李毅聪+计博严+苏睿

摘 要：闪电定位仪是监测雷电发生的气象探测设备。本文介绍了ADTD闪电定位仪的探测原理，详细介绍了Nport串口服务器設置方法。作者结合工作经验，对江西省闪电定位仪在业务运行中常见的故障进行分析，并且排查原因和列举解决办法，给出日常维护建议。

关键词：闪电定位仪；故障分析

由于地理环境的原因，地处长江下游的江西省是受自然灾害影响最严重的省份之一，每年受雷电灾害损失高达数亿元，人员伤亡也是常有发生，所以对于闪电的研究和监测十分重要。ADTD型闪电定位仪是监测雷电发生的气象探测设备，能测量雷电发生的时间、强度、极性等信息。目前江西省共有12个县市安装了闪电定位仪，及时收集雷电发生的信息，对于雷电的预警和研究雷电活动规律准备了资料依据。

一、闪电介绍

闪电是一种自然现象，是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象。通常是积雨云产生电荷，底层为阴电，顶层为阳电。正电荷和负电荷彼此相吸，正负电荷克服空气的阻障连接上。产生出一道明亮夺目的闪光。

一次闪电的放电过程：云层荷电形成电分布---初始击穿---梯级先导---联结过程---第一回击---K过程---J过程---直窜先导---第二回击…….闪电的放电过程中最重要的是回击过程，因为回击的电流大，辐射的电磁场强，是形成故障造成危害的主要原因。

二、闪电定位仪工作原理

闪电定位仪工作原理：闪电定位仪通过磁环天线探测雷电发生时向外辐射的电磁波信号，磁环天线通过切割磁场面判断闪电发生的方向，再由电磁波信号通过电子舱进行分析、放大、处理得到所需的雷电波形，最后经过处理的信号发送到电脑终端进行运算得出闪电发生的位置、时间、强度等参数。

闪电定位仪系统主要由电源舱、电子盒、GPS天线部件、密封圈、玻璃钢罩和NPORT通讯模块等组成，常见故障点出现在通讯模块、电源舱、链接插头、电子盒内各电路板等。

三、串口服务器Nport设置

NPort5110串口设备服务器是通过RS-232串口将设备连接至IP-based Ethernet LAN，Nport5110通讯模块能将闪电信息传送至中心站。

设置Nport：用网线将Nport与电脑连接，Nport出厂都有默认设置。首先将本地电脑网段设置成与Nport一致，在地址栏中输入“192.168.127.254”，回车进入Nport内部设置界面。左边“Main Menu”下拉菜单可以让我们设置成需要参数。

Nport需要设置的参数有“Network Settings（网络设置）”、“Serial Settings（串口设置）”、“Operating Settings（传输参数设置）”。

Network Settings（网络设置），在此界面中，我们需要设置IP ADRESS（该闪电定位仪台站对应IP）、Netmadk（子网掩码）、Gateway（电脑对应网关）、SNMP选Enable。设置完成后，点击submit保存返回。

“Serial Settings”（串口设置）：Baud“1200”、Data bits“8”、Stop bits“1”、Parity“None”、Flow control“None”、FIFO“Enable”，设置完成后，点击submit保存返回。

“Operating Settings（传输参数设置）”，这里是设置闪电接收到数据，传递到中心站。将“Operation mode”选择为“UDP Mode”模式，Packing length 输入“0”，Delimiter 1输入“d”，并在后面Enable打钩，Delimiter 2 输入“a”，后面Enable打钩，Delimiter process 选择“Do Nothing”，Force transmit输入“0”。UDP Mode下面4个“Destination IP address”为目的IP地址，输入对应目的即可。“Begin”和“End”输入同样地址。“Port”默认输入4001。目的IP地址1、 2优先选择省级和国家级数据接收服务器的IP 地址 ，设置完成后，点击Sumbit按钮，保存设置。注意：此时Nport设置已完成，但是需要断电重启动Nport，才能正常工作。

Nport常见故障：Nport设备面板上有3个指示灯，分别是Ready（电源状态灯）、Link（网络连接灯）、Tx＼Rx

中心站或子站发现数据不正常，通过网络连接，PING台站Nport IP地址。

在排查故障时，若Nport设备正常，则检查室外设备，电源舱有多种指示灯帮助分析故障原因。电源舱内有8个LED小灯，左边4个、右边4个。分别对应的是RD、TD、FL、ST、+5V、+15V、-15V、+12V。正常上电工作时，右边4个（+5V、+15V、-15V、+12V）LED灯常亮，左边（RD、TD、FL、ST）LED灯，FL灯不停闪烁（搜星状态），当搜星完成，FL灯灭，ST灯常亮，RD 0-15秒闪一次。

四、故障实例

实例一、江西宜春站。数据接收以上传全部正常，但时钟信息与北京时间相差偏大。维护人员在现场检查了电源仓设备，指示灯工作正常，排除电源问题。因为时钟控制与电子盒内时基板有关，更换后，时钟信息恢复正常。

实例二、江西南昌站。内网监控显示，南昌站435分钟没有闪电信息上传。经技术人员现场检查，电源输出正常，RD、TD灯常亮、FL灯灭，ST灯常亮。排除电源仓、电子盒故障问题。利用“Ping”命令与台站Nport设备相连，显示无法连接。将故障点锁定在Nport口至通讯网络端，更换Nport串口服务器，数据恢复正常传输。

五、结语

闪电定位仪的探测数据越来越多的在业务中被使用，闪电定位仪的重要性也日益趋升。日常做好对闪电定位仪的维护至关重要。同时，应当对闪电定位仪的工作原理有所了解，对各部件的工作性能有所熟知，才能在故障发生时准备排查出故障点，尽快使闪电定位仪恢复正常工作。在每次故障排除后，应认真总结经验，发现问题及时整改，排除隐患，提高闪电定位仪的运行稳定性。

参考文献：

[1]中国科学院空间科学与应用研究中心.ADTD 雷电探测仪用户手册[Z].北京：中国科学院，2004.

[2]黄河. ADTD 闪电定位探测仪常见故障分析[J]. 气象研究与应用，2012，33（1） ： 67-72.

[3]虞苏青，周枫. ADTD 型闪电定位仪故障分析与处理[J].贵州气象，2011，35（6） ： 44-46.

[4]蔡河章，洪加肯，彭涛. ADTD 雷电监测定位系统简介[J]. 科技资讯，2008： 31.46.

[5]杨家峰，李崇福，妙娟利.ADTD雷击探测仪的故障诊断及排除指南[J].山西气象，2007，48.endprint