地面通信導航系統(tǒng)設備防雷及保護

文/鐘浩源 牛沿荃 張斌

在我國航空通信設備中，大規(guī)模集成電路的應用日漸廣泛，通信設備提出了較高的過電壓要求。在航空系統(tǒng)中，地面通信導航系統(tǒng)相關設備對雷電具有較強的敏感性，雷擊會對系統(tǒng)設備造成嚴重破壞。為有效保障地面通信系統(tǒng)設備的安全，必須采取有效技術對之實施防雷保護，有效增強地面通信導航系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實現(xiàn)對系統(tǒng)安全和相關財產安全的有效保障。

1 通信導航系統(tǒng)與防雷技術概述

1.1 通信導航系統(tǒng)概述

通信導航系統(tǒng)具有多樣化的功能，不僅具備通信功能，還具備相對導航功能，且能實現(xiàn)對本系統(tǒng)成員的有效識別。當前，飛機相應的無線電通信突出問題主要是保密、信號隱蔽以及抗干擾。飛機裝載的各類電子設備逐漸增多，其負擔也不斷加重，各類設備間存在嚴重的電磁干擾。對此，航空飛機裝載的電子設備要具備多種用途，不僅具備相對導航功能，且能實現(xiàn)對本系統(tǒng)其它成員的有效識別。具備通信功能、識別功能以及導航功能的綜合系統(tǒng)應運而生，該系統(tǒng)能提供多種服務，包括數(shù)字語音、可靠識別、精確測距以及實時數(shù)據(jù)等，且具有三種規(guī)格，即大、中、小規(guī)格。

1.2 防雷技術概述

防雷技術，是一種一體化的防護技術，該技術能對雷電組成攔截，并有效疏導雷電，并最終將雷電泄放入地，能有效避免雷電攜帶的電磁脈沖損害建筑物以及相關設備。當前，雷電探測、直擊雷防護、侵入波防護以及SPD等防雷技術在航空運輸中得到了日漸廣泛的應用。

2 地面通信導航系統(tǒng)設備防雷及保護技術

2.1 外部措施

對地面通信導航系統(tǒng)實施防雷保護，可采取如下外部措施，即對各類避雷針，（諸如避雷網(wǎng)、避雷線以及避雷帶等）以及各類接地裝置進行應用。在防雷工程中，接地占據(jù)著重要地位，各類防雷技術對雷電流的最終處理均是將其送入大地。若缺乏有效的接地技術，則難以實現(xiàn)有效防雷。在電氣設備中，少數(shù)金屬部分不帶電，保護接地即負責將此部分與接地體進行有效的金屬連接，實現(xiàn)對接點相應的對地電壓的有效降低，有效防止人體發(fā)生觸電。定期對外部各項防雷設備進行檢查，能在長期內實現(xiàn)對系統(tǒng)防雷的有效保護。要定期對各天線電纜進行檢查，觀察其是否與相應插座實現(xiàn)緊密連接；對各天線平衡進行檢查，觀察是否將不平衡變換電纜有效接上，觀察是否存在絞扭現(xiàn)象，是否實現(xiàn)對天線支架桿的良好塞入；對天線配置的短路片以及電離片進行檢查，觀察它們是否契合臺站頻率作出調整；對邊帶天線相應的饋線進行檢查，觀察其是否實現(xiàn)與機房ADS的有效連接，在連接過程中，要對天線參數(shù)進行注意；對接地線進行檢查，觀察其牢靠性，對于地網(wǎng)接地，要確保接地電阻值在1歐姆以下。

2.2 內部措施

對地面通信導航系統(tǒng)實施防雷保護，可采取如下內部措施：在雷電預警發(fā)生時，要對相應應急預案進行迅速啟動，對民航信號相應的傳輸系統(tǒng)進行有效保護。通信導航系統(tǒng)采用的專用電纜，對雷電防護的具體等級進行設置，在總配線架相應的分盒部位對SPD信號進行安裝，且對該信號相應的放電電流進行控制，使之在3KA以下。與DMΕ進行合裝，識別碼可允許DVOR/DMΕ實施獨立或聯(lián)合工作。將地面避雷器加裝于系統(tǒng)精密設備上，并將地面避雷器加裝于UPS前端，將雷擊產生的電流對地下進行疏導，有效保護相關精密數(shù)據(jù)實現(xiàn)良好的實時傳輸。要將避雷器加裝于系統(tǒng)控制中心涉及的各類儀器上，并對儀器空線實施有效的屏蔽接地。將信號避雷器安裝在機場四周相應的各機房內，并提前對光纜芯線進行良好的接地處理和有效維護，將金屬護套接地有效包裹在外邊，通過雙重接地，實現(xiàn)有效避雷。

2.3 遠點防雷技術

對閥型避雷器進行使用，此類避雷裝置，是借助避雷器配置的避雷元件充分發(fā)揮其避雷限壓作用。碳化硅以及氧化鋅避雷器較為常用，這兩類避雷器通流能力較大，且具有相對簡單的結構和較高的可靠性，但使用期限相對較短，需加強檢測并及時更換。

2.4 接地保護技術

接地保護，是指通過系統(tǒng)設備具備的接地端子與大氣電氣實現(xiàn)良好連接，并將大量電荷對大地進行有效導入，有效降低危險電壓產生的危害。要通過有效接地實現(xiàn)對系統(tǒng)設備的有效防護。接地方式主要包括兩類，一類是保護型接地，一類是系統(tǒng)型接地。

2.4.1 保護型接地

將電子設備相應的外殼對地面進行有效接入，及時將設備電流導出，實現(xiàn)對設備安全的有效保障。此類接地即使面對設備外殼以及絕緣層出現(xiàn)脫落的情況，也能有效保護導航系統(tǒng)，避免雷電對系統(tǒng)產生干擾。

2.4.2 系統(tǒng)型接地

此類接地能實現(xiàn)對系統(tǒng)設備安全的有效保障，并確定系統(tǒng)設備實現(xiàn)良好的穩(wěn)定運行。此類接地能及時將設備故障產生的電流有效導入地面，避免電流過大導致系統(tǒng)設備燒毀。

屏蔽接地以及信號接地較為常用。屏蔽接地，是將屏蔽層有效連接接地系統(tǒng)，借助屏蔽電纜對系統(tǒng)設備供電，能有效防止戶外設備遭受雷擊。信號接地借助接地裝置，能實現(xiàn)對微小電流和微小電壓的有效檢測，能實現(xiàn)對放電損耗的有效減少，還能增強信號穩(wěn)定。

3 結語

綜上所述，要加強外部措施、內部措施、遠點防雷技術、接地保護技術等防雷保護技術在地面通信導航系統(tǒng)設備中的應用，實現(xiàn)有效的防雷保護，防止雷擊嚴重破壞地面通信導航系統(tǒng)，有效保障地面通信系統(tǒng)設備的安全和穩(wěn)定運行。