INDRA二次雷達典型故障分析與維修

民航云南空管分局 陳永照 孫中路 李雪鋒

本文結合INDRA二次雷達天線控制及驅動系統的實際情況，將維修中遇到的典型故障作詳細的分析，并針對INDRA二次雷達天線馬達出現不定時停機的故障進行了簡述，以供同行參考。

1 故障現象

INDRA二次雷達天線馬達出現不定時停機，停機后天線控制箱PCB面板上的“drive1 failure”、“drive2 failure”故障紅色指示燈亮起，“startup warning”橙色指示燈亮起，雷達天線停止轉動（如圖1所示）。本地重啟馬達，馬達無法開啟，將PCB斷電重啟，馬達正常啟動，雷達恢復正常。檢查本地監控告警信息為馬達停止和開啟告警，PCB中告警信息顯示為“電網欠壓254.9V”（如圖2所示）。

圖1 PCB面板顯示

圖2 變頻器故障顯示

2 故障分析

（1）針對面板顯示的“欠壓故障”故障，檢查UPS系統歷史記錄和PCB供電線路；目的是排除供電欠壓故障及PCB供電線路接觸不良問題。

（2）根據PCB內部24V供電線路流程得知，天線控制箱PCB內部24V直流供電模塊故障將會導致PLC和繼電器均無供電，從而導致變頻器輸入繼電器跳開。由于變頻器前端的濾波器中有LC電路，濾波器中的電壓不能突變，變頻器輸入電壓監控模塊檢測到突變電壓而造成“欠壓故障”。

（3）可編程控制器PLC與相應設備連接的CAN總線接觸不良而導致出現欠壓故障。

（4）天線控制箱PCB中的安全繼電器控制鏈路出現故障，馬達溫度檢測系統（PTC）告警，緊急按鈕出現漏電而拉低繼電器供電電平導致馬達關斷，天線控制箱PCB內可編程控制器PLC出現程序死機或者給出錯誤的指令（或電平），安全繼電器出現故障；從而出現上述故障。

（5）由于變頻器輸入電壓檢測靈敏度過高，電網有輕微的跳變而出現“欠壓故障”告警，從而關斷變頻器。

3 故障檢修過程

（1）檢查UPS供電，查看臺站UPS歷史告警信息，未能發現UPS輸出有欠壓等故障現象出現。本地監控系統主機、雷達機柜也未出現斷電現象。證明此次天線不定時停機故障不是由于供電故障而造成的“欠壓故障”。

（2）測試天線控制箱PCB內部的24V直流供電

①關斷PCB內24V直流供電空開1，24V直流供電由直流供電模塊2單獨供電；關斷24V直流供電空開2，24V直流供電由直流供電模塊2單獨供電；上述測試均未出現馬達關斷現象。

②同時關斷24V直流供電空開1和空開2；PCB內部無24V直流供電，面板無告警，所有指示燈均熄滅。開啟24V直流供電后天線控制箱PCB面板恢復正常，變頻器故障記錄里面顯示“欠壓告警”，欠壓電壓為254.9V，與真實故障現象中的電壓完全吻合。

通過上述測試可以得出以下結論：

①兩個24V直流供電模塊互為主備，不可能兩個模塊同時出現故障；由此證明24V直流電源模塊故障導致繼電器跳開，從而出現故障為錯誤推斷。

圖3 PCB內部部分框圖

②通過步驟（2）證明之前推斷：兩個變頻器的繼電器同時跳開，導致變頻器前端濾波器電壓不能突變而造成變頻器檢測到“欠壓故障”為正確推斷。

（3）斷開PCB內部CAN連接線后，變頻器上出現“CAN OPEN”告警；但在出現天線停轉故障時未出現“CAN OPEN”告警，故排除CAN線路故障的可能性。

（4）根據上述幾步測試及出現的現象，查看INDRA相關技術資料和天線控制箱PCB內部鏈路分析得。

圖4 安全繼電器流程圖

圖3為根據PCB內部連線做的線路流程圖，圖4為INDRA廠家提供的資料圖。

①經過檢查，安全繼電器接線緊固。

②檢查變頻器歷史告警信息，發現變頻器里面并無PTC告警信息。

③安全開關出現漏電拉低繼電器供電電平，造成變頻器供電繼電器跳開，導致變頻器無供電，從而出現上述故障。

④天線控制箱PCB內部PLC出現程序死機或者給出錯誤的指令（或電平）。控制箱內部PLC的SD15腳將給出低電平，通過126、127這兩條線連接至安全繼電器（如圖3所示），導致安全繼電器聯動，造成變頻器1和2的三相供電輸入繼電器跳開，變頻器前端三相供電濾波器中LC電路上的電壓不能突變，造成短時間低電壓，出現“欠壓故障”的告警。在這種情況下“drive1 failure”、“drive2 failure”故障紅色指示燈亮起，“startup warning”指示燈亮起，馬達關斷，天線停止轉動。繼電器處于PLC的后端，停機信號不會通過PLC送至變頻器，變頻器電壓檢測模塊將一直監測輸入電壓的情況，變頻器前端濾波器中LC電路的電壓不能突變而出現“欠壓故障”告警。通過查詢安全繼電器相關的資料得知，安全繼電器在出現動作后，需要人為復位后才能重新恢復到正常工作狀態；這與真實情況下出現故障后，需要重啟天線控制箱PCB的供電才能恢復到正常工作狀態相吻合。

⑤天線控制箱內部的安全繼電器出現問題而導致馬達關斷的故障。如果安全繼電器在長時間運行過程中不定時出現故障，導致24V供電電位被拉低而不能驅動繼電器或者直接接地。在這種情況下，由于安全繼電器的聯動，將導致變頻器的三相供電輸入繼電器跳開，“drive1 failure”、“drive2 failure”故障告警紅色指示燈亮起，“startup warning”告警指示燈亮起，天線停止轉動，雷達數據中斷。繼電器處于PLC的后端，停機信號將不會通過PLC送至變頻器，變頻器電壓監測模塊將一直檢查輸入電壓的情況，由于變頻器前端濾波器中LC電路的電壓不能突變而出現“欠壓故障”告警。通過查詢安全繼電器相關的資料得知，安全繼電器在出現動作后，需要人為復位后才能重新恢復到正常工作狀態；這與真實情況下出現故障后，需要重啟天線控制箱PCB的供電才能恢復到正常工作狀態相吻合。

綜上所述：只有步驟④和⑤中，也就是PLC出現程序死機或者給出錯誤的指令（或電平）以及安全繼電器長時間運行出現不定時故障導致變頻器輸入繼電器斷開，造成變頻器前端濾波器的LC電路電壓不能突變，且急停信號均不能送到變頻器而產生“欠壓故障”告警。在步驟④和⑤中，所有的故障現象均與實際情況中雷達出現故障時完全一樣。

（5）假設為變頻器的輸入電壓檢測靈敏度過高所致。如果電網有輕微的跳變，那么經過變頻器前端濾波器后不會對變頻器造成影響，而且這與變頻器“欠壓故障”歷史告警信息中254.9V的低電壓相矛盾。故排除這種可能性。

只有在步驟（4）中的④和⑤兩種情況下，所出現的現象均與真實故障情況下一樣。從經驗上來說，PLC是比較穩定的，出現程序死機的概率很低，所以故障點為安全繼電器的概率更高。

4 故障的處理

由于PLC出現死機概率低，而安全繼電器出現故障的可能性比較大，同時對安全繼電器的檢測比較復雜且費用比較高，所以我們采取更換安全繼電器的方式嘗試排除故障。更換安全繼電器后，故障消除。這也證明了此次故障是由于安全繼電器出現不定時故障而導致的天線馬達停機。

5 通過此次排故，得出以下體會

（1）必須熟練掌握信號流程圖以及輸入、輸出信號的特點，才能在維修過程中及時、準確的判斷故障點。

（2）必須充分發揮主觀能動性，認真分析，結合實際情況，進行必要的測試和試驗，要多方位多角度思考，制定可行性步驟，才能及時準確的排除故障。