板、功放。除上述故障外，還會出現(xiàn)天線座安裝螺栓有松動、連接電纜頭松動等其它現(xiàn)象，這些都會影響到天氣雷達天線的正常運轉(zhuǎn)，如果推動天線運轉(zhuǎn)出現(xiàn)或輕或重的不均勻運轉(zhuǎn)，并伴隨有不正常的響聲，應(yīng)及時報告上級部門和生產(chǎn)公司。

2.3 電機軸承檢查

當需要對電機軸承作局部檢查時，要從減速機上拆下電機，并把手輪和驅(qū)動裝置卸下，拆下電機上碳刷，用手轉(zhuǎn)動電機兩端輸出軸，查看兩端輸出軸是否有跳動現(xiàn)象，轉(zhuǎn)動是否均勻，聽一聽電機軸承是否有不正常的聲音，如果出現(xiàn)時有時無或者“咯咯”響的噪音則意味著軸承已損傷，需要維修及更換電機。

3 新一代天氣雷達日常維護管理

寧德市地處福建沿海地區(qū)，屬于中亞熱帶海洋性季風氣候，溫暖濕潤，夏季較長且降水偏多，每年5—9月為汛期，常出現(xiàn)強降水天氣，其中大暴雨、特大暴雨天氣多為臺風影響造成。夏季正是農(nóng)作物旺盛生長季，強降雨天氣會給當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和海洋養(yǎng)殖業(yè)等帶來不同程度的危害，因此加強災(zāi)害性天氣預(yù)測預(yù)報服務(wù)工作至關(guān)重要。新一代天氣雷達的應(yīng)用為寧德市氣象服務(wù)的精準化提供了技術(shù)保障，因此要確保天氣雷達正常工作，做好日常維護管理。

3.1 加強天線座日常清潔維護

雷達天線座是用于支撐天線的定位裝置，在天氣雷達運行中具有極其重要的地位，因此要定期對運行系統(tǒng)進行清潔維護和保養(yǎng)，保持天線座運轉(zhuǎn)精度，延長器件的使用壽命，減少故障發(fā)生，確保設(shè)備能處于優(yōu)良的運行穩(wěn)定性能和技術(shù)狀態(tài)下。在清潔維護天線座之前，要先關(guān)閉相應(yīng)的電源，掛牢梯子后再上天線座，待上到天線反射體時，要對天線進行鎖定并系好安全帶，做好人身安全防護。更換油時要注意觀察，不能把油灑到滑環(huán)和其它電子器件內(nèi)，調(diào)整天線座水平后，要松開調(diào)平起重螺釘。清潔維護過程中，不能踩踏筒體內(nèi)電纜插座和波導等，在故障維修期間，不能破壞其他設(shè)備，要做好其它設(shè)備的防護工作。

3.2 天線罩每年定期檢查項目

安裝好天線罩后，此時的螺栓緊固力距已經(jīng)基本滿足天線罩安裝要求。寧德市強對流天氣、臺風天氣出現(xiàn)時多伴隨有大風，因此應(yīng)在進入夏季前做好雷達天線罩螺栓緊固力距檢查，以后每年汛期來臨前[2]。都要用力距扳手檢測天線罩與基環(huán)緊固螺栓的力距是否達到10.4 kg·m（75 ft·lbs），天線罩面板之間連接螺栓達到1.5～2.0±0.2 kg·m的緊固力距要求;檢查雷達天線罩外露金屬件是否被銹蝕，如果出現(xiàn)了銹蝕現(xiàn)象則需要作防銹防腐處理，然后加強相應(yīng)的保養(yǎng);檢查天線罩是否存在漏水現(xiàn)象，如果天線罩內(nèi)出現(xiàn)較大濕度，而內(nèi)外一定的溫差或者是遇到大霧，就會出現(xiàn)冷結(jié)水現(xiàn)象，像滲水一樣沿天線罩內(nèi)面板下流，發(fā)現(xiàn)這種情況時，要特別注意在天線罩上做好大的漏水點標記;查看天線罩表面密封膠衣是否出現(xiàn)了老化情況，若是天線罩表面密封膠存在嚴重的老化脫落部位，應(yīng)全部進行重新密封，并對大的漏水點及時進行修補;對航警燈進行檢查，發(fā)現(xiàn)航警燈不亮，要檢查電流是否有電，如果供電正常，可能是航警燈燈泡壞掉，需要更換航警燈，人上到天線罩頂層更換航警燈時要注意安全，一定要戴好安全帶，單位內(nèi)部維修人員不具備登高維修經(jīng)驗的，要報公司維修，切不能冒險維修。上述雷達天線罩維護保養(yǎng)要在臺風（風速大于45 m/s）過后進行，抽查基礎(chǔ)和單元件螺栓，如發(fā)生松動的較多，應(yīng)重新進行緊固，寧德市等這些沿海地區(qū)使用的雷達天線罩需要每5年進行一次維護。

參考文獻

[1] 陳洋.新一代天氣雷達運行故障判斷處理[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2017，37（24）：235.

[2] 沈秋宇，關(guān)惠戈.提升新一代天氣雷達運行質(zhì)量的措施——以遼寧省4部新一代天氣雷達為例[J].吉林農(nóng)業(yè)，2017 （19）：100-101.

責任編輯：黃艷飛