湖南闪电定位仪故障诊断及维护维修分析

湖南闪电定位仪故障诊断及维护维修分析

韩啸

（湖南省气象技术装备中心，湖南长沙410007）

摘要闪电定位仪是一种监测雷电发生的气象探测仪器，是开展雷暴预报的基础条件，对森林防火、防雷减灾、灾害调查和人工增雨等工作都有很大的促进作用，为经济社会又好又快发展提供有力的保障。本文介绍了闪电定位仪的基本结构和原理，从通信、电源、探测仪、监测软件等几方面入手，对常见故障进行了总结和分析，给出了相应的故障排除方法，为提高闪电定位仪维修效率提供技术支持。

关键词闪电定位仪；故障诊断；维护维修；装备保障

引言

雷电在现代生活中，仍然威胁着森林、引燃火工品、造成人员的伤亡，对航天、航空、通讯、电力、建筑等国防和国民经济的许多部门都有着很大影响。闪电定位仪是一种监测雷电发生的气象探测仪器，是开展雷暴预报的基础条件，对森林防火、防雷减灾、灾害调查和人工增雨等工作都有很大的促进作用，为经济社会又好又快发展提供有力的保障。

目前，我省闪电定位仪运行时间长，设备老化易损，故障率逐年偏高。故障发生后不能及时准确判断设备故障原因，或判断故障错误，造成备件不能及时、准确送达更换，延长维修保障时间。本文通过对闪电定位仪运行过程中的常见故障、问题，及时发现设备的故障隐患，准确找到故障点，以提高维修效率，降低保障成本。

1湖南雷击监测定位系统的构成

ADTD闪电定位仪、中心数据处理站、用户数据服务网络、图形显示终端构成一个雷电监测定位系统网。中心数据处理站经过通信信道对接收到的闪电回击数据实时进行交汇处理，给出每个闪电回击的准确位置、强度等参数，由其图形显示终端设备随时存储、显示成图。

多站点交汇误差要比两站交汇误差小，因此多站点布置可以提高定位精度，同时也可以扩大探测范围。通常站与站点之间的距离通常选为150—180km为宜。我省共建有10套闪电定位仪，分布在长沙、常德、张家界、衡阳、郴州、益阳、怀化、邵阳、岳阳、永州，组成了湖南省闪电定位系统，均采用北京华云东方生产的ADTD型闪电定位仪。

2ADTD闪电定位仪结构及探测原理

2.1ADTD闪电定位仪结构

ADTD雷电探测仪主要由支柱和仪器舱构成。仪器舱是由电源盒、电子盒、天线部件、密封圈以及玻璃钢罩几部分组成，仪器舱被四个特殊螺丝固定在支柱顶端的槽内，松开固定螺丝后，仪器舱可以用手转动，以便校准天线部件的正北方向。

2.2ADTD闪电定位仪探测原理

图1ADTD闪电定位仪基本探测原理

3湖南省闪电定位仪故障情况分析

综合统计ASOM上各台站上报的闪电定位仪故障单和湖南装备保障闪电定位仪维修记录得知2016年至2019年9月共发生故障67次，主要故障类型包括设备故障、供电故障、数据通讯故障和其他故障（图2），其中设备故障最为常见，占比72%（48次）。

图3设备故障具体次数情况

综合以上统计可得，我省闪电定位仪电子盒故障、电源盒故障的为高发故障，整理出我省闪电定位仪常见故障原因及次数。

4闪电定位仪常见故障排查与解决办法

4.1通过监控软件诊断故障

通过ADTD闪电定位仪监控软件，打开端口接收数据，显示设备时间日期、自检状态、阈值、晶振偏差等状态数据。以10.115.0.68站点为例，图为接收数据状态。

图42019年9月26日闪电定位仪监控软件接收数据

通过接收数据可判断常见故障。1.自检状态。1024表示设备正常运转，0表示设备故障；2.经度纬度。自检开始时的GPS经纬度。3.晶振偏差。如图6所示。从接收到状态数据参数，作为故障诊断的依据。

通过监控软件的终端维护功能，发送命令。

ST命令。发送该命令设备马上启动自检。

F命令。从状态信息中发现晶振偏差大，首先通过F命令进行晶振修正，如修正后仍误差较大，则判断晶振故障，应及时更换。

FL测试闪命令。通过自检后，此命令用于产生特定角度、幅度、极性、和速率的测试闪，以检测系统的响应能力。

S命令。显示ADTD完整的状态信息，包括由最后一次自检结果及由命令FREQUENCY、RATE、TEMPERATURE、THRESHOLD产生的输出组成，通过分析返回的参数能基本判断发生故障的模块。

图5ADTD终端维护ST命令状态数据

4.2NPORT5110故障诊断与解决办法

Nport正常情况下，Ready灯常亮,不亮则检查Nport电源。Link灯闪亮，不亮则检查网络连接。Tx/Rx灯每30秒闪一次，不闪说明没有接收到室外探测仪发送的数据，应检查室外设备连接至室内的通信线缆情况，排除网络线缆故障后，则判断为Nport模块损坏，及时更换。

4.3电源盒故障诊断与解决办法

正常情况打开电源，右边4个电源灯常亮，如不亮则应检查供电线路，供电插头是否插好，保险丝是否烧毁。

左边RD.TD.FL.ST四个通讯状态灯，ST灯应常亮，闪烁表示自检失败，自检失败后将电源仓重启，重新启动自检程序，熄灭表示CPU电路板故障，应及时更换。

设备正常运行中TD灯每30秒闪一次。

FL灯持续闪烁表示搜星定位失败，设备无法自检，应为GPS板或GPS天线故障，应检查天线接触是否正常或及时更换。

图6电源盒LED灯示意图

4.4电子盒故障诊断与解决办法

图7电源盒和电子盒指示灯状态

检查电子盒，应先检查CPU板开关，正常情况第2、7、8位开关向上，其他向下。打开电源开关时，CPU板上5个LED指示灯2、3、4号闪烁表示正在搜星，全亮表示自检，自检成功后1号灯常亮，自检失败1号灯闪烁。如重新拔插电子盒内电路板和线路后未恢复正常，应及时更换电子盒。

4.5死机

闪电定位仪死机大多是由于机器内部静电不断累积引发的。死机时主要特征为：1.电源盒RD、TD、FL、ST灯熄灭，右侧四路电压指示灯常亮。2.电子盒CPU电路板上5只LED灯熄灭。

可通过释放静电把累积的电荷放掉，重启设备后恢复正常。

5小结

在了解闪电定位仪的基本结构和原理的基础上，从通信、电源、探测仪、监测软件等几方面入手，加强日常维护，及时发现设备的故障隐患，准确找到故障点，以提高维修效率，降低保障成本。通过实践不断总结经验，有效提高设备运行稳定性，及时保障气象探测资料的连续和完整性。

参考文献

[1]王杰，景号然，谢晓林.四川闪电定位仪系统介绍与故障诊断，现代信息科技，2017（12）.

[2]秦建峰，刘梦雨，吴昊.ADTD雷电探测系统典型故障分析.气象科技.2012.40（2）.