談浮空器的防雷工程構(gòu)成

喻廬榮

摘要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的大力發(fā)展，浮空器在我國(guó)已投入使用，但其發(fā)展速度比較有限。目前，浮空器通常在3000米到4600米間工作，在地面至15KM高度間，該距離正位于雷電活動(dòng)較為頻繁的地方。所以浮空器在該高度工作極易受到雷電的干擾，使浮空器的安全運(yùn)行受到一定的威脅。本文從浮空器防雷的特點(diǎn)開(kāi)始著手，再對(duì)浮空器的防雷工程構(gòu)部分進(jìn)行了分析，對(duì)浮空器的防雷措施提出了個(gè)人建議，供相關(guān)者參考使用。

關(guān)鍵詞：浮空器；防雷工程；措施

浮空器進(jìn)行防雷工程，能夠進(jìn)一步提高浮空器的安全性，從而使其能夠正常運(yùn)行。當(dāng)前我國(guó)浮空器的使用還在投入階段，在使用期間出現(xiàn)了許多問(wèn)題，尤其是由于其所處的位置高度會(huì)受到雷電的干擾。所以，要使浮空器在我國(guó)的應(yīng)用范圍更加廣泛，使其技術(shù)不斷進(jìn)步與發(fā)展，就一定要加強(qiáng)防雷措施，不斷完善防雷工程，從而使浮空器在正常工作時(shí)不受到外界因素的影響，這樣才能提高浮空器的精準(zhǔn)度。本文對(duì)防雷工程的構(gòu)成進(jìn)行了探析，目的在于提高浮空器的防雷標(biāo)準(zhǔn)。

1.浮空器防雷特點(diǎn)

浮空器分為多種，其中較為常見(jiàn)的是系留式浮空器，其工作是在高空平臺(tái)和地面利用高壓傳輸線、控制線、鋼纜等相互連接。浮空器通常在3000至4600米間的高度工作，該距離是地面離15KM高度間，在雷電活動(dòng)較為頻繁的位置，所以，浮空器在正常運(yùn)行時(shí)會(huì)因?yàn)槔纂姷母蓴_而出現(xiàn)一些問(wèn)題，從而使浮空器無(wú)法正常使用。

2.浮空器的防雷工程構(gòu)成

浮空器的防雷工程由地面系統(tǒng)的防雷系統(tǒng)、浮空器系留塔的直擊雷的防護(hù)、系留線的屏蔽與接地以及控制系統(tǒng)的雷電電磁脈沖防護(hù)等方面組成，其具體展開(kāi)如下：

2.1 地面系統(tǒng)的防雷系統(tǒng)

浮空器地面控制中心的防雷系統(tǒng)是由多方面組成的，其中包括了防護(hù)直擊雷、供電系統(tǒng)的電雷防護(hù)與接地、信號(hào)監(jiān)督與控制系統(tǒng)的防護(hù)雷電、系留線浮空器的防護(hù)和接地。要使浮空器地面的防雷系統(tǒng)更加完善，必須要加強(qiáng)這些方面的控制與改善，使防雷系統(tǒng)更加科學(xué)合理。要做好浮空器的防雷工程，首先要從地面控制中心開(kāi)始，不斷提高其地面控制中心的防雷技術(shù)，組織專家和相關(guān)人員對(duì)防雷工程進(jìn)行討論，不斷改善浮空器的防雷措施。如果浮空器地面控制中心所進(jìn)行的防雷系統(tǒng)能夠更加合理，就能確保浮空器能夠正常運(yùn)行。

2.2 浮空器系留塔的對(duì)直擊雷的防護(hù)

當(dāng)前，浮空器系留塔有兩種形式，一種是使固定式浮空器系留塔，另外一種是移動(dòng)式浮空器系留塔。不管是那種形式的浮空器系留塔，其都具有充氣與系留兩種功能；除了充氣式系統(tǒng)所充氣體為氫氣，還要進(jìn)行易燃易爆的防范環(huán)境的防雷措施設(shè)計(jì)外，通常來(lái)說(shuō)均能夠根據(jù)二類防雷來(lái)進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)。而移動(dòng)式浮空器留塔的話通常是將工程車(chē)輛作為其載體進(jìn)行的。因?yàn)橐苿?dòng)式浮空器留塔防雷的重中之重是對(duì)直擊雷進(jìn)行防護(hù)，還有就是能夠?qū)⒎览捉拥氐难b置快速地進(jìn)行安裝與撤離。

通常來(lái)說(shuō)移動(dòng)式浮空器系留塔運(yùn)用于野外的環(huán)境的數(shù)量比較多，有些在山谷進(jìn)行工作，有些在山頂進(jìn)行工作。因此我們必須要對(duì)工作位置的雷電風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析并分級(jí)，運(yùn)用較為恰當(dāng)?shù)谋芾揍樑c防雷接地的系統(tǒng)保護(hù)浮空器，使其能夠避免雷電所帶來(lái)的不良影響。對(duì)于移動(dòng)式浮空器系留塔系而言，其移動(dòng)性較為明顯，所以，要保護(hù)其不受直擊雷的影響，要采取多種方式進(jìn)行，其中最為主要的兩種方式是：第一是運(yùn)用迅速防雷接地的系統(tǒng)，第二是利用可升可降的避雷針。從而減少直擊雷對(duì)浮空器的干擾。而迅速防雷接地的系統(tǒng)與可升可降的避雷針的主要目的使為了能夠在野外環(huán)境工作時(shí)快速地進(jìn)行安裝和撤離。同時(shí)能夠按照浮空器系留塔所處高度，對(duì)避雷針進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，從而將保護(hù)浮空器的范圍改變。通常來(lái)說(shuō)，避雷針系統(tǒng)能夠升和降的高度應(yīng)該在7m至26m之間，它的材料主要有玻璃鋼與工程鋁合金。迅速防雷的系統(tǒng)則是利用強(qiáng)度比較高的螺旋鋼棒或是銅鍍鋼，然后采用電錘方式，迅速打進(jìn)地里，在撤收的時(shí)候，一般反方向旋轉(zhuǎn)就能夠簡(jiǎn)單迅速地將其拔出來(lái)。

2.3 浮空器系留線的接地與屏蔽

因?yàn)橄盗羰降母】掌鞯男盘?hào)與供電均是采用系留線進(jìn)行的。系留線需要橫穿雷電浮動(dòng)較為頻繁、氣象變化較為復(fù)雜的對(duì)流層，因此系留線電纜不僅要有非常高強(qiáng)度的抵抗拉伸的水準(zhǔn)，還要具備抵抗直擊雷電磁脈沖的較強(qiáng)能力。

當(dāng)前，我國(guó)系留式浮空器所使用的系留電纜與系留鏈的材料與方式，雖然已經(jīng)符合了抗拉伸的標(biāo)準(zhǔn)要求，然而其防抗雷電電磁脈沖與防抗直擊雷的作用還是沒(méi)有到位。因此，要想使浮空器的防雷效果更加顯著，就要加強(qiáng)系留電纜與系留鏈的防雷效果，要加強(qiáng)其防雷效果就必須使其防抗雷電電磁脈沖與防抗直擊雷的作用可以到位。目前我國(guó)出現(xiàn)過(guò)高空工作平臺(tái)因?yàn)槭芾讚粲绊懚鴮?dǎo)致高空作業(yè)平臺(tái)的供電系統(tǒng)被破壞，從而使浮空器沒(méi)有達(dá)到工作任務(wù)。所以，我們必須做好浮空器的防雷工程，只有這樣做才能確保浮空器能夠在高空中順利開(kāi)展工作。我們查閱了國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料與工程個(gè)別案例發(fā)現(xiàn)，使用蔽層作為等電位的連接，能夠有效方式雷電電磁沖的威脅，然而蔽層抵抗直擊雷的效果還沒(méi)有得到證實(shí)。因此，要多投入資金到浮空器防雷工程領(lǐng)域，促進(jìn)防雷技術(shù)的快速發(fā)展。

因?yàn)橄盗翩溡欢撕偷孛孢B接，一端和高平工作倉(cāng)連接，為了防止高空倉(cāng)里面的設(shè)備和系留鏈的電位不夠均勻，應(yīng)該所有都使用等電位進(jìn)行連接。另外，在進(jìn)行雷達(dá)等精密設(shè)備的建設(shè)時(shí)，其應(yīng)該專門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)屏蔽外殼，從而降低雷電電磁脈沖不斷干擾這些設(shè)備，這樣的話會(huì)導(dǎo)致浮空器所獲取的數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確。而使用浮空器作業(yè)，就是因?yàn)槠渌@取的數(shù)據(jù)較為精準(zhǔn)，所以要不斷完善浮空器的防雷工程，提高其防雷能力。

2.4 控制系統(tǒng)的雷電電磁脈沖防護(hù)

綜合性較強(qiáng)的浮空器所進(jìn)行平臺(tái)的控制系統(tǒng)具有一定的復(fù)雜性。通常而言，工作倉(cāng)所承載的設(shè)備比較多，而主要的設(shè)備有以下幾種：監(jiān)督控制設(shè)備、觀測(cè)氣象的設(shè)備、雷達(dá)設(shè)備、供電設(shè)備等等。在供電系統(tǒng)高壓部分，高壓在進(jìn)入到變壓器之前，應(yīng)該安裝型號(hào)相對(duì)應(yīng)的避雷器，而在變壓器輸出端口，總配電箱的位置應(yīng)該安裝220V、通流量在10KA到20KA左右的限壓式防雷器。在各種各樣的通訊接口、視頻接口都應(yīng)該根據(jù)其工作的電壓、傳輸協(xié)議的屬性等選擇適當(dāng)?shù)姆览灼?，這樣才能避免雷電磁脈沖對(duì)設(shè)備的不良影響，從而確保浮空器的控制系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，這樣就能提高整體浮空器的工作質(zhì)量與工作效率。

結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，目前浮空器在我國(guó)的發(fā)展速度較慢，其還在處于探索階段。而在我國(guó)比較經(jīng)常使用的浮空器有兩種，一種是低空遙控式浮空器，另外一種是高空綜合探測(cè)式浮空器。第一種浮空器一般用在商業(yè)活動(dòng)比較多，而第二種浮空器的話主要用于軍用觀測(cè)與氣象觀測(cè)。要使我國(guó)浮空器的應(yīng)用范圍更加廣泛，必須提高浮空器防雷工程的質(zhì)量，投入大量研發(fā)資金，培養(yǎng)專業(yè)人才，這樣才能提高浮空器在我國(guó)發(fā)展的速度，也使我們能夠受益于浮空器的應(yīng)用。

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（作者單位：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所）