長(zhǎng)春新一代天氣雷達(dá)發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)故障分析趙雪明,曲紹軍吉林省氣象信息技術(shù)保障中心[摘要]本文介紹了長(zhǎng)春新一代天氣雷達(dá)發(fā)射機(jī)的工作原理，深入分析冷卻系統(tǒng)的工作原理以及故障監(jiān)測(cè)并通過(guò)具體的故障案例給出了解決辦法，對(duì)新一代天氣雷達(dá)的維護(hù)保障工作具有重要的意義。關(guān)鍵詞：雷達(dá)，發(fā)射機(jī)，冷卻系統(tǒng)，維護(hù)保障CoolingSystemFailureAnalysisofChangchunCINRADTransmitterZhaoxueming,QushaojunMeteorologicalInformationTechnologySafeguardCenterofJilin[Abstract]TheoperationalprincipleofChangchunnextgenerationweatherradartransmitterisintroducedinthispaper.Byanalyzingtheworkingprincipleofcoolingsystemandresearchingtypicaltroublecases,somemethodsarefoundwhicharemuchmoreimportantforradar'ssecurityandmaintenance.keywords:radar,transmitter,coolingsystem,securityandmaintenance1引言長(zhǎng)春新一代天氣雷達(dá)型號(hào)為CINRAD/CC，簡(jiǎn)稱3830雷達(dá)。是由安徽四創(chuàng)電子股份有限公司研制的新一代大型C波段全相參脈沖多普勒天氣雷達(dá)。為了保證雷達(dá)全天候正常工作，設(shè)計(jì)雷達(dá)時(shí)采用了幾種冷卻措施來(lái)滿足系統(tǒng)對(duì)工作環(huán)境的要求。本文結(jié)合長(zhǎng)春新一代天氣雷達(dá)出現(xiàn)的幾次冷卻系統(tǒng)故障，分析故障原因并給出解決辦法。2發(fā)射機(jī)工作原理CINRAD/CC雷達(dá)發(fā)射分系統(tǒng)由固態(tài)放大器，固態(tài)調(diào)制器(含脈沖變壓器)，速調(diào)管功率放大器(含脈沖旁路器)，發(fā)射配電電路，發(fā)射監(jiān)控分機(jī)，高壓電源分機(jī)，磁場(chǎng)電源分機(jī)I，磁場(chǎng)電源分機(jī)Ⅱ、燈絲電源分機(jī)以及鈦泵電源分機(jī)等十個(gè)部分組成。發(fā)射配電電路將輸入的50Hz、三相380V電源，合理地分配給本分系統(tǒng)內(nèi)各分機(jī)、組件以及冷卻設(shè)備，向它們提供50Hz單相220V或三相380V電源。此外，還為本分系統(tǒng)之外的充氣機(jī)提供三相380V電源。對(duì)某些需要輸入大功率的分機(jī)和設(shè)備，在它們的供電線路上設(shè)置保護(hù)裝置，并具有斷相保護(hù)功能。固態(tài)放大器將來(lái)自接收分系統(tǒng)激勵(lì)源分機(jī)的0.5W射頻激勵(lì)信號(hào)，放大到滿足速調(diào)管激勵(lì)要求的功率電平，送到速調(diào)管的輸入腔。固態(tài)調(diào)制器在放電觸發(fā)脈沖的控制下，通過(guò)脈沖變壓器向速調(diào)管陰極提供調(diào)制脈沖。速調(diào)管作為功率放大器，在其陰極調(diào)制脈沖持續(xù)期間，將輸入的射頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行充分、有效的功率放大，最后輸出250kW以上的射頻發(fā)射脈沖。3冷卻系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)3830雷達(dá)冷卻系統(tǒng)采用分級(jí)冷卻，即機(jī)柜冷卻、分機(jī)冷卻、發(fā)熱器件冷卻。其冷卻系統(tǒng)如下圖所示：軸流風(fēng)機(jī)(AC220V)軸流風(fēng)機(jī)(AC220V)軸流風(fēng)機(jī)(AC220V)軸流風(fēng)機(jī)(AC220V)發(fā)射機(jī)柜I發(fā)射機(jī)柜II發(fā)射機(jī)柜III調(diào)制器散熱軸流風(fēng)機(jī)（DC24V）速調(diào)管強(qiáng)制風(fēng)冷風(fēng)機(jī)（AC380V）2臺(tái)燈絲電源散熱軸流風(fēng)機(jī)（DC24V）磁場(chǎng)電源I散熱軸流風(fēng)機(jī)（DC24V）磁場(chǎng)電源II散熱軸流風(fēng)機(jī)（DC24V）冷卻開(kāi)關(guān)冷卻系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)速調(diào)管的強(qiáng)制風(fēng)冷，機(jī)柜以及機(jī)內(nèi)發(fā)熱器件的散熱。速調(diào)管是千瓦量級(jí)功率放大器件，其收集極和聚焦線包產(chǎn)生大量熱量，3830雷達(dá)使用2臺(tái)750W大功率離心風(fēng)機(jī)分別對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷。雷達(dá)各分機(jī)機(jī)柜頂部均有四只軸流風(fēng)扇（交流220V）對(duì)機(jī)柜進(jìn)行散熱，交流220V電源進(jìn)端有2A保險(xiǎn)絲，對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行過(guò)流保護(hù)。磁場(chǎng)電源、燈絲電源以及調(diào)制器都分別裝有兩只軸流風(fēng)機(jī)（直流24V）。三相電經(jīng)電網(wǎng)濾波器進(jìn)行濾波，通過(guò)冷卻開(kāi)關(guān)為速調(diào)管強(qiáng)制冷卻風(fēng)機(jī)供電，其中B相還為機(jī)柜Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的風(fēng)機(jī)提供工作電源，24V模塊將220V電壓降壓整流為24V為低壓風(fēng)機(jī)供電。因此冷卻開(kāi)關(guān)關(guān)斷后，所有冷卻風(fēng)機(jī)均不能工作。冷卻系統(tǒng)故障主要出現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：各冷卻風(fēng)機(jī)發(fā)生過(guò)流后，冷卻開(kāi)關(guān)自動(dòng)關(guān)斷，監(jiān)控分機(jī)脫扣監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)到冷卻開(kāi)關(guān)脫扣，雷達(dá)進(jìn)入自我保護(hù)狀態(tài)，終端低壓、高壓按鈕均處于灰色狀態(tài)，無(wú)法加低壓、高壓；發(fā)射機(jī)柜內(nèi)安裝有溫度傳感器和溫度顯示裝置，用來(lái)監(jiān)測(cè)發(fā)射機(jī)的工作溫度，一旦環(huán)境溫度不在發(fā)射機(jī)的工作溫度內(nèi)，雷達(dá)進(jìn)入自保狀態(tài)，報(bào)“機(jī)內(nèi)溫度過(guò)高”,無(wú)法加高壓；速調(diào)管和聚焦線包也裝有溫度傳感器來(lái)檢測(cè)溫度，當(dāng)溫度異常時(shí)，雷達(dá)進(jìn)入自保狀態(tài)，報(bào)“KLY和線包溫度異常”，無(wú)法加高壓。4具體故障現(xiàn)象及排除辦法4.12008年8月23日下午，雷達(dá)終端界面報(bào)“冷卻開(kāi)關(guān)脫扣”故障，冷卻系統(tǒng)無(wú)法正常工作，無(wú)法加低壓、高壓，到雷達(dá)機(jī)房發(fā)現(xiàn)雷達(dá)發(fā)射機(jī)柜I故障分析及解決辦法：雷達(dá)操作狀態(tài)改為本控，打開(kāi)雷達(dá)發(fā)射機(jī)柜面板，冷卻開(kāi)關(guān)并未關(guān)斷，檢查發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)下面保險(xiǎn)絲熔斷，更換保險(xiǎn)絲，雷達(dá)復(fù)位后，按下冷卻按鈕，風(fēng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)約5秒后，冷卻開(kāi)關(guān)自動(dòng)跳斷。斷開(kāi)交流380V冷卻風(fēng)機(jī)電源后，冷卻系統(tǒng)仍然無(wú)法正常工作，分析應(yīng)該是軸流風(fēng)機(jī)的原因，檢查到發(fā)射機(jī)柜II時(shí)，發(fā)現(xiàn)軸流風(fēng)機(jī)損壞并且葉片脫落，斷開(kāi)發(fā)射機(jī)柜II軸流風(fēng)機(jī)電源，冷卻系統(tǒng)可以正常啟動(dòng)，更換軸流風(fēng)機(jī)后，雷達(dá)恢復(fù)正常工作狀態(tài)。4.22009年8月10日凌晨5點(diǎn)，雷達(dá)終端界面報(bào)冷卻開(kāi)關(guān)脫扣”故障分析及解決辦法：雷達(dá)操作狀態(tài)改為本控，打開(kāi)發(fā)射機(jī)柜I面板，冷卻開(kāi)關(guān)自動(dòng)跳斷，雷達(dá)復(fù)位上電后，冷卻開(kāi)關(guān)仍然跳斷。分析應(yīng)該是強(qiáng)制風(fēng)冷交流電機(jī)故障所致，分別單獨(dú)斷開(kāi)兩個(gè)風(fēng)機(jī)，檢測(cè)出故障風(fēng)機(jī)。更換新的風(fēng)機(jī)后，雷達(dá)恢復(fù)正常工作狀態(tài)。2009年12月26日也出現(xiàn)過(guò)同樣的故障。值得一提的是，以上兩次故障都是在降水過(guò)后，推測(cè)是風(fēng)機(jī)在室外進(jìn)水短路所致風(fēng)機(jī)故障。4.32007年7月18日下午，雷達(dá)終端報(bào)“機(jī)內(nèi)溫度過(guò)高”故障，無(wú)法加高壓。溫度顯示裝置顯示溫度為108℃故障分析及解決辦法：雷達(dá)機(jī)房里面裝有兩部空調(diào)，因此機(jī)房室溫并不高，機(jī)柜頂部軸流風(fēng)機(jī)正常工作，散熱效果良好，實(shí)際機(jī)柜內(nèi)溫度也并不高，判斷應(yīng)該是溫度檢測(cè)裝置程序故障，重新啟動(dòng)后，溫度監(jiān)測(cè)裝置恢復(fù)正常，雷達(dá)恢復(fù)正常工作狀態(tài)。4.42009年6月7日上午，雷達(dá)終端報(bào)“KLY溫度異常”故障，雷達(dá)進(jìn)入自保狀態(tài)。無(wú)法加高壓。故障分析及解決辦法：速調(diào)管收集極裝有溫度繼電器，該繼電器正常時(shí)為常閉狀態(tài)，當(dāng)雷達(dá)速調(diào)管收集極的溫度超過(guò)110℃時(shí)，該繼電器斷開(kāi)，雷達(dá)發(fā)射機(jī)報(bào)KLY溫度異常故障，發(fā)射機(jī)高壓自動(dòng)去掉。首先檢查速調(diào)管散熱風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)是正常，不存在刮葉片現(xiàn)象，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常（如果電機(jī)不轉(zhuǎn)，判斷電機(jī)燒壞，更換電機(jī)或整個(gè)風(fēng)機(jī)）。然后檢查風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否正常。將雷達(dá)加上冷卻，然后關(guān)冷卻，從雷達(dá)速調(diào)管散熱風(fēng)機(jī)出風(fēng)處觀察葉片轉(zhuǎn)動(dòng)方向。正常時(shí)應(yīng)該是葉片向外鼓風(fēng)，風(fēng)量非常大，如果反轉(zhuǎn)，風(fēng)機(jī)風(fēng)量較小，達(dá)不到散熱要求。經(jīng)過(guò)觀察，葉片轉(zhuǎn)動(dòng)方向正常（如果反轉(zhuǎn)，則可調(diào)整電機(jī)供電電源任意兩項(xiàng)之間的相序。例如：原來(lái)自左至右為A/B/C，可調(diào)整為B/A/C）。將雷達(dá)發(fā)射機(jī)斷電，使用萬(wàn)用表測(cè)溫度繼電器兩個(gè)焊接點(diǎn)之間為常開(kāi)狀態(tài)；（正常時(shí)為常閉狀態(tài)，即通路），判斷該溫度繼電器損壞，更換溫度繼電器后，故障排除，雷達(dá)恢復(fù)正常工作狀態(tài)。5建議在日常工作中發(fā)現(xiàn)，雷達(dá)機(jī)柜頂部的軸流風(fēng)機(jī)沒(méi)有防護(hù)網(wǎng)，軸流風(fēng)機(jī)老化后葉片極易脫落，墜入機(jī)柜，可能會(huì)砸壞機(jī)柜內(nèi)元件，并可能會(huì)造成短路故障。機(jī)務(wù)員在日常工作中要經(jīng)常檢查軸流風(fēng)機(jī)的狀態(tài)，或者更換帶有防護(hù)網(wǎng)的軸流風(fēng)機(jī)。交流380V風(fēng)機(jī)在室外安放