增刊论文闪电定位仪安装使用和维护新疆气象技术装备保障中心：彭坚1李志勇2（ Tel:2690448 邮编：830002）摘要：为加强对雷暴天气的监测和预警,2011年开始新疆气象部门启动了雷电监测网的建设,目前已经有10套设备投入业务运行,为全疆的防雷减灾、预报预警提供了探测依据。

本文对目前新疆雷电监测站安装使用以及运行中出现的情况作介绍，并对使用维护提出自己的见解, 为雷电监测站的正常运行提供技术保障和支持关键词：闪电定位仪安装使用维护1引言闪电定位仪（雷电监测定位仪）是指利用闪电回击辐射的声、光、电磁场特性来遥测闪电回击放电参数的一种自动化探测设备。

1980年代初，云地闪波形鉴别技术的出现和应用，使云地闪探测效率达90%以上。

进入90年代，由于GPS技术的使用，雷电监测在测向系统的基础上增加GPS时钟，形成时差测向混合系统，同时采用数字波形处理技术(DSP)，对波形作相关性分析、定位处理，使雷电定位精度和探测效率都有明显提高。

现在多采用多站法雷电定位系统，它定位精度高、探测参量多，但设备复杂，需要通信网、中心数据处理站。

目前，雷电监测定位系统已广泛应用在雷电的监测、预报、雷电防护及雷电研究中。

为适应新疆防雷减灾需要，2011年，全疆已建10套雷电监测设备，2012年将建设23套，实现覆盖全疆的区域性雷电监测网，对雷电进行监测、定位，实时地监测雷电的活动，获得到每一雷击的发生时间、地理位置、强度、极性等参数，对灾害性天气机理的研究和预报提供宝贵的资料，对研究和预报灾害性的天气活动，保障电力、通信、航空航天、林业、军事以及人们生命财产安全运行发挥重要的作用。

2 ADTD 型闪电定位仪简介ADTD 型闪电定位仪是中科院空间科学研究中心和华云公司合作研发的雷电监测仪器。

工作原理是利用闪电回击辐射的声、光、电磁场特性来遥测闪电回击放电参数，并把经过预处理的闪电数据实时通过网络通信送到中心数据处理站实时进行交汇处理，可全天候、长期、连续运行，并记录雷电发生的时间、位置、强度和极性等指标。

设备整机由天线罩、电磁场天线、GPS 模块、电子舱、电源盒、串口服务器和配电等系统组成( 如图1)1彭坚：1970年生，男，高级工程师，主要从事各类气象设备的监控管理和技术保障工作E-mail：pengjxj@2李志勇：1957年生，男，高级工程师，主要从事各类气象设备的技术保障和运行管理工作E-mail：lzyong191@图1 ADTD 型闪电定位仪结构3 ADTD 型闪电定位仪的安装3.1 场地闪电定位仪安装在观测场指定位置。

3.2 基座闪电定位仪安装在水泥墩上。

在浇注水泥墩时，预先埋进三根螺栓（M12×300)，均布在Φ288的圆周上。

3.3 供电闪电定位仪采用交流220V/50HZ的市电供电，功耗＜25W，可与自动气象站和用一UPS。

3.4 接地闪电定位仪接地可与自动气象站共用一接地体，也可单独用一接地体，接地电阻≤4Ω。

3.5 通信参数闪电定位仪数据接口为EIA－RS－232－C。

通信参数为“1200 N 8 1”，即速率为1200 bps，无校验位、8位数据位、1位停止位、无流控。

3.6 闪电定位仪与中心站的通信闪电定位仪与中心站的通信采用台湾moxa科技股份有限公司生产的NPort5110串口服务器，将RS-232串口转换成TCP/IP网络接口，实现RS-232/485/422串口与TCP/IP网络接口的数据双向透明传输。

3.7 通信电缆通信电缆的线径与电缆的长度和波特率有关。

对于0.5mm线径电缆在1200波特应用时可用到1200m长。

电缆接线颜色排序：黑、棕、红、橙、黄、绿、兰、紫、灰、白。

接线按以上顺序排序：1，2，3……闪电定位仪通信接口采用五芯航空插头，3根通信线，颜色为黑、棕、兰。

则1-黑，2-棕，3-兰；航空插头与DB9串口接线方式：3.8 闪电定位仪的安装及水平调节闪电定位仪是通过支架底盘上的安装孔固定在水泥基座螺栓上，底盘上下各上两个螺母通过调节上下两个螺母来调节水平。

3.9 方位的调整闪电定位仪磁场天线必须调节在正北向的±0.25°之内，以保证测角精度。

通常是在当地正午时分完成调节的。

此刻恰是太阳处在天空的最高点上。

太阳的阴影是正南北向。

也可以采用罗盘方式定方位，但这只能是临时性的。

更准确的定向还是应用日晷或是专业性的瞄准器。

但不论哪种方法定方向之前必须先调好水平。

3.10 闪电定位仪初次通电闪电定位仪安装到位后，首先进行加电实验。

加电后仪器先进行自检，设备接地良好，背景噪声不超出允许范围，运行参数设置正确应能顺利通过自检，开始正常运行。

如果自检多次仍不能通过自检，需借助测试终端进行检查。

3.11 闪电定位仪的密封当闪电定位仪的加电试验通过自检，运行正常，而且天线水平及NS方位调节亦已完成，则可以进行密封，把电源/接口盒门关严，仪器舱内放进干燥剂，盖严玻璃钢罩并用三个螺丝拧紧，以使其密封、防潮。

3.12 NPort5110 的设置NPort5110参数设置是数据正常传输保证。

将计算机和NPort5110通过网线连接(直连或通过路由器)，设置计算机IP与NPort5110IP在同一网段中，NPort5110IP出厂默认设置为192.168. 127. 254，在浏览器中输入192. 168. 127. 254，即可登入NPort ( 如图2) 。

图2左边区域为设置菜单选项，右边为设置内容区。

NPort 功能强大，设置内容繁多，以下仅将模块正常运行所需参数设置给用户说明，其余不再提及。

图2 Nport 设置界面网络设置：点选“NetWork Settings ”进入网络设置页面。

根据当地网络赋予闪电定位仪具体情况，更改IP address、Netmask、Gateway三项，IP configuration 选“Static”，SNMP选Disable，其余项保持默认。

点击Submit确认保存。

串口设置:点选“Serial Settings ”，点击“Port1”，进入串口参数设置页面。

“Baud rate”改为 1200，“Flow control”改为 None ，其余项保持默认。

点击Submit确认保存。

传输模式设置点选“Operating Settings ”点击“Port1”，进入工作模式设置页面。

“Operationmode”改为UDP，“Delimiter 1”写 d，并勾选“Enable”“Delimiter 2”写 a，并勾选“Enable”。

使Delimiter1、2 两项可用; 在“Destination IP address1、2( 目标IP 地址1、2) ”中输入省级和国家级数据接收服务器IP地址，其余项目保持默认。

点击确认保存。

3.13 使用超级终端确认设备的经纬度将闪电定位仪室内串口线接计算机串口，计算机进入超级终端，其通信参数：1200 N 8 1 无流控键入Ctrl A 出现笑脸键入Shift 8 按S 回车，出现经纬度4 ADTD 型闪电定位仪的检查与维护4.1 NPort5110检查设备出现故障，首先检查NPort5110，NPort5110面板上有三个指示灯。

Ready-状态指示灯，工作正常时常亮。

Link-网络指示灯，工作正常时常亮。

TX/RX-收发数据指示灯，工作正常时，隔30s闪亮一次。

故障现象及分析：Ready不亮，①NPort5110未通电；②NPort5110故障。

Link不亮，①NPort5110未与网络连通：②NPort5110故障。

TX/RX不闪亮，NPort5110与闪电定位仪探头通信中断，①探头故障,②NPort5110故障,③电缆断线。

4.2电源/接口盒闪电定位仪探头出现故障，首先检查电源/接口盒，查看电源/接口盒上8只LED灯。

右侧的四只LED的点亮，标志着+12V、-15V、+15V、+5V电源工作正常。

左侧的四只LED灯，RD为数据接收， TD为数据发送，FL为“闪数据”，ST为“状态”。

闪电定位仪通电，即开始自检，FL灯以一秒为周期闪烁，表示正在进行GPS定位；定位成功后，进入自检，此时ST和FL灯点亮。

自检成功ST灯会常亮，自检失败ST灯以一秒为周期闪烁。

进入正常工作状态，探测仪每隔一定时间会送出一个状态信息（一般为30秒，以中心站设置为准），此时TD灯会闪烁一下。

FL灯在正常接收闪电的过程中，当接收到闪电信号时闪烁一下。

故障现象及分析：+12V、-15V、+15V、+5V任何一灯不亮，故障出在某一路电路上，闪电定位仪都不能正常工作。

+12V、-15V、+15V、+5V灯全不亮，首先检查开关、保险管、插头插座，其次检查电缆，保险丝熔断是常发多发故障。

ST灯以一秒为周期闪烁，自检失败。

可按复位键重启，再进行一次自检。

若再失败，检查电子盒。

ST灯不亮，CPU没有运行。

4.3电子盒检查电子盒，首先查看CPU板五只LED灯，标识 1、2、3、4、5。

上电时，灯2、3、4亮，表示探头程序处在GPS接收机捕捉导航卫星进行定位阶段，此阶段约十秒左右。

GPS接收机定位阶段结束后，探头程序转入自检阶段，此时五只LED灯全点亮。

灯1：自检成功(正常工作)—常亮，自检失败—闪烁。

灯2：最近1秒内探测仪是否收到了闪电信号。

点亮—收到闪电信号；灯灭—未收到闪电信号。

灯3、4、5：最近收到的闪电信号的方向。

3个灯8种组合，分别对应8个不同的方向。

5 ADTD 型闪电定位仪常见故障分析和处理造成ADTD 雷电定位监测系统异常情况的成因很多的,可以从雷电定位仪异常、串口服务器异常、中心站接收异常、中心站软件异常等方面来入手分析和排查异常情况。

可以将整个系统分为几个子模块,先初步确定故障所属的子模块,然后再通过日常维护的具体工具和技术手段来定位故障点。

排查分析系统异常的根本依据是ADTD 雷电定位监测系统的数据处理流程和基本运行原理。

5.1网络通信故障造成的系统异常故障现象:2012 年*月*日乌鲁木齐中心站接收不到巴轮台雷电探测站的数据。

故障处理:“PING”巴轮台雷电定位仪的IP,不通。

初步判断是网络故障。

采用Tracert 方法追踪巴轮台雷电探测站的地址,当追踪到巴轮台路由器后就无法到达下一跳,说明省级中心站和巴轮台的网络连接正常,判断是巴轮台内部局域网或NPort 串口服务器的问题。

查看NPort 串口服务器, Ready 灯亮， NPort 串口服务器电源正常,Link 灯不亮，表示网络连接异常,排除网络连接故障后, Link 灯点亮，整个系统恢复正常。

5.2闪电定位仪电源故障故障现象:2011 年9月*日乌鲁木齐中心站接收不到托克逊雷电探测站的数据。