某全向信標雷擊故障分析及其防雷系統改進

摘 要：雖然在安裝之初都配備了防雷系統，地處雷雨多發地區的全向信標臺站，每年的雷雨季節遭受雷擊的概率依然很大，給設備保障部門帶來很大的壓力。文章從某臺站遭受雷擊故障檢修出發，探討對防雷系統的改進措施，避免類似情況的發生。

關鍵詞：DVOR全向信標；雷擊；改進措施

引言

我國民航無論是在空管系統或還是在地方機場，無論是在終端區還是在航路上，多普勒全向信標（DVOR）的利用越來越多。配合測距儀（DME）提供航路及終端區引導。地處雷暴多發地區的設備經常遭到雷擊，造成設備故障。作者在對某全向信標故障排查過程和防雷系統改進和全國同行做個探討，希望能對大家有所幫助，共同提高設備保障能力和對雷擊故障的快速檢修，并其做到前車之鑒的作用，減少雷擊發生的概率。

1 故障現象

該全向信標臺站處于華東某大型機場內，設備是由THALES公司生產的DVOR4000型。2015年4月5日22：20分，值班員發現全向信標遙控器告警，嘗試利用遙控電腦連接設備，發現無法與發射機正常連接。由于當時機場雷雨非常強烈，初步判斷設備遭受雷擊所致。搶修人員到臺后檢查發現，全向信標雙機故障關機，主要監控參數都處于告警狀態，設備無法正常開啟。

2 分析過程及整改措施

2.1 初步判斷故障位置

將設備放置監控器旁路狀態開機，檢查發現設備雙發射機都存在同樣的故障現象，判斷應是公用部分遭受雷擊所致。全向信標公用部分主要包括ASU機柜，發射天線陣及電纜，監控回路及電纜，電源系統及控制系統。設備在監控旁路狀態下可以開啟，可以轉換機，說明各電源模塊供電正常，控制系統工作正常。由于ASU機柜和天線系統屬于發射部分，監控天線及電纜屬于檢測部分。為了進一步判斷故障位置，我們將外場測試儀接至監控天線進入機柜前的最后一個端口，如果外場測試儀顯示參數正常，說明設備的發射部分正常，故障在監控器上。如果顯示參數不正常，則故障點應在前端。實際檢查中，在監控信號最后進入機柜前，利用外場測試儀檢測到的參數依然是告警狀態。

由于監控回路中包括監控天線和電纜以及衰減器和防雷模塊及功率分配器，逐級向前檢查。直至在衰減器前端，外場測試儀檢測到正常的全向信標監控參數，說明該衰減器損壞，導致監控信號無法送達監控器，進而造成監控器無法檢測到正常的參數，以致設備雙機告警關機。更換衰減器，重新開機檢查，設備主要參數回復正常，可以開機。監控回路檢修示意如圖1。

2.2 BIAT參數預警

設備開機后，主要參數正常。但設備依然存在其他預警現象。檢查發現監控顯示設備ASU BIAT參數不正常，從而形成預警。在設備控制軟件中，打開對應預警數據窗口，在ASU各電壓檢測數據中發現預警。首先懷疑在ASU機柜中存在故障，在ASU機柜中，隨意選取幾個電壓測試點，利用萬用表實際測量發現，各點電壓值均正常。而在監控器顯示中則混亂不堪。即說明ASU機柜送出到監控器的數據是正常的。由于ASU機柜和發射機機柜通信中利用的是ASU-INT板件，再將數據送到監控器，已經證明監控器是正常的。所以更換ASU-INT板件，預警現象消除。該板件在日后的維修中，更換了部分元器件后修復。

2.3 發射機數據無法讀寫

設備至此主要功能恢復，但在檢修完成后的穩定觀察期，對設備的幾次轉換機操作中，容易造成發射數據丟失，或者無法通過監控軟件調取和上傳理應保存在MSG-S中的數據。兩部發射機均存在此現象。懷疑強大的感應雷電信號造成兩塊MSG-S不穩定，更換后正常。至此，設備全部恢復正常。

2.4 原因分析

由于故障發生時，該機場區域內雷電活動非常強烈，正常的雷電經避雷針和引下線入地。某些直擊到地面的雷電信號，通過監控電纜竄入監控回路，將衰減器擊毀，監控信號無法送達監控器處理， 造成雙機無法開啟的故障現象。由于該全向信標的監控電纜在進入機房后，在安裝時把電纜從發射機機柜內部，由下至上連接到監控器MSP，在由下至上的過程中，正好經過兩塊MSG-S和ASU-INT的背后，距離非常近，雷電信號在經過時通過感應損壞了這三塊板件，從而造成BIAT參數預警和發射機數據無法讀寫的現象。ASU-INT及MSG-S損壞分析如圖2。（注：DVOR4000 VHF OMNIDIRECTIONAL RADIO RANGE TECHNICAL MANUAL PART 2）

2.5 改進措施

針對此次雷擊的教訓，我們對該設備的防雷系統進行如下改進：

第一，為防止雷電經監控電纜竄入室內，損壞監控板件，同時防止雷電信號對監控天線的破壞，對監控電纜兩端均進行了外皮接地改造。

第二，將監控電纜室內部分從機柜中移出，經機柜外送到發射機機柜頂端，再經衰減器和防雷模塊接到監控器上。此模塊屬于設備自帶，監控電纜進入室內時有第一級防雷，由防雷公司安裝于地板下。

第三，經防雷公司檢測后，對此次雷擊后部分不穩定的SPD進行更換。以確保防雷系統的有效性。

3 結束語

在此次雷擊故障檢修中，由于設備損壞部件較多，總計有一個衰減器，一塊ASU-INT，兩塊MSG-S遭到雷擊，從而給設備恢復造成一定難度。通過這個案例我們發現，雖然各類導航設備都配備了防雷系統，但并不代表就萬無一失了。應通過日常檢查和其他設備雷擊案例分析，持續檢查發現防雷系統中的薄弱環節，不斷改進，減少雷擊災害的發生。

參考文獻

[1]倪育德，包毅.多普勒全向信標[D].天津：中國民航大學，2005.

[2]THALES ATM DVOR4000 VHF OMNIDIRECTIONAL RADIO RANGE TECHNICAL MANUAL