機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)內(nèi)直擊雷防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

趙凱　胡正東　韓丹

摘 要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展改變了人們的生活方式，在追求精神生活的當(dāng)下，飛機(jī)以其高速度獲得了人們的認(rèn)可，逐漸滲入老百姓的生活。作為常用的交通工具之一，其安全也是頗受關(guān)注的話題。機(jī)場(chǎng)作為行人和飛機(jī)共有的交通場(chǎng)所，安全更為重要。機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)是隔離機(jī)場(chǎng)與外界的第一道安全門，維護(hù)飛行區(qū)的安全是保障機(jī)場(chǎng)安全的重要部分。雷發(fā)生率極高的自然災(zāi)害，如果科學(xué)防范，將對(duì)飛行區(qū)產(chǎn)生不可估量的影響。那么機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)如何避免雷電災(zāi)害呢？本文將從早期機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)去防系統(tǒng)入手探討直擊雷防護(hù)技術(shù)在機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：交通樞紐;飛行區(qū);直擊雷防護(hù)

引言

雷電是自然大氣長(zhǎng)過(guò)程強(qiáng)放電現(xiàn)象，在強(qiáng)對(duì)流天氣中常有發(fā)生，發(fā)生時(shí)一般伴有強(qiáng)光和轟隆聲。雷電作為“電子時(shí)代的一大公害”對(duì)電子設(shè)備的影響不可估量，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)的微電子元器件使用日益增多，雷電對(duì)于機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)的影響逐漸增加，因此，機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)的防雷設(shè)施是事關(guān)機(jī)場(chǎng)正常運(yùn)作的關(guān)鍵。

一、直擊雷概述

（一）形成過(guò)程

雷電是雷擊和閃電的總稱，其產(chǎn)生賴于積雨云中大量的電離子，當(dāng)這些電離子與空氣中的電離子形成電位差時(shí)就會(huì)放電，也就是閃電，閃電發(fā)生過(guò)程中產(chǎn)生的高電壓積壓空氣會(huì)產(chǎn)生高機(jī)械能，讓空氣迅速膨脹并爆炸，雷就產(chǎn)生了。直擊雷是相對(duì)于感應(yīng)雷而言，指雷電直接擊中建筑物或者大地。在擊中物體時(shí)常伴隨著高熱量、高電壓以及高磁場(chǎng)干擾。

（二）危害

機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)一般占地面積較大，電子設(shè)備多，直擊雷對(duì)其有嚴(yán)重影響：1、電效應(yīng)破壞。直擊雷的高點(diǎn)也會(huì)擊穿電機(jī)設(shè)備的絕緣裝置，燒斷電線，造成短路、放點(diǎn)進(jìn)而造成爆炸，而且短路會(huì)引發(fā)漏電，在飛行區(qū)會(huì)造成較大的觸電事故，危及生命。2、熱效應(yīng)破壞。在高流雷電到達(dá)地面時(shí)，會(huì)在瞬間釋放高熱量，從而融化飛行區(qū)的金屬建筑，如果碰上易燃物還會(huì)發(fā)生嚴(yán)重火災(zāi)。3.機(jī)械能破壞。所謂機(jī)械能破壞是指在直擊雷產(chǎn)生過(guò)程中伴隨的高機(jī)械力會(huì)直接擊毀被擊物體，甚至產(chǎn)生爆炸。4.雷電感應(yīng)破壞。雷擊后，雷電所導(dǎo)致的高電流會(huì)感應(yīng)周圍的建筑物冰形成巨大的電磁場(chǎng)，會(huì)干擾通信設(shè)備的正常運(yùn)行。雷電感應(yīng)飛行區(qū)的建筑物金屬構(gòu)件，造成二次放電極有可能會(huì)壞設(shè)備或電路。

二、直擊雷技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

（一）引雷法防雷擊

常見(jiàn)的基于引雷思想的避雷裝置有以下幾種：1.現(xiàn)在廣為人知的是富蘭克林發(fā)明的避雷針，這是最早利用引雷思想的避雷裝置，通過(guò)尖端引雷裝置將雷電導(dǎo)入大地，減輕其危害性。2.提前流光發(fā)射避雷（ESE），是通過(guò)放射源或者在接閃器上添加人工電源，產(chǎn)生脈沖場(chǎng)，從而提高ESE針的接閃率。3.火箭引雷。用小火箭牽引金屬絲再發(fā)射至雷云層，誘發(fā)雷擊產(chǎn)生，這一技術(shù)由于成本較高，常用于科研領(lǐng)域。

（二）機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)現(xiàn)有的防雷技術(shù)

現(xiàn)在大部分機(jī)場(chǎng)都采用戶外防雷裝置，常見(jiàn)的有接閃器、接地體以及下引線防雷。這些方法雖然能夠一定程度上杜絕雷電危害，但是現(xiàn)在機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)電子設(shè)備日益增多，所以仍存在隱患。1.這些技術(shù)采用的是將雷電引入地底的方式，在避雷的同時(shí)接閃器要引雷，產(chǎn)生的雷電反擊可能會(huì)毀壞電子元器件。2.接閃器是接地金屬導(dǎo)體，有可能影響設(shè)備附近的雷達(dá)、導(dǎo)航、通信等系統(tǒng)的天線輻射方向，從而降低系統(tǒng)技術(shù)精度，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。

三、直擊雷防護(hù)技術(shù)在機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)的應(yīng)用

（一）接閃器應(yīng)用

接閃器就是通過(guò)特定的設(shè)置，在高出周圍建筑物的位置提前接受雷電，再經(jīng)由導(dǎo)電裝置和接地裝置將強(qiáng)電壓引入大地，從而保護(hù)周圍的建筑物不受雷擊。由于接閃器極好的與大地進(jìn)行電氣連接，所以地底集聚的電荷能量可以迅速與雷云產(chǎn)生的電荷中和，減少由于雷擊而造成的電壓時(shí)間，減輕危害程度。一般民用機(jī)場(chǎng)接閃器保護(hù)范圍按滾球半徑30m計(jì)算，安裝時(shí)需要注意以下幾方面：

接閃帶以及接閃網(wǎng)需要鋪設(shè)在建筑物的頂部。機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)可利用建筑物的女兒墻、防水層、保溫層等布置接閃器，但是需要做好環(huán)境排查，防止混凝土碎塊墜落事故。接閃帶在轉(zhuǎn)角處要按建筑物外形彎曲，夾角需要大于90度，通過(guò)建筑物伸縮沉降縫隙時(shí)，應(yīng)將接閃帶向側(cè)面彎曲為半徑100mm的弧形。

接閃桿就是我們常說(shuō)的避雷針，其接閃端應(yīng)做成半球狀，彎曲半徑在4.8mm—12.7mm之間最佳，其金屬部件必須采用熱鍍鋅，安裝時(shí)允許接閃桿的垂直度偏差為2/1000，全向信標(biāo)臺(tái)、下滑臺(tái)等應(yīng)采用架設(shè)接閃桿，其根數(shù)、高度要保證全向信標(biāo)臺(tái)、下滑臺(tái)等在保護(hù)范圍內(nèi)。機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)管理者需要定時(shí)派遣專業(yè)技術(shù)人員對(duì)接閃桿的安全性能做測(cè)試，保證發(fā)揮正常效用，在安裝接閃桿是需要觀察好周圍環(huán)境設(shè)施，避開(kāi)各種線路。

（二）接地體的應(yīng)用

接地體，是直接與大地相連的金屬導(dǎo)體，負(fù)責(zé)將雷電導(dǎo)入大地深入，分散高電壓，根據(jù)規(guī)定其分為自然、人工兩種。自然接地即利用自然環(huán)境中的金屬導(dǎo)體作接地體，常見(jiàn)的有金屬構(gòu)件、金屬井管、鋼筋混凝土建筑物、金屬管道等。一般這種方法成本低、接地電阻小，但由于其電蝕性不宜長(zhǎng)期使用，否則將損壞建筑物的鋼結(jié)構(gòu)、導(dǎo)致漏水。人工接地就是采購(gòu)符合標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)電金屬，再由技術(shù)人員進(jìn)行安裝。在安裝過(guò)程中要避開(kāi)道路及人流量大的地方，避免由于人走動(dòng)產(chǎn)生跨步電壓。安裝時(shí)可將建筑物樁內(nèi)、柱子里的主筋相連再與地梁外圈的網(wǎng)格鋼筋焊接，形成接地系統(tǒng)，保護(hù)鋼筋混凝土，減少電侵作用，延長(zhǎng)使用時(shí)間，較低機(jī)場(chǎng)的避雷成本。

（三）引下線的應(yīng)用

引下線是較為常見(jiàn)的戶外防雷裝置，作為引下線的金屬材料需要有機(jī)械能足、耐腐蝕、熱穩(wěn)定等特性。飛行區(qū)在安裝時(shí)可以沿機(jī)場(chǎng)建筑外墻明敷，也可以利用建筑物的消防梯、鋼柱等金屬構(gòu)件作為引下線，但是需要注意金屬構(gòu)件之間要等電位連接形成電氣通路。另外，機(jī)場(chǎng)需要對(duì)引下線做好防雷檢測(cè)，確認(rèn)其位置、間距、數(shù)量等符合要求。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)進(jìn)步，民眾迎來(lái)了電子設(shè)備的春天，在電子設(shè)備遍地開(kāi)花的今天，防雷成為熱議的話題?，F(xiàn)在各種建筑物已經(jīng)把防雷作為基本任務(wù)，我國(guó)的防雷技術(shù)也在不斷進(jìn)步。機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)作為占地面積達(dá)、人群數(shù)量多的樞紐之地，防雷更加重要。在徹底研究直擊雷形成及危害的前提下，機(jī)場(chǎng)需要針對(duì)性的安裝防雷裝置，確保人身、財(cái)產(chǎn)安全。

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