文/郭陽(yáng)

NORMARK7013B航向設(shè)備雷擊故障一例

文/郭陽(yáng)

虹橋機(jī)場(chǎng)地處雷雨多發(fā)地區(qū)，場(chǎng)內(nèi)儀表著陸系統(tǒng)臺(tái)站，雖然在安裝之初都配備了防雷系統(tǒng)，但在每年的雷雨季節(jié)遭受雷擊的概率依然很大。本文以某航向臺(tái)站遭受雷擊故障檢修為案例進(jìn)行分析，加強(qiáng)防雷改造避免類似情況再次發(fā)生。

ILS 航向信標(biāo) 雷擊 防雷

1 引言

儀表著陸系統(tǒng)是由安裝在跑道中心延長(zhǎng)線上的航向臺(tái)（LOC）和跑道側(cè)的下滑臺(tái)（GP）以及測(cè)距儀（DME）或指點(diǎn)信標(biāo)（MB）組成，為著陸的飛機(jī)提供水平和垂直面距離引導(dǎo)信息。它為處于航行末端的飛行器提供引導(dǎo)，保證導(dǎo)航信號(hào)的連續(xù)和準(zhǔn)確。本文以某航向臺(tái)站遭受雷擊故障檢修為例進(jìn)行分析，加強(qiáng)防雷改造避免類似情況再次發(fā)生。

2 故障現(xiàn)象

該航向臺(tái)處于華東某大型機(jī)場(chǎng)內(nèi)，設(shè)備是由INTERSCAN公司生產(chǎn)的NORMAC 7013B型。2016年夏季某天，當(dāng)時(shí)機(jī)場(chǎng)雷雨異常強(qiáng)烈，值班員發(fā)現(xiàn)該航向的遙控器盒監(jiān)控終端電腦同時(shí)告警，設(shè)備關(guān)機(jī)。值班員初步判斷設(shè)備遭受雷擊所致。在啟動(dòng)應(yīng)急通報(bào)處置后，緊急安排搶修人員到臺(tái)檢查，設(shè)備雙機(jī)故障關(guān)機(jī)，主要監(jiān)控參數(shù)都處于告警狀態(tài)，設(shè)備無(wú)法正常開(kāi)啟。

3 故障分析與排除

3.1 迅速判斷故障位置

將設(shè)備放置強(qiáng)制開(kāi)機(jī)，檢查發(fā)現(xiàn)設(shè)備雙發(fā)射機(jī)都存在同樣的故障現(xiàn)象，即航道，寬度，余隙的參數(shù)均告警，而近場(chǎng)監(jiān)控參數(shù)顯示則正常如圖1所示。

圖1：本航向臺(tái)監(jiān)控參數(shù)與航向設(shè)備系統(tǒng)組成

通過(guò)圖1航向設(shè)備系統(tǒng)組成來(lái)看，航道、寬度、余隙這三個(gè)參數(shù)是由經(jīng)航向20單元的天線系統(tǒng)反饋的信號(hào)經(jīng)監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)（MCU）合成后送到設(shè)備機(jī)柜監(jiān)控器部分處理的，初步判斷應(yīng)是監(jiān)控回路某點(diǎn)故障所致。因?yàn)榻鼒?chǎng)監(jiān)控參數(shù)是直接接受外場(chǎng)信號(hào)，并直接送回監(jiān)控器處理，而近場(chǎng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)在使用外場(chǎng)測(cè)試儀檢測(cè)時(shí)正常，則代表設(shè)備發(fā)射機(jī)，發(fā)射電纜，天線分配單元，航向天線的發(fā)射部分均應(yīng)正常。懷疑點(diǎn)集中在監(jiān)控回路中，包括天線的監(jiān)控信號(hào)取樣點(diǎn)，監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控電纜，監(jiān)控器板件。一般情況下，造成故障的點(diǎn)僅有一處，天線陣中同時(shí)在20個(gè)天線都產(chǎn)生取樣信號(hào)故障可能性極低。同理，由監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)送回機(jī)房設(shè)備的三根電纜，同時(shí)出現(xiàn)故障的可能性也不大。剩下的公用部分就是監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控器內(nèi)的相關(guān)通道。為了進(jìn)一步判斷故障點(diǎn)，將正常的近場(chǎng)監(jiān)控信號(hào)送入相關(guān)通道，此時(shí)均能正常反應(yīng)參數(shù)狀態(tài)。據(jù)此，判定故障點(diǎn)為監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)。一般情況下，監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)是沒(méi)有備件的，幸運(yùn)的是當(dāng)時(shí)由于某些特殊原因，我們將備件更換后設(shè)備恢復(fù)正常。

3.2 進(jìn)行故障原因分析

故障發(fā)生時(shí)，該機(jī)場(chǎng)區(qū)域內(nèi)雷電活動(dòng)交加，正常的雷電經(jīng)天線陣頂上的避雷帶和引下線入地。近場(chǎng)監(jiān)控天線也配備了避雷針和引下線。雷電直接擊中天線的概率被大大降低。但某些直擊到地面的雷電信號(hào)，其強(qiáng)大的感應(yīng)信號(hào)通過(guò)監(jiān)控電纜竄入監(jiān)控回路。而在設(shè)備端進(jìn)入監(jiān)控板件之前，有效的避雷裝置也起到了作用，并未對(duì)設(shè)備造成損害。但通過(guò)監(jiān)控電纜竄入監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)的雷電信號(hào)則擊毀了監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)中的部分元器件，從而從監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)輸出的信號(hào)錯(cuò)誤，造成告警關(guān)機(jī)。

3.3 總結(jié)改進(jìn)措施

針對(duì)此次航向設(shè)備遭受雷擊的案例，我們對(duì)該設(shè)備的防雷系統(tǒng)進(jìn)行如下檢查和改進(jìn):

（1）航向設(shè)備的監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)處于室外，且沒(méi)有備件儲(chǔ)備，一旦故障，恢復(fù)時(shí)間會(huì)比較漫長(zhǎng)，嚴(yán)重影響機(jī)場(chǎng)安全運(yùn)行。因此，需要加強(qiáng)對(duì)該部件的保護(hù)，在直擊雷基本可以防護(hù)的情況下，在監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)的輸出端加裝SPD，以防類似雷電信號(hào)損壞MCU。

（2）對(duì)該設(shè)備的防雷接地系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，在圍繞航向天線陣的接地系統(tǒng)接地電阻測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)，測(cè)得的值較往年偏高，但又小于4歐姆（在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)）。將接地體按走向挖開(kāi)，發(fā)現(xiàn)多處連接點(diǎn)斷開(kāi)，由于機(jī)場(chǎng)處于東南沿海，土壤濕潤(rùn)，接地效果好，僅從接地電阻值是看不出問(wèn)題的，需要重新處理接地系統(tǒng)，同時(shí)經(jīng)專業(yè)防雷公司檢測(cè)處理，更換此次雷擊后部分不穩(wěn)定的SPD，以確保防雷系統(tǒng)的有效性，并對(duì)其他航向臺(tái)站采取同樣的處理措施。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)此案例我們得出如下結(jié)論：導(dǎo)航臺(tái)站擁有防雷系統(tǒng)并不代表100%防雷，應(yīng)通過(guò)收集日常巡檢和其他地方或設(shè)備的雷擊案例，加建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，結(jié)合精細(xì)化管理內(nèi)容發(fā)現(xiàn)防雷系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，不斷改進(jìn)，減少導(dǎo)航臺(tái)站雷擊災(zāi)害的發(fā)生。

作者單位中國(guó)民用航空華東空中交通管理局設(shè)備維修中心虹橋?qū)Ш绞?上海市 200335