民航空管通信導航監(jiān)視設備的防雷策略

肖志杰

（民航中南空管局設備工程公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

隨著民航空管的發(fā)展，尤其是通信導航監(jiān)視設備的創(chuàng)新與研發(fā)，更加精密的電子設備投入到了民航空管工作中。而這些精密電子設備為確保其良好的功能性舍棄了許多其他的性能，如抗過電流電壓、絕緣性以及抗干擾的能力均比較低，一旦遭受到雷電過量電壓的破壞，則很大可能會中斷系統(tǒng)運行，造成相關設備的損傷[1]。

1 雷電對民航空管通信導航監(jiān)視設備的損害

雷電是云層與空氣、大地或不同云團間電位差達到臨界值時，產(chǎn)生的較為劇烈的放電現(xiàn)象，對民航通信導航監(jiān)視設備造成損害的雷電為直擊雷和感應雷。

直擊雷是雷云較為集中地對地面一點釋放強烈電流的現(xiàn)象，很大可能會直接擊中空管設備。而當雷電擊中電線或信號線時，雷電電荷會沿著通信線纜破壞相應的設備，造成設備的嚴重損壞[2]。

感應雷又可細分為靜電感應雷和電磁感應雷兩種。它是因直擊雷放電現(xiàn)象，引發(fā)的周邊金屬導體電磁感應生成的電磁浪涌。因為雷電流具有不穩(wěn)定性，其起伏變化比較大，所以極易形成強烈的交變電磁場，使周圍金屬導體產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象，進而產(chǎn)生感應電流，此電流會不受控地向四周物體放電。感應電流傳輸?shù)酵ㄐ旁O備的線路上，會使一些精密設備的內(nèi)部架構遭到強烈破壞，甚至會產(chǎn)生電火花，引燃附近的可燃物，造成火災或爆炸，增加了民航空管通信導航監(jiān)視設備的運行風險[3]。

2 最易受雷電損傷的民航空管通信導航監(jiān)視設備

最易受雷電損傷的民航空管通信導航監(jiān)視設備主要包括如下3種。第一，通信設備中，對空通信的甚高頻設備及其天線和饋線等極易被雷電擊傷。第二，接入民航空管通信導航監(jiān)視設備的各種和的電源線和接地線。第三，民航空管通信導航監(jiān)視設備的信號線路，主要包括外部接至通信設備的信號線，如由雷達站接引至空管系統(tǒng)的雷達信號線、從遙控后臺引至民航空管的內(nèi)部語音系統(tǒng)的地空信號線以及程控信號線等，還包括長距離信號線路，如由通信監(jiān)管機房引至民航空管通信導航監(jiān)視設備塔臺的各種終端信號線。

3 民航空管通信導航監(jiān)視設備的防雷措施

3.1 外部防雷措施

外部防雷措施主要是通過將接閃器、引下線以及接地體組成電流泄流的電流通路，來更好地防護直擊雷。外部防雷應在建筑前期設計和規(guī)劃，項目施工的過程中考慮到位，以便充分利用建筑自身金屬部件，實現(xiàn)經(jīng)濟和實用性防雷目的。

3.1.1 接閃器

接閃器是代替民航空管通信導航監(jiān)視設備承受雷擊電流的金屬導體，主要分為主動式避雷針和被動式避雷針兩種。被動式的避雷針適用范圍更為廣泛，主要包括避雷帶和避雷網(wǎng)等，它的保護范圍比較小，極易出現(xiàn)側向跳火現(xiàn)象，普遍存在導電通量小的缺點。而主動式的避雷針則是通過控制雷擊落點，實現(xiàn)對民航空管通信導航監(jiān)視設備的防護，其保護的范圍相對被動性避雷針較大。民航空管通信導航監(jiān)視設備防雷工作必須選擇主動式的避雷針。

3.1.2 引下線

引下線是連接接地設備與接閃器的金屬導體，是雷電流通路組合的中間環(huán)節(jié)，也是雷電電荷流瀉出去的重要通道。民航空管這種擁有較多高精電子通信設備的防雷工作，一定要單獨安裝較為獨立且保持在安全距離的接閃器和引下線，以減小強雷電流對設備的破壞程度[4]。

3.1.3 接地體

接地體是外部防雷保護和電路流通的關鍵，其作用是向地面泄放雷電電流，以降低防雷設備的對地電壓，接地體的電阻最好控制在10 Ω以內(nèi)。接地體常見形式為自然接地體和人工接地體兩種。自然接地體是將建筑基礎材料中的鋼筋導體引為接地體，其數(shù)量較多、入地深度基本達標且與地面的接觸性良好，是上好的泄流工具。人工接地體是指環(huán)繞建筑周圍人工安置的接地設備，維護成本較高。兩種接地體各有利弊。因此，外部防雷最好合理對接人工接地體與自然接地體，形成完整的接地系統(tǒng)，防護民航空管通信導航監(jiān)視設備。

3.2 內(nèi)部防雷措施

內(nèi)部防雷措施主要是防止感應雷的侵入，減小設備遭受雷電電磁脈沖的影響。

3.2.1 信號線路防雷

信號傳輸線路中，感應雷能夠影響周圍磁場和產(chǎn)生感應電壓，進而破壞設備的內(nèi)部結構。因此鋪設民航線纜時，不僅要適當增加信號線纜和電源線間的距離，減少因距離過近導致金屬導體耦合產(chǎn)生較強的過電壓，還要盡量保證設備信號線與電源線間的回路面積能夠達到最小，減小因感應雷產(chǎn)生的回路感應電勢，避免設備被破壞[5]。

3.2.2 SPD防護

雷電落在民航空管通信導航監(jiān)視設備鋼構塔上時，雷電流會經(jīng)鋼塔導入到通信導航監(jiān)視設備內(nèi)。若能夠良好屏蔽通信導航監(jiān)視設備，可以將大部分的雷電流在設備屏蔽層分流出去。在設備鋼構塔上加裝電浪涌保護器（SPD），將能夠更直接地阻擋住剩余下的雷電流，保護民航空管通信導航監(jiān)視設備，使其不被雷電所傷。SPD的保護原理為當雷電流強度值超過了SPD的自啟動值時，SPD將導通接地，釋放出接收到的浪涌電流，而當雷電流的強度值小于SPD的自啟動值時，SPD會與地面斷開連接，恢復正常的高阻抗狀態(tài)。SPD主要包括信號類和電源類兩類，能夠為電源提供合適的過電壓，減小設備因受雷擊出現(xiàn)浪涌現(xiàn)象的概率，避免過電壓力增大而對設備造成嚴重的損壞。民航空管通信導航監(jiān)視設備的防雷工作要依據(jù)不同的情況選用不同種類的SPD，以抑制設備的雷電過電壓，有效減小雷電對設備的損害程度，更好地防護民航空管通信導航監(jiān)視設備，為民航的平穩(wěn)運行提供保障。

3.2.3 降低人為因素產(chǎn)生的影響

在民航空管的防雷工作中，相關工作人員要定期檢測防雷設備，加強對防雷工作的施工監(jiān)管力度，提升竣工驗收質量。定期查探防雷系統(tǒng)的后期維護是有效保護民航空管通信導航監(jiān)視設備的重要措施。因此，工作人員必須在每年雷雨季節(jié)之前，全面排查防雷系統(tǒng)，加強對民航空管通信導航監(jiān)視設備的線路巡視，監(jiān)測防雷設備的實時數(shù)據(jù)信息，以保證其安全性。

維護方面的工作人員一定要具備較強的專業(yè)技術能力，熟知相關的技術規(guī)范，并且能夠熟記避雷設備的標準性能參數(shù)，充分了解雷雨天氣的應急工作流程。民航空管的相關部門要集中高素質人才，組建專業(yè)的防雷團隊，增大員工的培訓力度，邀請相關方面的專家授課，提升維護工作人員的綜合素質，進而提高防雷工作的質量。

4 結 論

防雷策略是確保民航通信導航監(jiān)管系統(tǒng)暢通運行，提高設備安全性的關鍵。因此，必須從內(nèi)外兩方面做好防雷工作，保證民航通信導航監(jiān)管系統(tǒng)運行的高效性與穩(wěn)定性。