民航高山導(dǎo)航臺(tái)設(shè)備設(shè)施防雷經(jīng)驗(yàn)

唐飛

摘 要：云南屬山地高原地形，在導(dǎo)航臺(tái)選址時(shí)為了確保無線電信號(hào)的良好覆蓋，導(dǎo)航臺(tái)的臺(tái)址均選在較高的山頂，由于導(dǎo)航臺(tái)接地良好，同時(shí)又有電磁信號(hào)發(fā)送，極易建立雷擊通道。建設(shè)于山頂?shù)膶?dǎo)航臺(tái)處于雷暴高發(fā)區(qū)域，雷暴更是持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、多發(fā)、強(qiáng)烈。本文對(duì)云南民航導(dǎo)航臺(tái)遭受雷擊事件后，通過對(duì)引起設(shè)備設(shè)施雷擊損壞原因的分析、并優(yōu)化防雷措施，總結(jié)防雷經(jīng)驗(yàn)后，為高山導(dǎo)航臺(tái)的防雷提供經(jīng)驗(yàn)，供同行借鑒。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)航臺(tái);設(shè)備設(shè)施;防雷

中圖分類號(hào)：V351.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）18-0205-02

民用航空導(dǎo)航臺(tái)是為飛機(jī)提供無線電定位的臺(tái)站。馬龍導(dǎo)航臺(tái)是昆明長(zhǎng)水機(jī)場(chǎng)配套建設(shè)的導(dǎo)航臺(tái)，2012年與昆明長(zhǎng)水機(jī)場(chǎng)同時(shí)投入使用。主要設(shè)備為INDRA公司DVOR/DME設(shè)備及配套的兩路市電、高、低壓配電柜、雙柴油發(fā)電機(jī)、光纖鏈路等設(shè)備設(shè)施。導(dǎo)航臺(tái)地處2301米高海拔的山頂，2013年8月15日18：00，導(dǎo)航臺(tái)附近出現(xiàn)雷暴天氣，其中一個(gè)雷直接在導(dǎo)航臺(tái)DME設(shè)備監(jiān)控天線和生活區(qū)之間接地，雷擊過后造成市電停電、DME設(shè)備NMP板故障等設(shè)施故障。

1 設(shè)備設(shè)施故障情況

（1）兩路高壓供電中斷：其中一路高壓線路故障，高壓出線柜有跳閘告警指示，重啟后恢復(fù);另外一路高壓線路故障，由供電局檢修線路后恢復(fù)。（2）設(shè)備故障：DME設(shè)備 NMP板故障，導(dǎo)航臺(tái)集中監(jiān)控?zé)o法連接到導(dǎo)航設(shè)備，至長(zhǎng)水機(jī)場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控中斷。（3）低壓中斷：低壓配電房1號(hào)配電箱有“主機(jī)保護(hù)”故障指示，并有異響;機(jī)房、宿舍配電箱插座空開跳閘。（4）其他設(shè)施故障：子母電話機(jī)母機(jī)無顯示，無法使用;雨水收集系統(tǒng)控制箱液位顯示器無顯示;外網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器無顯示，無法使用。

2 雷擊后設(shè)備設(shè)施檢查情況

雷擊過后馬龍導(dǎo)航臺(tái)對(duì)臺(tái)站設(shè)備、附屬設(shè)施及防雷設(shè)施、器件進(jìn)行了全面檢查，情況如下：

（1）DVOR/DME設(shè)備除NMP故障外均工作正常，故障顯示時(shí)間為8月15日18：00，8月16日15：00更換NMP板件后恢復(fù)正常。（2）導(dǎo)航臺(tái)防雷設(shè)施未發(fā)現(xiàn)故障情況，防雷設(shè)施及現(xiàn)場(chǎng)損壞設(shè)備設(shè)施未發(fā)現(xiàn)明顯雷擊點(diǎn)及痕跡。（3）子母電話機(jī)母機(jī)故障，雨水收集系統(tǒng)為傳感器故障，外網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器故障。（4）配電房配電箱、機(jī)房、宿舍配電箱插座空開及避雷器均無損壞，重新閉合后恢復(fù)正常供電。（5）供電線路經(jīng)當(dāng)?shù)毓╇姴块T排查，故障部分均屬當(dāng)?shù)毓╇娋W(wǎng)絡(luò)設(shè)施，我方產(chǎn)權(quán)線路均無故障。

3 故障原因分析

本次馬龍導(dǎo)航臺(tái)雷擊事件是建臺(tái)以來第一次出現(xiàn)，雷擊造成設(shè)備設(shè)施損壞較多，雷擊事件發(fā)生后導(dǎo)航臺(tái)高度重視，組織技術(shù)人員對(duì)導(dǎo)航臺(tái)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)勘查，分析原因，具體情況如下：

3.1 雷擊故障損壞設(shè)施分布圖

從圖1中可以看出，此次雷擊造成的影響波及臺(tái)站三棟建筑的所有區(qū)域。

3.2 損壞設(shè)施類型分析

從表1可以看出，本次故障主要集中在低壓端的用電設(shè)備及傳感器上，共同特點(diǎn)為低功率設(shè)施，而空開跳閘我們分析為空開的漏電保護(hù)裝置啟動(dòng)，保護(hù)性跳閘。

3.3 雷擊路徑分析及結(jié)論

此次雷擊經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)勘查，綜合故障點(diǎn)分布及損壞類型分析為：

（1）雷擊發(fā)生于距臺(tái)站附近，供電線路感應(yīng)雷電，路徑分析為：高壓線路→高壓配電設(shè)備→低壓配電設(shè)備→各生活區(qū)配電箱→弱電設(shè)施。因雷擊并未造成高壓線路、避雷器、跌落保險(xiǎn)等的損壞，直擊雷的可能性不大，從損壞的設(shè)施類型來看，大部分部件為低功率設(shè)施，因此由供電線路感應(yīng)雷電產(chǎn)生浪涌造成后續(xù)設(shè)施損壞的可能性較高。（2）從DME設(shè)備NMP的接口特點(diǎn)分析，NMP輸出為RS232接口，極易被雷電感應(yīng)損壞，該板件位于機(jī)柜內(nèi)部，與外界并不直接連接，但與其連接的本地監(jiān)控線纜布線與DME天線饋線存在交叉，DME天線是存在感應(yīng)雷電可能性較大的地方，雷電感應(yīng)路徑為：DME設(shè)備天線→ DME設(shè)備饋線→交叉感應(yīng)雷電至本地監(jiān)控線→DME設(shè)備NMP RS232接口損壞。（3）結(jié)合昆明長(zhǎng)水機(jī)場(chǎng)配套建設(shè)的4個(gè)臺(tái)站情況及以往經(jīng)驗(yàn)分析，4個(gè)臺(tái)站在設(shè)備、供電、防雷、布線等情況基本相同的情況下，其中盤龍導(dǎo)航臺(tái)的雷擊比馬龍導(dǎo)航臺(tái)的還要更為頻繁和嚴(yán)重，通過一年多的運(yùn)行，其他導(dǎo)航臺(tái)并未出現(xiàn)過類似大面積被雷擊的設(shè)施設(shè)備情況，因此我們分析認(rèn)為本次馬龍導(dǎo)航臺(tái)的雷擊事件為偶發(fā)小概率事件。

4 防雷措施優(yōu)化

鑒于以上分析，為降低導(dǎo)航臺(tái)在以后的運(yùn)行中雷擊帶來的損害，我們對(duì)導(dǎo)航臺(tái)的防雷設(shè)施進(jìn)行改進(jìn)。

（1）調(diào)整和梳理機(jī)柜內(nèi)部布線，盡量減少弱電線纜與外接饋線的交叉重疊，降低感應(yīng)雷電的幾率。（2）將監(jiān)控線纜等弱電線纜采用銅箔進(jìn)行包裹，兩端有效接地。（3）設(shè)備機(jī)房?jī)?nèi)、外網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器出口端各加裝一個(gè)浪涌保護(hù)器。（4）對(duì)設(shè)備端現(xiàn)有的各類浪涌保護(hù)器接地進(jìn)行改進(jìn)，應(yīng)直接連接到接地排上而不應(yīng)連接到機(jī)柜上。（5）生活區(qū)外網(wǎng)、電話端加裝浪涌保護(hù)器，并有效接地。

5 高山導(dǎo)航臺(tái)防雷擊經(jīng)驗(yàn)分享

（1）導(dǎo)航臺(tái)建設(shè)前期，做好防雷工程設(shè)計(jì)、評(píng)估、檢測(cè)驗(yàn)收。防雷工程是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作，專業(yè)性要求高，應(yīng)該在防雷工程的各個(gè)階段指定技術(shù)人員負(fù)責(zé)此項(xiàng)工作，請(qǐng)有資質(zhì)的防雷機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、評(píng)估、施工。要按照國(guó)家和民航頒布的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)來落實(shí)各項(xiàng)防雷措施。（2）設(shè)備防雷應(yīng)合理安裝避雷針，充分利用建筑物的鋼筋作為導(dǎo)流設(shè)施進(jìn)行直接雷防護(hù)，并合理使用避雷帶、避雷針、機(jī)房整體屏蔽進(jìn)行側(cè)擊雷防護(hù)。不論采用哪一種接閃器，在確定其保護(hù)范圍時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格的按照國(guó)標(biāo)中的滾球法進(jìn)行計(jì)算。（3）為防雷擊放電時(shí)在瀉流通道導(dǎo)體上產(chǎn)生靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)，設(shè)備機(jī)房應(yīng)采取法拉第籠進(jìn)行整體屏蔽，并對(duì)弱電信號(hào)線采取穿管、包裹屏蔽材料等措施，且在接地連接上要注意連接方式有效。（4）接地裝置的性能及科學(xué)合理的接地方式至關(guān)重要，良好的接地是防雷的基礎(chǔ)。雷電的能量目前還不能被任何裝置吸收轉(zhuǎn)換，唯一的去向是疏導(dǎo)至大地，與大地中的電荷中和。因此，接地裝置的性能及科學(xué)合理的接地方式至關(guān)重要。實(shí)踐證明，在臺(tái)站內(nèi)盡可能的采用聯(lián)合接地，有利于消除因地電位的不平衡，避免地電位反擊造成的損害。整個(gè)地網(wǎng)應(yīng)形成閉合的環(huán)路，這對(duì)于地網(wǎng)較為均衡的泄放雷電流而不至于在局部形成高電位很重要。在條件允許的情況下，應(yīng)盡可能的使整個(gè)地網(wǎng)閉合以利于均壓。（5）設(shè)備防雷要注意弱電系統(tǒng)各級(jí)之間的能量配合，要特別注意防雷器件的殘壓和被保護(hù)器件的沖擊耐壓值和響應(yīng)速度的配合，要進(jìn)行正確的等電位連接，防止地電位差造成的危害。（6）對(duì)重要設(shè)備機(jī)房和各類線槽的整體屏蔽要在基礎(chǔ)建設(shè)和設(shè)備安裝時(shí)完成。在防雷的各項(xiàng)措施中，我們往往比較重視采用各種浪涌保護(hù)器來防止各種傳輸線感應(yīng)的雷電波，而忽略了屏蔽的重要性。如果屏蔽比較到位、比較嚴(yán)密的話，雷電波是難以感應(yīng)到線路中的，即使感應(yīng)到線路中，其能量也被大大削弱，那么再采取后續(xù)的防護(hù)措施也比較容易取得好的效果。除增強(qiáng)臺(tái)站直擊雷、感應(yīng)雷防護(hù)措施外，防堵高壓變電線路上的雷電入侵尤為重要。（7）在防雷工藝安裝過程中需著重注意以下幾點(diǎn)：一是安裝線路的線徑不足或長(zhǎng)度過長(zhǎng)，使得浪涌保護(hù)器的實(shí)際殘壓較高，不能有效保護(hù)設(shè)備;二是等電位連接或接地線安裝時(shí)，有意無意使設(shè)備的金屬部分成為跨接的導(dǎo)體，未能嚴(yán)格實(shí)行單點(diǎn)連接，從而使雷電流必然通過設(shè)備，或者引入其他不必要的干擾源;三是線纜沿建筑物外部敷設(shè)時(shí)，應(yīng)與避雷帶、引下線保持一定的距離，同時(shí)應(yīng)避免與之平行敷設(shè)，以減小感應(yīng)的強(qiáng)度;四是對(duì)暫時(shí)不用或備用的線纜，空線對(duì)，除應(yīng)盡可能的與在線設(shè)備脫離開外，還應(yīng)重視入室一端的等電位連接并做好接地處理;五是條件許可的情況下“強(qiáng)弱分開”布放，有利于降低信號(hào)線路的感應(yīng)幾率;六是在布置設(shè)備或連接設(shè)備間的線路時(shí)，盡可能的避免傳輸線構(gòu)成環(huán)路或減少環(huán)路包圍的面積，以減少穿越其中的雷電感應(yīng)出的磁通量。

6 結(jié)語(yǔ)

由于雷暴易引起設(shè)備設(shè)施的損壞，所以在導(dǎo)航臺(tái)的日常運(yùn)行中設(shè)施的防雷任務(wù)就顯得非常重要。怎樣才能做好導(dǎo)航臺(tái)防雷工作，最大限度減少設(shè)施因雷擊原因造成的損失，是每一位導(dǎo)航臺(tái)人員應(yīng)該認(rèn)真考慮的問題。通過總結(jié)防雷經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化防雷措施后，長(zhǎng)水機(jī)場(chǎng)四座配套導(dǎo)航臺(tái)未再遭受較大范圍設(shè)施設(shè)備雷擊事件，大大減少了雷擊造成的設(shè)施損壞，確保了導(dǎo)航臺(tái)的正常運(yùn)行，有效保障了飛行安全。

參考文獻(xiàn)

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