淺談高原機(jī)場(chǎng)通信導(dǎo)航臺(tái)站的雷電防護(hù)系統(tǒng)

摘 要：寧蒗瀘沽湖機(jī)場(chǎng)海拔高度3292.9m，機(jī)場(chǎng)及周邊較為空曠，土壤巖石含量高，跑道東北端、南端及西南端外圍坡度較大，通航至今，機(jī)場(chǎng)航向臺(tái)、下滑臺(tái)近場(chǎng)監(jiān)控及機(jī)場(chǎng)氣象觀測(cè)站已多次遭雷擊，因此，做好機(jī)場(chǎng)通信導(dǎo)航臺(tái)站的防雷避雷工作，確保通信導(dǎo)航設(shè)備能順利運(yùn)行，這對(duì)于機(jī)場(chǎng)安全運(yùn)行有著很重要的意義。本文就高高原機(jī)場(chǎng)通信導(dǎo)航系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備設(shè)施進(jìn)行研究，探究防雷措施和避雷方法，降低因?yàn)槔纂娗闆r給機(jī)場(chǎng)通信設(shè)施造成的損失。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)航設(shè)施；雷電危害；雷電防護(hù)

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）14-0291-02

1 導(dǎo)航臺(tái)站防雷系統(tǒng)的必要性

隨著設(shè)備的進(jìn)步，導(dǎo)航設(shè)備的作用也愈發(fā)的重要，電路的精密程度也更符合要求。雷電電磁脈沖和感應(yīng)雷電一旦入侵設(shè)備內(nèi)，會(huì)直接損傷到機(jī)場(chǎng)機(jī)房的所有設(shè)備，另外無線電導(dǎo)航天線很大部分都外漏，外漏的天線是雷擊造成損傷的主要位置。單單依靠避雷針根本沒有辦法達(dá)到導(dǎo)航站的需要，因此必須創(chuàng)建健全的導(dǎo)航臺(tái)站防雷系統(tǒng)，將雷擊造成的損傷降到最低。

2 外部防護(hù)系統(tǒng)

2.1 接閃器

接閃器屬于外部防護(hù)系統(tǒng)，安裝在建筑物，主要由避雷針和避雷帶構(gòu)成，這三者配合起來將需要保護(hù)的建筑物都納入安全范圍內(nèi)。接閃器保護(hù)的原則是將雷電引向自身，然后保護(hù)建筑物。接閃器和天線之間距離不能太遠(yuǎn)，將避雷網(wǎng)安裝在建筑物頂上，將雷擊引到接閃器自身，以此保護(hù)裝置。接閃器之間相互連接起來，然后選擇就近的線路進(jìn)行連接。機(jī)場(chǎng)臺(tái)站需要設(shè)置接閃器對(duì)設(shè)備進(jìn)行幫助。

2.2 引下線

引下線可把接閃器的雷電流引到地底下。引下線的數(shù)量不宜太多，一般都是要2根，而且布置必須環(huán)繞著建筑物，不能沒有章法布置。雷電流對(duì)通道設(shè)備的影響很大，一定要想辦法降低影響，這時(shí)需要保證能量泄放順利，不受到阻礙。引下線一定要舒展鋪設(shè)，線與線之間的距離≤18m，而且引下線必須保證其的截面積足夠大，和地系統(tǒng)形成有效連接[1]。因?yàn)橥ǖ琅_(tái)站的天線塔很高，除了要防止雷電直擊外，還要預(yù)防雷電側(cè)擊，這時(shí)就要確保各個(gè)電位都相同，不會(huì)出現(xiàn)電位差。

2.3 接地系統(tǒng)

接地裝置的作用是依照大地創(chuàng)建統(tǒng)一的屏蔽系統(tǒng)，讓電路運(yùn)行沒有障礙，安全運(yùn)行，保護(hù)人身安全和保護(hù)裝置設(shè)備。接地是防雷系統(tǒng)中非常有效的措施之一。在實(shí)際工作中，在通道體系、機(jī)房、天線塔中都設(shè)置地網(wǎng)，地網(wǎng)和地網(wǎng)之間使用不同的方式進(jìn)行連接。正常情況下，避雷底線的直流通路的電阻都非常低，而且接地電阻值也會(huì)隨之降低，并且會(huì)越來越低，接地電阻低的話，也說明瞬間內(nèi)沖擊接地的電壓低，雷擊對(duì)建筑物造成的損傷也越低，按照標(biāo)準(zhǔn)要求，引下線的接地電阻和建筑物中金屬管道連接起來，所以這種接地裝置在一定時(shí)候也能充當(dāng)防雷電的作用。在金屬管道和接地裝置接連的情況下，裝置的接地設(shè)備一定要圍繞著建筑物，和建筑物形成接地環(huán)體[2]。連接中，接地導(dǎo)線和接地裝置都是使用錨接和螺栓連接的，焊接之后并不牢靠，需在外部涂抹瀝青等一些保護(hù)劑。每年的夏、秋季節(jié)，容易出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間下雨的情況，因此一定要在雷雨季前對(duì)地阻儀阻值進(jìn)行檢查，以此確保地阻數(shù)據(jù)不會(huì)超過標(biāo)準(zhǔn)值，而且接地裝置也比較安全，實(shí)際工作中運(yùn)行也會(huì)順利。

3 內(nèi)部防護(hù)系統(tǒng)

直擊雷損害是雷電危害，另外感應(yīng)雷在設(shè)備上出現(xiàn)波動(dòng)后，也會(huì)危害到儀器上的電子設(shè)備。所以說機(jī)場(chǎng)機(jī)房?jī)?nèi)雷電防護(hù)系統(tǒng)除了要有外部保護(hù)外，還必須要有內(nèi)部保護(hù)。當(dāng)前的內(nèi)部保護(hù)防雷措施是屏蔽防雷、電源防雷、防雷器等。

3.1 電源線路的防護(hù)

根據(jù)數(shù)據(jù)可得出，微電子受到雷擊損害大部分是由電源線路路過電壓引起的。因此保護(hù)線路時(shí)一定要保護(hù)好電源防雷和電壓保護(hù)，這兩者工作是進(jìn)行電源線路防護(hù)的主要工作。當(dāng)雷電直接擊打到天線鐵塔和機(jī)房時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的雷電流和瞬變電磁場(chǎng)，而雷電流和瞬變電磁場(chǎng)也會(huì)對(duì)周圍存在的導(dǎo)體產(chǎn)生強(qiáng)電壓，從而造成損害。供電防雷指的是在電源和地線之間連接電子避雷器，連接方式是并聯(lián)，這樣會(huì)限制雷電流，或者是組織雷電流的產(chǎn)生。并聯(lián)的避雷針可把6000V的電壓控制在600V以下，這種強(qiáng)度的電壓，只有電子設(shè)備才能承受住，才能順利運(yùn)行。建筑物中使用的避雷針大部分都是要求能直接對(duì)地放電，這就要求避雷針必須具備良好的接地效果。機(jī)場(chǎng)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備的供電電源必須安裝浪涌保護(hù)器，這種保護(hù)器的安全性極高，應(yīng)該進(jìn)行分級(jí)保護(hù)，確保電流不會(huì)外泄。電源浪涌避雷器分為很多等級(jí)，在具體的保護(hù)中，一定要注意級(jí)間的距離，距離不合適會(huì)損害儀器。在實(shí)際工作中，必須增強(qiáng)機(jī)房電源系統(tǒng)保護(hù)，這樣也能保護(hù)UPS設(shè)備，在主機(jī)房中安全電源防雷保護(hù)器；UPS中配電源防雷保護(hù)器，使其成為二級(jí)輔助保護(hù)措施。電源經(jīng)過這種程度的保護(hù)后，電壓會(huì)慢慢降低，降低后的電壓才符合常規(guī)電源和UPS的承受能力。建筑物中電源避雷針插入方式不要過于復(fù)雜，這樣方便更替。當(dāng)雷電直擊避雷針時(shí)，電源系統(tǒng)浪涌電壓會(huì)直接接入大地，從而保護(hù)設(shè)備和人體。

3.2 信號(hào)線防雷

感應(yīng)雷電波侵入的主要途徑是信號(hào)線，信號(hào)線傳輸距離較長(zhǎng)，而且還耐壓，對(duì)雷電感應(yīng)非常敏感，這樣很容易損害設(shè)備。所有信息系統(tǒng)進(jìn)入機(jī)房前，一定要安裝避雷器，做好屏蔽接地工作，同時(shí)要確保電纜中的空線都接地。具體工作中接線需要根據(jù)通道設(shè)備對(duì)雷電的敏感度進(jìn)行確定。在機(jī)場(chǎng)通信臺(tái)中的無線監(jiān)控系統(tǒng)前面都必須安裝避雷針，以此來保護(hù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)避雷的目的。

3.3 屏 蔽

屏蔽是目前預(yù)防雷電電磁脈沖和電磁干擾的最佳方法，因此在機(jī)場(chǎng)通信導(dǎo)航機(jī)房?jī)?nèi)都是選用屏蔽方法。選用屏蔽方法不僅能對(duì)建筑物進(jìn)行屏蔽，還能對(duì)線纜進(jìn)行屏蔽。因此必須完成好對(duì)雷電電磁脈沖的保護(hù)工作，在機(jī)場(chǎng)機(jī)房的建筑墻體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該將其設(shè)計(jì)成網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)，而且設(shè)計(jì)的網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的尺寸應(yīng)越小越好，如此一來屏蔽效果也會(huì)越加的好，這種設(shè)計(jì)中機(jī)房窗戶也應(yīng)該是金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)，窗戶金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)能和建筑物中的鋼筋形成電氣連接，但需注意，機(jī)房?jī)?nèi)安裝設(shè)備的位置最好離金屬門窗遠(yuǎn)一點(diǎn)。對(duì)于通信導(dǎo)航體系來講，天線大部分都是露在外面的，露在外面的電纜線很容易成為被雷擊的部分。機(jī)場(chǎng)通訊機(jī)房中電力電纜和通信電纜都使用屏蔽電纜。另外，架空電力線在終端桿下端開始改變?yōu)槠帘坞娎|，需注意屏蔽電纜線要埋入50m之下。

3.4 等電位連接

通道設(shè)備之間的金屬構(gòu)件電位差降低和地網(wǎng)間電位差降低是等電位連接的目的，這個(gè)目的也是機(jī)場(chǎng)機(jī)房防雷系統(tǒng)中主要組成部分。防雷裝置、等位連接的主體、供電線路和露在外面的電線部位、到機(jī)房的金屬管道。等電位連接中所有設(shè)備都是同級(jí)電壓級(jí)，這樣使機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備都具有相同的點(diǎn)位，不會(huì)產(chǎn)生任何電位差，對(duì)保護(hù)設(shè)備有著積極的作用。此外，機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備之間的連接也應(yīng)該進(jìn)行等電位連接，形成網(wǎng)絡(luò)，形成的網(wǎng)絡(luò)能減少各個(gè)設(shè)備之間的電位差。M型共用接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)適合在高頻通信導(dǎo)航臺(tái)使用，可將房?jī)?nèi)的各個(gè)金屬組件采用最短距離進(jìn)行連接，以此來確保室外地網(wǎng)和地環(huán)網(wǎng)的連接。沒有多余劃痕、安裝平穩(wěn)、運(yùn)行順利、沒有毛刺是使用等電位連接的優(yōu)點(diǎn)。

4 結(jié)束語

綜上所述，雷電防護(hù)不僅是系統(tǒng)工程，也是一項(xiàng)綜合治理工程。對(duì)于機(jī)場(chǎng)通信導(dǎo)航臺(tái)站而言，建立健全的防雷系統(tǒng)對(duì)于設(shè)備的安全運(yùn)行是非常重要的。嚴(yán)格遵循防雷原則，從各個(gè)方面進(jìn)行保護(hù)，防患于未然，如此就可有效避免雷擊造成的危害，使通信導(dǎo)航系統(tǒng)順利運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]田沿平，周 鵬，劉云飛.機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航臺(tái)站雷電防護(hù)技術(shù)[J].設(shè)備管理與維修，2017（06）：148～149.

[2]張平東.機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航臺(tái)雷電防護(hù)[J].湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005（03）：17～18+48.

收稿日期：2018-4-13

作者簡(jiǎn)介：夏冬明（1987-），男，云南麗江人，助理工程師，本科，從事通信導(dǎo)航技術(shù)工作。