浅析714CD多普勒雷达差动式汇流环的维护保养

浅析714CD多普勒雷达差动式汇流环的维护保养

汪鸿滨孙志强李映春周凯

（天水市气象局甘肃天水741000）

摘要：本文阐述了714CD多普勒天气雷达差动式汇流环的基本工作原理，提出了维护和保养方法以及维护过程中应该注意的事项，为今后对714CD多普勒天气雷达的维护保养提供参考和帮助。

关键词：天气雷达；差动式汇流环；维护保养

1.概述

随着天气雷达技术和应用的发展，天气雷达为经济建设的保驾护航作用越来越重要。在以往的雷达维护资料中，杨传凤、胡东明、王志武、袁希强、吴少峰[1-6]等从不同方面介绍了新一代天气雷达发射机典型故障处理方法。这些研究大部分集中在新一代天气雷达故障处理、测量技术等方面，本文对差动汇流环的基本工作原理、维护保养方法方面经行了阐述，总结了对汇流环的保养维护方法。

差动汇流环是一种精度要求极高的电子机械装置，是雷达的关键器件之一，用于雷达旋转部分与固定部分之间大功率电源和各种视屏信号的传输。

差动汇流环是714CD多普勒天气雷达天线传动系统的重要组成部分，其主要功能是使雷达天线与接收、控制系统等机构间保持各种直流信号、大功率电源和视频信号的传递。这种构造解决了电缆线绞结的问题，在雷达信号传输上起着至关重要的作用，但是由于构造结构的限制使其在维护保养中存在很多的困难。

2.汇流环的结构及工作原理

汇流环根据频率和结构特点，分为低频汇流环、中频汇流环和高频汇流环，按照每层所接通的电流个数，又可分为差动式和非差动式汇流环。差动式汇流环由机械传动构件和电气连接两大部分组成，主要含有差动传动机构，环芯，传动机构及安装在上下外壳上的动、定电刷组成（如图1）。差动汇流环既可以传递小信号，又可以传递视频信号和大电流，尤其是在一个圆周上有多个电流通道，这种汇流环具有轴向高度低，节省设备空间，结构紧凑，传递信号多等优点。

差动式汇流环上电刷与天线座的方位轴相连，并伴随着方位轴以角速度ω旋转，其上装有相互绝缘的电刷片A、B、C……；下电刷与天线座相连固定不动，其上装有相互绝缘的电刷片A＇、B＇、C＇……差动旋转机构位于两者之间，环芯由旋转传动机构带动，并以天线旋转速度的（1／2）ω作同向旋转，扇形接触片1、2、3、4、5、6……和1'、2'、3'、4'、5'……分别固定在用绝缘材料制作的圆盘两侧，相应扇形片（如1与1、1'，2与2'）之间用导线连接。因此，通过上下电刷片就能沟通天线座旋转部分和固定部分之间的各条电路[7]。

3.差动式汇流环维护中存在的困难

一、在汇流环维护过程中，由于动电刷和环芯是一起旋转的，如此时要对上部机芯进行维护，需将吸尘器通过维护窗口伸入，吸取环腔内的碳粉，或者维护人员在维护窗口处随环芯一起旋转进行维护擦拭。然而维护窗口小，其安装位置的活动空间狭窄，因此维护非常困难，操作性不是很强。

二、雷达工作时间较长或者运输、封存后，其信号环、电源环上的电刷可能磨损较大、震动或堆积灰尘，造成电刷接触不良，容易出现天线俯仰抖动，摇摆或打火等现象，更严重的损坏雷达元器件

三、在日常的使用中，由于经验不足，维护保养不到位，做不到“一听二看三摸四测量”，不能及时发现问题消除故障隐患。

4.差动式汇流环维护保养的几点思考和建议

差动式汇流环作为714CD雷达装备的关键部位，在雷达信号的传输上起着重要的作用，因此对其维护和保养要引起高度重视

4.1严格按章操作，时刻注意装备性能

认真落实装备的日、周、月维护，注意检查供电连接、防潮防尘、绝缘接地以及上部天线传动系统齿轮上的润滑油污等，确保汇流环良好的工作环境和性能。汇流环累计工作5000小时，严格按照《雷达使用维护说明》的规范步骤进行彻底维护，具体操作方法是：切断汇流环电源，取下汇流环上、下的外壳盖子，缓慢推动天线进行旋转，在维护窗口使用吸尘器吸净汇流环腔内的碳粉，也可以采用蘸有95%以上的无水酒精的脱脂棉或医用棉纱布，由上而下地擦拭汇流环环芯表面，天线先顺时针转动2周，汇流环上部环芯刚好转动维护一圈，然后再逆时针转动2周维护下部环芯，维护完成后手推天线缓慢转动，仔细检查环芯表面和腔体有无擦拭时剐蹭的棉纱或其他杂物，确定环芯腔内无杂物后，检查各电刷尾部压力弹簧及压力调节螺钉是否松动，（由于汇流环电刷的压力点都用红漆标注，各台站通常没有测接触压力的条件，所以不提倡台站维护进行电刷的接触压力调节）连接线是否在维护中不小心撞断等情况。盖好外壳盖子，接通电源完成维护。

4.2改进维护装置，提高工作时效

一、汇流环在安装中要特别注意检查口的安装位置，许多雷达在安装中为了配合齿轮的槽口要不断调整，在调整过程中就会造成汇流环的检查口偏移，导致维护特别困难。

二、汇流环维护时，保护罩的维护口上下不一致，导致在用酒精棉球擦拭时非常困难，建议保护罩维护口能前后在一个平面维护时更容易操作。

三、为了维护简单方便，加装一个清洁盒，用碳粉吸附材料制成，长期附在环芯表面，可对碳刷和摩擦产生的碳粉进行吸附，确保碳粉不会落到其它部件，这样维护时只用酒精棉球进行擦拭和检查环芯，清理剩余部分碳粉就方便多了，也保证了环芯的导电性，减少了维护时间和工作量。

4.3注重日常检查，加强交流沟通

在汇流环的日常使用、维护保养中，要经常进行检查，要做到“一听汇流环在转动过程中声音是否正常；二看环芯上是否有灼伤、打火痕迹、碳刷是否开裂、缺角或掉落等；三摸汇流环外围碳刷连接线有无断裂，碳刷弹性是否良好；四测量汇流环的电流、电压值，碳刷和环间电阻及绝缘情况等”，做到“一听二看三摸四测量”。如发现问题，及时加强与上级部门和厂家的沟通，利用现场描述，远程可视化单兵系统，远程指挥操作，及时修复及更换部件，消除故障隐患。加强沟通学习，积累经验，不断提高对汇流环及雷达系统的维护保养水平，提高雷达装备的完好率和使用率。

5.小结

熟悉差动汇流环的基本工作原理，能够快速定位汇流环故障，是对技术保障人员业务素质的要求。只有熟悉差动汇流环的基本工作原理、功能和作用，按要求认真仔细地做好每一次维护保养工作，及时总结每一次维护维修工作经验，才能延长汇流环的使用寿命，减少雷达故障出现的次数。

参考文献：

[1]杨传风，袁希强，黄秀韶，等.CINRAD/SA雷达发射机故障诊断技术与方法[J].气象，2008，34(2):115-118.

[2]胡东明，胡胜，刘强.CINRAD/SA雷达调制器真空开关漏气故障[J].气象，2006，32(8):118-120.

作者简介：汪鸿滨（1977-），男，汉族，甘肃省甘谷县人，本科学历，助理工程师，从事信息技术工作。