淺談無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備臺(tái)站防雷接地的重要性

趙明川

【摘要】 隨著中國(guó)民航的快速發(fā)展，機(jī)場(chǎng)建設(shè)越來(lái)越多，無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備機(jī)房的規(guī)范化建設(shè)就顯得尤為重要。目前，很多機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航設(shè)備機(jī)房的防雷保護(hù)、接地系統(tǒng)做的不是很規(guī)范，導(dǎo)航設(shè)備遭受雷擊的可能性大大增加，對(duì)機(jī)場(chǎng)的安全運(yùn)行十分不利，就如何做好無(wú)線電導(dǎo)航臺(tái)站的防雷接地工作，展開(kāi)分析討論，從導(dǎo)航設(shè)備天饋系統(tǒng)的防雷保護(hù)、接地網(wǎng)與接地系統(tǒng)、設(shè)備接地及接地線、進(jìn)站動(dòng)力電纜的防護(hù)等幾個(gè)方面給出合理可行的防護(hù)措施。

【關(guān)鍵詞】 無(wú)線電導(dǎo)航 防雷系統(tǒng) 設(shè)備接地 接地系統(tǒng)

引言：隨著民用無(wú)線電導(dǎo)航臺(tái)站建設(shè)的規(guī)范化，僅僅做好天線的直擊雷防護(hù)是不夠的，還必須從聯(lián)合接地、電磁屏蔽、等電位連接、饋線的接地分流、雷電的過(guò)壓防護(hù)以及站內(nèi)電源系統(tǒng)雷電過(guò)電壓保護(hù)等多方面進(jìn)行綜合防護(hù)才能達(dá)到良好的防護(hù)效果。

一、無(wú)線電導(dǎo)航臺(tái)站防雷接地的重要性及意義

1、無(wú)線電導(dǎo)航臺(tái)站的特殊地理位置。為了滿足無(wú)線電導(dǎo)航臺(tái)站的電磁環(huán)境要求，臺(tái)站通常建設(shè)在平坦、寬闊地帶，無(wú)障礙物遮擋，這樣能滿足無(wú)線電信號(hào)的正常傳播。但這同時(shí)也造成雷擊的可能性大大增強(qiáng)。

2、雷擊造成的危害。2006年6月，長(zhǎng)春機(jī)場(chǎng)24號(hào)下滑近場(chǎng)監(jiān)控天線遭雷擊，造成下滑近場(chǎng)監(jiān)控故障，直接經(jīng)濟(jì)損失近萬(wàn)元；2010年6月份長(zhǎng)白山機(jī)場(chǎng)全向信標(biāo)臺(tái)遭雷擊，造成信標(biāo)臺(tái)故障，直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)萬(wàn)元；2013年7月，長(zhǎng)春機(jī)場(chǎng)06號(hào)下滑臺(tái)遭雷擊故障，造成06號(hào)下滑設(shè)備故障，直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)萬(wàn)元。這些雷擊事件，輕則造成設(shè)備板件故障，重則造成設(shè)備故障癱瘓，導(dǎo)致機(jī)場(chǎng)的安全運(yùn)行受到不同程度的影響。

3、做好無(wú)線電導(dǎo)航臺(tái)站防雷接地的重要性。無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備為飛機(jī)進(jìn)近著陸提供引導(dǎo)信號(hào)，導(dǎo)航設(shè)備正常與否，直接關(guān)系到飛機(jī)運(yùn)行是否正常。在雷雨季節(jié)，尤其是能見(jiàn)度不好的時(shí)候，飛行員依靠盲降設(shè)備的程度比平時(shí)更高，如果導(dǎo)航設(shè)備遭受雷擊，造成設(shè)備故障，直接影響飛行安全，所以做好導(dǎo)航設(shè)備的防雷系統(tǒng)至關(guān)重要。

二、目前存在的幾種實(shí)際情況

2.1等電位未連接

存在個(gè)別導(dǎo)航設(shè)備機(jī)房的機(jī)房地網(wǎng)與天線及鐵塔地網(wǎng)未連成一體，也就是說(shuō)設(shè)備機(jī)房與天線地網(wǎng)存在電勢(shì)差，二者不在等電位體上，這樣一來(lái)，當(dāng)有雷電時(shí)，勢(shì)必造成雷電釋放電流時(shí)形成電勢(shì)差，造成電流逆向，對(duì)設(shè)備的損壞程度不容估量。2006年長(zhǎng)春機(jī)場(chǎng)近場(chǎng)監(jiān)控天線遭雷擊就是由于非等電位體造成的，直接經(jīng)濟(jì)損失就近萬(wàn)元。

2.2天線饋線未接地分流

下滑天線饋線未使用屏蔽套管包裝，或?qū)伨€安放置天線架外側(cè)。由于導(dǎo)航設(shè)備安裝的不規(guī)范，以及對(duì)防雷接地知識(shí)的認(rèn)識(shí)不足，造成有部分導(dǎo)航設(shè)備在安裝時(shí)，只安裝了避雷針，未對(duì)饋線電纜加裝套管，造成了極大的隱患。長(zhǎng)春機(jī)場(chǎng)06號(hào)下滑臺(tái)便存在這種情況，2013年7月遭雷擊，造成下滑臺(tái)監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)單元故障，停機(jī)數(shù)天，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)萬(wàn)元。

2.3導(dǎo)航臺(tái)地網(wǎng)電阻偏大，未增加輻射型水平地網(wǎng)

個(gè)別導(dǎo)航臺(tái)地網(wǎng)接地地阻大于1歐姆，又未增加輻射性水平地網(wǎng)，造成雷電泄放浪涌電流不利，形成逆勢(shì)電流，對(duì)設(shè)備造成破壞。2010年長(zhǎng)白山機(jī)場(chǎng)全向信標(biāo)臺(tái)遭受雷擊，就是因?yàn)榈刈柚递^大沒(méi)有輻射型水平地網(wǎng)泄流，造成逆勢(shì)電流擊穿電纜，設(shè)備故障停機(jī)，直接經(jīng)濟(jì)損失近萬(wàn)元。

三、無(wú)線電導(dǎo)航臺(tái)站的防雷與接地

3.1供電系統(tǒng)的防雷與接地

（1）進(jìn)入導(dǎo)航臺(tái)的電纜距離導(dǎo)航臺(tái)200米以外埋地，埋地深度不得小于0.7米。電纜的金屬保護(hù)層在機(jī)房墻邊與導(dǎo)航臺(tái)地網(wǎng)連接。（2）電力電纜在進(jìn)入機(jī)房前，套入至少15米長(zhǎng)的鍍鋅鋼管，鋼管應(yīng)首尾電氣貫通。鋼管一端在機(jī)房墻邊與導(dǎo)航臺(tái)地網(wǎng)連接，另一端應(yīng)連接埋設(shè)的接地體。（3）對(duì)于航路導(dǎo)航臺(tái)來(lái)說(shuō)，當(dāng)電力變壓器設(shè)在站外時(shí)，對(duì)于低處年雷暴日大于20天、大地電阻率大于100Ω/m的暴露地區(qū)的架空高壓電力線路，宜在其上方架設(shè)避雷線，其長(zhǎng)度不宜小于500m。（4）導(dǎo)航設(shè)備電源應(yīng)安裝多級(jí)防護(hù)的浪涌保護(hù)裝置（SPD）。SPD的接地線應(yīng)垂直與預(yù)留的接地端連接，長(zhǎng)度應(yīng)不大于0.5米。導(dǎo)航設(shè)備電源的第一級(jí)SPD安裝在雙路電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)箱的電源輸出端，通流量應(yīng)大于120KA，應(yīng)選用包含開(kāi)關(guān)及限壓功能的3+1型SPD。（5）電源避雷器的耐雷電沖擊指標(biāo)等參數(shù)應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求。

3.2導(dǎo)航臺(tái)站的地網(wǎng)與接地系統(tǒng)

（1） 聯(lián)合接地。將導(dǎo)航設(shè)備機(jī)房基礎(chǔ)接地體和機(jī)房四周的環(huán)形地網(wǎng)接地體和天線及鐵塔地網(wǎng)用水平接地體相互連通形成一個(gè)共用地網(wǎng)。導(dǎo)航臺(tái)站內(nèi)開(kāi)關(guān)電源的工作地也要與該接地系統(tǒng)連通，以獲得相同的電位參考點(diǎn)。（2）導(dǎo)航臺(tái)地網(wǎng)的組成。導(dǎo)航臺(tái)地網(wǎng)由機(jī)房基礎(chǔ)地網(wǎng)（接地體）、機(jī)房四周的環(huán)形地網(wǎng)、天線及鐵塔地網(wǎng)（接地體）等組成。機(jī)房地網(wǎng)由機(jī)房建筑物（含地樁）和外圍環(huán)形接地體組成。（3）設(shè)備接地及接地線。1、臺(tái)站內(nèi)接地母線的截面積，應(yīng)根據(jù)最大故障電流和機(jī)械強(qiáng)度選擇，但一般不應(yīng)小于35mm2。一般設(shè)備的接地線，應(yīng)使用截面積不小于16mm2的多股銅線。2、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)等小型設(shè)備的接地線，應(yīng)采用適當(dāng)截面積的多股銅線分別連接到本機(jī)架的匯流排，然后用16mm2的多股銅線連接到機(jī)房匯流排。3、光纜的金屬加強(qiáng)芯和金屬護(hù)層應(yīng)在分線盒或ODF架內(nèi)可靠連通，并于機(jī)架絕緣后使用截面積不小于16mm2的多股銅線連接到機(jī)房?jī)?nèi)第一級(jí)接地匯流排上。4、室內(nèi)走線架及各類(lèi)金屬構(gòu)件必須接地，各段走線架之間必須電氣連通；活動(dòng)地板（防靜電）下設(shè)的金屬支架，至少應(yīng)有兩根是從接地匯流排引入的接地線。

3.3天線鐵塔的防雷與接地

（1）天線塔上應(yīng)安裝接閃器，沿鐵塔外側(cè)安裝引下線。引下線與天線塔地網(wǎng)連接。（2）天線塔上障礙燈的電源線應(yīng)采用具有金屬外護(hù)層的電纜，電纜的金屬護(hù)外套應(yīng)在塔頂及進(jìn)機(jī)房入口處的外側(cè)就近接地。（3）天線塔內(nèi)安裝金屬套管，饋線電纜套入金屬管內(nèi)安裝。金屬套管在鐵塔側(cè)宜采用活連接方式。

3.4天饋線系統(tǒng)的防雷與接地

（1）在天線系統(tǒng)與功率分配單元連接處同軸電纜應(yīng)安裝饋線避雷器，以防止自天饋線引入的感應(yīng)雷。（2）選擇饋線避雷器時(shí)，應(yīng)考慮阻抗、衰耗、工作頻段等指標(biāo)與導(dǎo)航設(shè)備相適應(yīng)。 （3）饋線在天線連接位置、離塔位置及進(jìn)入機(jī)房位置，通過(guò)專(zhuān)設(shè)的接地線直接與導(dǎo)航臺(tái)地網(wǎng)連接。

3.5其他附屬設(shè)備的防雷與接地

（1）機(jī)房?jī)?nèi)走線架、吊掛鐵架、機(jī)架或機(jī)殼、金屬通風(fēng)管道、金屬門(mén)窗等均應(yīng)做保護(hù)接地。（2）光纜加強(qiáng)芯接地，雷電通過(guò)外界進(jìn)入光纜，加強(qiáng)芯不接地容易導(dǎo)致光纜纖芯被雷擊壞，光纜加強(qiáng)芯應(yīng)該就近固定在固定盤(pán)上并通過(guò)接地線接入本機(jī)架的接地銅排。

四、結(jié)束語(yǔ)

導(dǎo)航設(shè)備在雷雨季節(jié)能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行，保障飛行安全，做好臺(tái)站的防雷接地工作顯得尤為重要，只有把導(dǎo)航設(shè)備天饋系統(tǒng)的防雷保護(hù)、接地網(wǎng)與接地系統(tǒng)、設(shè)備接地及接地線、進(jìn)站動(dòng)力電纜的防護(hù)等幾個(gè)方面的防護(hù)措施落到實(shí)處，才能將雷電對(duì)導(dǎo)航設(shè)備的損害降到最低。

參 考 文 獻(xiàn)

防雷接地所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

一、IEC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

IEC 61024 otection of structures against lightning（建筑物的防雷）

IEC61024-1：1990建筑物防雷 第一部分 通則

IEC61024-1-1：1993建筑物防雷 第一部分 第一部分 防雷裝置保護(hù)級(jí)別的確定

IEC61024-1-2：1998建筑物防雷 第一部分 第二部分 防雷裝置的設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)和檢測(cè)二、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

GB50057-1994 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范

IB-TM-2010-004民用航空導(dǎo)航臺(tái)建設(shè)指導(dǎo)材料