民航通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備防雷保護(hù)

邰瑞峰

吉林省延吉市延吉機(jī)場(chǎng)航務(wù)保障部

民航通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備防雷保護(hù)

邰瑞峰

吉林省延吉市延吉機(jī)場(chǎng)航務(wù)保障部

隨著我國(guó)航空的通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備的改造，大部分采用流通電流較弱的集成電路或微電子部件，對(duì)電流的要求敏感。而飛機(jī)場(chǎng)地多設(shè)立在空曠位置，容易遭受雷電的襲擊，引入較高的電流，對(duì)設(shè)備帶來嚴(yán)重的影響，甚至?xí)?dǎo)致設(shè)備的損壞。本論文分析了雷電的特征及危害，闡述了雷擊的保護(hù)措施，以為飛機(jī)的正常運(yùn)行提供有力的保障。

民航通信；導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備；防雷保護(hù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)民航事業(yè)為了更精確無誤的保障飛機(jī)安全飛行，與之相應(yīng)的通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。飛機(jī)場(chǎng)地多建設(shè)在城市的邊緣空曠地區(qū)，與之相應(yīng)的導(dǎo)航臺(tái)、雷達(dá)臺(tái)等導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備也都大部分建設(shè)在山頂或空曠的地方，非常容易遭受雷擊的襲擊，給設(shè)備帶來?yè)p害，影響飛機(jī)的正常飛行。因此，做好導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備的防雷保護(hù)工作意義重大。

一、雷電的危害

1.1 雷電對(duì)通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備的危害

雷電是一種常見的自然現(xiàn)象，是積累大量雨水的云層與云層之間或云層與大地之間的快速放電，并伴有強(qiáng)大電流通過的現(xiàn)象。另外，通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備中大多數(shù)采用體積較小的微電子或大量集成電路組成的微電子部件，對(duì)流過的電流比較敏感，有的部件通流量甚至降低至微安，當(dāng)受到雷擊時(shí)容易燒壞設(shè)備，對(duì)通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備造成嚴(yán)重危害。

1.2 雷擊災(zāi)害的分類

直擊雷指雷電直接作用在設(shè)備上，短時(shí)間內(nèi)釋放出高達(dá)30千安的電流，嚴(yán)重破壞雷擊的設(shè)備。感應(yīng)雷是指在雷云與雷云之間或雷云與大地之間放電時(shí)在附近的架空線路、設(shè)備連接線或類似的導(dǎo)體產(chǎn)生電磁感應(yīng)或靜電感應(yīng)，通過導(dǎo)體傳送至設(shè)備，使設(shè)備瞬間破壞。相關(guān)資料表明[1]，由電磁或靜電感應(yīng)生成的感應(yīng)雷對(duì)微電子設(shè)備的危害最大，大約有80%的設(shè)備損害是由于此方式造成的。雷電波侵入是由于雷電和架空的線路或金屬管道之間產(chǎn)生雷電波，電波沿著鋪設(shè)的線路侵入室內(nèi)損壞設(shè)備。

二、雷電防護(hù)的分類及保護(hù)措施

2.1 雷電防護(hù)區(qū)的分類

為了更有效的保護(hù)建筑物、設(shè)備，根據(jù)電磁兼容原理和相應(yīng)的行規(guī)，按保護(hù)空間以及保護(hù)的類型分為不同的雷電保護(hù)區(qū)。目前按照從外到內(nèi)的保護(hù)區(qū)分為以下幾個(gè)區(qū)域：直擊雷非保護(hù)區(qū)（LPZ0A）：保護(hù)區(qū)內(nèi)的物體沒有任何措施保護(hù)，能夠直接受到雷擊的作用，本區(qū)的電磁場(chǎng)沒有屏蔽或者減弱；直擊雷保護(hù)區(qū)（LPZ0B）：保護(hù)區(qū)內(nèi)的物體設(shè)有一定的防雷裝置（如避雷針、避雷網(wǎng)等）雷擊能夠直接擊中本區(qū)內(nèi)的各類物體，但仍能受到雷擊的作用，本區(qū)內(nèi)的電磁場(chǎng)沒有衰減；屏蔽防護(hù)區(qū)LPZ：雷擊不能作用在該保護(hù)區(qū)域內(nèi)的任何物體，由于受到建筑物群的屏蔽作用，一定程度上能夠衰減了電磁場(chǎng)。根據(jù)地區(qū)發(fā)生雷電的頻率特點(diǎn)，結(jié)合所處的地區(qū)形貌、地形特點(diǎn)、建筑物高低等環(huán)境因素，將雷電保護(hù)等級(jí)分為特級(jí)、甲級(jí)和乙級(jí)，由于通信當(dāng)航監(jiān)視設(shè)備的所處的重要性，屬于特級(jí)保護(hù)區(qū)域。針對(duì)不同的雷電保護(hù)區(qū)等級(jí)，同時(shí)結(jié)合保護(hù)區(qū)的特點(diǎn)，對(duì)導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備防雷保護(hù)采取不同的保護(hù)措施。

2.2 通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備防雷的保護(hù)措施

2.2.1 直擊雷的保護(hù)

對(duì)直擊雷的保護(hù)是最常見也是傳統(tǒng)雷電保護(hù)方式的主要針對(duì)對(duì)象，主要是在建筑物上安裝避雷針或者避雷網(wǎng)的方式將受到雷擊時(shí)產(chǎn)生的高能量電流直接傳送到大地上，從而減少雷擊的作用，使通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備處于保護(hù)范圍內(nèi)。接閃器距最近天線的距離應(yīng)大于3米，且安裝在容易被雷擊中的位置。對(duì)通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備要求較高的雷電防護(hù)，接閃器的保護(hù)范圍一般設(shè)定在半徑為30米左右，而避雷網(wǎng)的范圍是長(zhǎng)和寬都在5米左右。引下線的設(shè)置應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照行業(yè)要求，獨(dú)立鋪設(shè)、平直舒展，兩根線路之間的間距在1.8米到18米之間。

2.2.2 供電系統(tǒng)(電源)的保護(hù)

隨著機(jī)場(chǎng)現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用，在通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備中普遍采用了集成電路和微電子部件，對(duì)過電壓的抵抗能力較差，就必須對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。目前采用較多的是安裝電源避雷器（SPD）或采用隔離變壓器的多級(jí)保護(hù)。根據(jù)國(guó)家規(guī)定，特級(jí)的通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備應(yīng)當(dāng)設(shè)立四級(jí)保護(hù)，第一級(jí)限制大的浪涌電流，在LPZ0和LPZ1之間安裝，第二級(jí)限制第一級(jí)的剩余電壓，第三級(jí)進(jìn)一步限制剩余電壓，末級(jí)將輸出電壓降低至規(guī)定值，盡可能靠近設(shè)備。

2.2.3 信號(hào)傳輸系統(tǒng)保護(hù)

在業(yè)務(wù)樓機(jī)房?jī)?nèi)，當(dāng)高頻共用系統(tǒng)收發(fā)信號(hào)通信電纜接入通信系統(tǒng)設(shè)備時(shí)，針對(duì)不同的高頻手法線輸入前端安裝專屬型號(hào)的信號(hào)避雷器（SPD）。連接進(jìn)出設(shè)備的通信光纜，宜采用帶有金屬護(hù)套的電纜或首尾貫通的金屬管道內(nèi)，并通過埋入地下進(jìn)入。目前比較常用的是具有抗干擾能力強(qiáng)、傳輸信息量大、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)的光纖通信，來取締普通的電纜通信。

2.2.4 屏蔽技術(shù)的應(yīng)用

目前抗擊雷電電磁脈沖和空間電磁干擾最有效的辦法是采取屏蔽技術(shù)，在建筑物或房間設(shè)置格柵屏蔽網(wǎng)保護(hù)通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備。屏蔽能夠減少線路中的損耗，且對(duì)減少線路中的噪聲干擾具有很大的作用，從而可以起到對(duì)設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。為了提供更好的屏蔽空間，一定要采用專業(yè)的屏蔽電纜并且盡可能做到360°屏蔽。對(duì)進(jìn)入屏蔽體的電纜兩端，在防雷保護(hù)區(qū)的交界處做等電位連接，且做到電纜屏蔽層接地。另外設(shè)備的安裝距離墻壁之間的距離應(yīng)多余1000米。但采取屏蔽了措施，在一定程度上會(huì)對(duì)通信設(shè)備的運(yùn)行帶來一定的影響。

2.2.5 等電位連接

主要是處于屏蔽空間中的保護(hù)設(shè)備系統(tǒng)在不同的連接點(diǎn)有相同的電位環(huán)境，形成對(duì)空間磁場(chǎng)的屏蔽，避免電位差反應(yīng)對(duì)通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備的破壞。比較常用的連接方法有星型（適用于低頻、設(shè)備少的系統(tǒng)）和網(wǎng)型（適用于高頻、設(shè)備少的系統(tǒng)），通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備采用后者的連接方式。處于同一層的設(shè)備應(yīng)等電位連接成網(wǎng)絡(luò)，減少不同設(shè)備之間的電位差。

2.2.6 接地系統(tǒng)

通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備的防雷接地系統(tǒng)，目前采用比較多的是共用接地方式。為了更好的釋放雷電能量，接地電阻應(yīng)當(dāng)按防雷接地、設(shè)備要求等工作接地的最小值，通常情況下不能高于4歐姆[2]。在接地系統(tǒng)中應(yīng)充分利用自然界中的物體（如建筑物中的鋼筋）作為自然接地體，當(dāng)電阻高于標(biāo)準(zhǔn)電阻時(shí)，可增設(shè)人工接地體（通常是環(huán)形接地，有效半徑最小是5米），但自然接地體和人工接地體之間必須多于兩條埋地線相互連接。

總結(jié)

通過以上分析可以看出，對(duì)通信導(dǎo)航設(shè)備的防雷保護(hù)應(yīng)當(dāng)是一個(gè)系統(tǒng)化的工程，需要專業(yè)的技術(shù)人員在施工和維護(hù)過程中注重任何細(xì)節(jié)，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)處理，不斷完善防雷工程，提高防雷保護(hù)等級(jí)，降低設(shè)備發(fā)生故障的幾率，提高導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備的穩(wěn)定性，為飛機(jī)的正常運(yùn)行發(fā)揮重要作用。

[1]張承運(yùn).民航空管通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)施設(shè)備防雷工作分析[J].航空與航天，軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2016，02

[2]張志勇.淺析民航通信導(dǎo)航系統(tǒng)中的防雷與接地[J].中國(guó)新通信，2016，18

邰瑞峰，吉林省延吉人，本科，延吉機(jī)場(chǎng)航務(wù)保障部工作人員，研究方向：民航通信導(dǎo)航。