海南衛(wèi)星地面站綜合防雷措施的研究

辛 進(jìn)，蒙 康，朱叢笑，閆耀輝，孫肇志，吳 濤，吳承峰

(中國(guó)西安衛(wèi)星測(cè)控中心，陜西 西安 710043)

0 引言

雷電是一種破壞力極強(qiáng)的自然災(zāi)害,通常以直擊雷、感應(yīng)雷、雷電流侵入和地電位反擊等形式破壞衛(wèi)星地面站的建筑物和電子信息系統(tǒng)[1]。其中,直擊雷以強(qiáng)大的雷電流和電磁輻射損壞放電通路上的各類物體,衛(wèi)星地面站通常采用接閃桿作為天線塔基最主要的防直擊雷措施[2]。感應(yīng)雷(雷電電磁脈沖)使金屬導(dǎo)體感應(yīng)出與雷雨云相反的電荷,通過(guò)電纜、機(jī)柜和接口等介質(zhì)引入電子設(shè)備,造成通信和電子設(shè)備故障,采取地埋敷設(shè)、屏蔽隔離和重復(fù)接地等辦法,可以最大限度防止各類導(dǎo)體將感應(yīng)雷引入機(jī)房設(shè)備[3]。雷電流侵入一般會(huì)使侵入線路本身和所連接設(shè)備遭到破壞,杜絕線路傳導(dǎo)雷電流需要將線路兩端接地,以及在線路上加裝浪涌保護(hù)器[4-5]。地電位反擊是指雷電流通過(guò)引下線和接地裝置匯入大地時(shí),雷電流在接地裝置產(chǎn)生暫態(tài)高電位,如果周圍電子設(shè)備與接地裝置不共地,則二者之間會(huì)出現(xiàn)很高的電壓并會(huì)發(fā)生電擊穿,造成電子設(shè)備嚴(yán)重破壞,采用聯(lián)合接地方式是避免地電位反擊的有效方法[6-7]。

海南屬于熱帶海洋性氣候[8-9],雷電災(zāi)害發(fā)生極為頻繁[10-11],年平均雷暴日超過(guò)100 d[12]。海南衛(wèi)星地面站遭受雷擊的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高,特別是天線塔基通常是附近最高的建筑物[13],容易招引雷電[14]。另外,地面站負(fù)責(zé)的上行遙控注入、下行遙測(cè)遙感接收和上下行測(cè)量定軌業(yè)務(wù)[15],還有衛(wèi)星通信、導(dǎo)航監(jiān)測(cè)等業(yè)務(wù)[16],需要保證星地通信鏈路穩(wěn)定,避免地面站遭受雷電破壞而導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷,所以加強(qiáng)海南衛(wèi)星地面站綜合防雷系統(tǒng)的研究很有必要。所謂綜合防雷系統(tǒng),就是外部和內(nèi)部雷電防護(hù)系統(tǒng)的總稱[17]。外部雷電防護(hù)系統(tǒng)由接閃器、引下線和接地裝置組成,用于直擊雷的防護(hù);內(nèi)部雷電防護(hù)系統(tǒng)由等電位連接、共用接地裝置、屏蔽保護(hù)、合理布線和浪涌保護(hù)器等組成,用于減小和防止雷電流在防護(hù)空間內(nèi)產(chǎn)生電磁效應(yīng)[18]。本文利用Matlab對(duì)近30年的雷暴數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理;基于雷暴數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和電子設(shè)備實(shí)際情況,計(jì)算海南衛(wèi)星地面站年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)和雷電防護(hù)等級(jí);圍繞外部和內(nèi)部防雷系統(tǒng),研究提出海南衛(wèi)星地面站綜合防雷的措施。

1 雷暴數(shù)據(jù)處理與分析

1.1 全國(guó)主要城市雷暴數(shù)據(jù)對(duì)比

按照《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》(GB 50343—2012)規(guī)定,根據(jù)年平均雷暴日Td的大小將地區(qū)雷暴日等級(jí)劃分為4個(gè)等級(jí):①少雷區(qū)(Td≤25 d);②中雷區(qū)(25 d90 d)。根據(jù)中國(guó)氣象局雷電防護(hù)管理辦公室發(fā)布的數(shù)據(jù)資料[17],對(duì)全國(guó)主要城市年平均雷暴日進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和等級(jí)劃分,如圖1所示。經(jīng)過(guò)對(duì)比,?？谀昶骄妆┤崭哌_(dá)90 d以上,遠(yuǎn)大于其他主要城市,屬于強(qiáng)雷區(qū),一定程度上說(shuō)明了海南地區(qū)雷電防護(hù)的必要性和嚴(yán)峻性。

圖1 全國(guó)主要城市年平均雷暴日和等級(jí)劃分Fig.1 Annual average thunderstorm days and level classification in major cities

1.2 海南年平均雷暴日空間分布

根據(jù)海南最近30年(1981—2010年)的雷暴觀測(cè)數(shù)據(jù)[11],利用Matlab進(jìn)行可視化處理和統(tǒng)計(jì)分析,得到海南年平均雷暴日空間分布信息。研究發(fā)現(xiàn),除三沙以外,整個(gè)海南各個(gè)市縣年平均雷暴日都大于40 d,屬于多雷區(qū)和強(qiáng)雷區(qū),其中三亞年平均雷暴日59 d,陵水81 d。海南衛(wèi)星地面站天線場(chǎng)區(qū)主要分布在海南島南端和東南海岸,因此選取三亞、陵水的數(shù)據(jù)作為分析基準(zhǔn),按照最壞情況考慮,海南衛(wèi)星地面站所在區(qū)域的年平均雷暴日取81 d。

1.3 海南月平均雷暴日統(tǒng)計(jì)分析

按照《建筑物防雷裝置檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》(GB/T 21431—2015)規(guī)定,衛(wèi)星地面站防雷裝置應(yīng)當(dāng)每年檢測(cè)1次[19]。為根據(jù)雷暴規(guī)律開展防雷裝置檢測(cè)維護(hù),又計(jì)算了月平均雷暴日數(shù)占全年的百分率,如圖2所示。可以看出,海南一年四季都有雷暴發(fā)生,冬季最少,春季開始增多,夏季最為頻繁,秋季逐漸減少;海南雷暴月際變化呈雙峰型,1—3月較少,4月之后迅速增多,5月達(dá)到第一個(gè)雷暴峰值,平均16.9 d,6—7月略有回落,8月達(dá)到第二個(gè)雷暴峰值,平均19.0 d,10月以后開始迅速下降,4—10月雷暴日數(shù)約占全年雷暴總?cè)諗?shù)的97.0%,這期間海南衛(wèi)星地面站需要及時(shí)關(guān)注雷暴預(yù)警和做好雷電防護(hù)。

圖2 海南各月平均雷暴日數(shù)占全年的百分率Fig.2 The percentage of monthly thunderstorm days to annual thunderstorm days

2 地面站雷電防護(hù)等級(jí)

2.1 計(jì)算地面站年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)

按照《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB 50057—2010)規(guī)定,海南衛(wèi)星地面站年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N包括建筑物本身的年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N1和入戶導(dǎo)電設(shè)施(如電源線纜、信號(hào)線纜等)的年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N2。

建筑物本身的年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N1:

N1=K×Ng×Ae,

(1)

式中:K為校正系數(shù),由于海南衛(wèi)星地面站既不處于曠野孤立區(qū),也不處于潮濕地帶,所以K=1;Ng為建筑物所在地區(qū)雷擊大地密度(次/km2·年),Ng=0.1×Td,Td為年平均雷暴日,通過(guò)上述雷暴數(shù)據(jù)分析得到海南衛(wèi)星地面站年平均雷暴日為81 d,所以Ng=8.1次/km2·年;Ae為建筑物本身截收相同雷擊次數(shù)的等效面積(km2)。

當(dāng)H<100 m,且2D范圍內(nèi)沒有其他建筑物式,等效面積Ae的計(jì)算如下:

(2)

(3)

當(dāng)H<100 m,且2D范圍內(nèi)有等高或比其低的建筑物時(shí),等效面積Ae的計(jì)算如下:

Ae=[LW+(L+W)D+πD2/4]×10-6,

(4)

式中:L、W、H分別為建筑物的長(zhǎng)寬高(m),D為擴(kuò)展寬度(m)。海南衛(wèi)星地面站包含天線陣地、設(shè)備機(jī)房等建筑物,所有建筑物高度均不超過(guò)100 m,其中最高的建筑物為口徑12 m的天線塔基和結(jié)構(gòu)體,高度21 m,天線俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)可達(dá)27 m,最低的建筑物僅為3 m。這些建筑物既有獨(dú)立存在的(2D范圍內(nèi)沒有其他建筑物,H=27 m),又有成群分布的(2D范圍內(nèi)有等高或比其低的建筑物,H=19 m)。將建筑物長(zhǎng)寬均按50 m×20 m計(jì)算,按照式(3)和式(4)計(jì)算得到建筑物等效面積Ae為0.007 8～0.025 km2。然后按照式(1)計(jì)算得到海南衛(wèi)星地面站建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N1=1×8.1×Ae,即0.06～0.20次/年,取較大值0.20次/年。

計(jì)算入戶設(shè)施年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N2:

N2=Ng×(A′e1+A′e2),

(5)

式中:A′e1為電源線纜入戶設(shè)施的截收面積(km2),海南衛(wèi)星地面站使用低壓埋地電源線,計(jì)算方法為A′e1=2×ds×L×10-6,其中ds表示埋地電源線計(jì)算截收面積時(shí)的等效寬度(m),其數(shù)值等于土壤電阻率(200 Ω·m),L為低壓埋地電源線長(zhǎng)度(取150 m),計(jì)算得到A′e1為0.06 km2;A′e2為信號(hào)線纜入戶設(shè)施的截收面積(km2),海南衛(wèi)星地面站使用埋地信號(hào)線,計(jì)算方法為A′e2=2×ds×L×10-6,其中L為埋地信號(hào)線長(zhǎng)度(取50 m),計(jì)算得到A′e2為0.02 km2。然后按照式(5)計(jì)算得到海南衛(wèi)星地面站入戶設(shè)施年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N2=8.1×(0.06+0.02),即0.65次/年。

海南衛(wèi)星地面站年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N=N1+N2=0.20+0.65,即0.85次/年。

2.2 評(píng)估地面站雷電防護(hù)等級(jí)

海南衛(wèi)星地面站雷電防護(hù)等級(jí)可以按照防雷裝置的攔截效率進(jìn)行確定[17]。

建筑物電子信息系統(tǒng)可接受的年平均最大雷擊次數(shù)NC:

NC=0.58/(C1+C2+C3+C4+C5+C6),

(6)

式中:C1、C2、C3、C4、C5、C6分別為建筑物結(jié)構(gòu)材料因子、電子設(shè)備重要程度因子、電子設(shè)備耐沖擊電壓因子、電子設(shè)備所屬雷電防護(hù)區(qū)因子、雷擊事故產(chǎn)生后果因子、所屬區(qū)域雷暴等級(jí)因子。根據(jù)C因子的取值說(shuō)明[17],結(jié)合海南衛(wèi)星地面站所在區(qū)域雷暴等級(jí)和設(shè)備防雷需求,C1、C2、C3、C4、C5、C6分別取1.0、2.5、3.0、1.0、2.0、1.2。然后按照式(6)計(jì)算得到海南衛(wèi)星地面站可接受的年平均最大雷擊次數(shù)NC為0.054次/年。

然后,根據(jù)防雷裝置攔截效率E=1-NC/N將雷電防護(hù)等級(jí)劃分為4個(gè)等級(jí):①A級(jí)(E>0.98);②B級(jí)(0.90

最后,海南衛(wèi)星地面站防雷裝置攔截效率E=1-0.054/0.85,即0.94,所以海南衛(wèi)星地面站雷電防護(hù)等級(jí)屬于B級(jí),需要按照B級(jí)要求做好綜合防雷措施。雷電防護(hù)等級(jí)A、B、C、D在雷電防護(hù)水平、地網(wǎng)尺寸、引下線間距和首次雷擊電流峰值等參數(shù)要求上是有區(qū)別的,例如A、B、C、D四個(gè)等級(jí)的地網(wǎng)尺寸分別為5 m×5 m、10 m×10 m、15 m×15 m、20 m×20 m,引下線間距分別為10、10、15、20 m,具體可以參考GB/T 21714.3—2008 相關(guān)防雷參數(shù)設(shè)計(jì)?？傮w而言,影響雷電防護(hù)等級(jí)評(píng)定的因素主要是該地區(qū)年平均雷暴日數(shù)、建筑物本身和入戶導(dǎo)電設(shè)施的雷電截收面積。當(dāng)前,海南衛(wèi)星地面站防雷裝置嚴(yán)格按照B級(jí)防護(hù)等級(jí)進(jìn)行了設(shè)計(jì)安裝。

3 地面站綜合防雷措施

3.1 接閃針?lè)雷o(hù)面積

正確計(jì)算接閃針的防護(hù)面積,才能合理地為天線塔基安裝獨(dú)立的接閃針(避雷塔)。接閃針?lè)雷o(hù)面積可以利用滾球法進(jìn)行計(jì)算[18]。

獨(dú)立接閃針在hx高度的xx′平面上和地面上的保護(hù)半徑rx計(jì)算如下:

(7)

圖3 單根接閃針?lè)雷o(hù)范圍示意Fig.3 Protection area of a single lightning rod

以海南衛(wèi)星地面站某12 m口徑天線為例,為其安裝2個(gè)等高的獨(dú)立接閃針和計(jì)算防護(hù)面積。12 m口徑天線塔基和結(jié)構(gòu)體收藏高度21 m,豎直高度27 m,在距離天線中心點(diǎn)13 m處各布設(shè)一根高度為37 m的接閃針。通過(guò)Matlab計(jì)算和仿真得到2根等高接閃針聯(lián)合防護(hù)范圍示意,如圖4所示。單根接閃針在地面的保護(hù)半徑為44.28 m,2針接閃在地面的聯(lián)合保護(hù)半徑為114.56 m,2根接閃針之間聯(lián)合保護(hù)半徑最低點(diǎn)高度為29.74 m,大于天線豎直高度27 m,所以該天線處于2根接閃針聯(lián)合保護(hù)范圍之內(nèi)。

圖4 2根等高接閃針聯(lián)合防護(hù)范圍示意Fig.4 Joint protection area of two equal height lightning rods

3.2 天線塔基避雷措施

除了為天線塔基安裝獨(dú)立的接閃針(避雷塔)外,還可以采用天線自避雷的措施防止直擊雷破壞。天線機(jī)械結(jié)構(gòu)和塔基的自避雷裝置由避雷針、引下線和接地裝置等組成,如圖5所示。對(duì)于未加裝天線罩的天線塔基,避雷針?lè)謩e安裝于副反射面頂端和主反射面邊緣,引下線通過(guò)天線機(jī)械結(jié)構(gòu)、俯仰、方位和第三軸,隨后接入天線塔基避雷地線,再由塔基避雷地線連接至塔基地網(wǎng)。對(duì)于加裝天線罩的天線塔基,在天線罩基礎(chǔ)墻體施工時(shí)設(shè)置一圈金屬避雷環(huán)帶,該金屬環(huán)帶與塔基地網(wǎng)連接,作為天線罩避雷引下線的接入點(diǎn),然后在天線罩頂部安裝避雷針,通過(guò)天線罩內(nèi)間隔120°均勻布設(shè)的3根引下線連接金屬避雷環(huán)帶,從而實(shí)現(xiàn)天線自避雷。

圖5 天線自避雷示意Fig.5 Lightning protection of antenna tower base

安裝獨(dú)立接閃針(避雷塔)與天線塔基自避雷措施各有優(yōu)缺點(diǎn)。獨(dú)立避雷塔的雷電防護(hù)面積較大,能夠靈活設(shè)計(jì)塔高和數(shù)量,增大防護(hù)面積,有效避免直擊雷破壞,但缺點(diǎn)是成本較高、工期較長(zhǎng)。對(duì)于有天線罩的塔基,天線自避雷措施是常用的防雷手段,只要天線塔基施工時(shí)按要求預(yù)留接地裝置,天線罩吊裝時(shí)安裝接閃針和布設(shè)引下線,自避雷措施同樣能夠起到防直擊雷的作用。有條件的衛(wèi)星地面站,特別是對(duì)于沒有安裝天線罩的天線塔基,可以采用安裝獨(dú)立避雷塔和天線自避雷措施相結(jié)合的方式,極大程度降低天線設(shè)備遭受雷擊的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 機(jī)房等電位連接

等電位連接和統(tǒng)一接地能夠有效防止感應(yīng)雷、地電位反擊對(duì)機(jī)房電子設(shè)備的破壞。① 在機(jī)房防靜電地板下面布設(shè)銅排,確保銅排與地面絕緣,構(gòu)成機(jī)房等電位網(wǎng)格,在等電位網(wǎng)格匯集排處與機(jī)房接地點(diǎn)連接,然后由機(jī)房接地點(diǎn)統(tǒng)一接入機(jī)房地網(wǎng);②將機(jī)房?jī)?nèi)的機(jī)柜、監(jiān)控臺(tái)等金屬箱體的接地排就近連接到機(jī)房等電位網(wǎng)格上,然后將機(jī)柜、監(jiān)控臺(tái)上的電子設(shè)備使用銅線逐一接入箱體接地排,從而避免產(chǎn)生電位差,保護(hù)電子設(shè)備;③ 將進(jìn)入機(jī)房的金屬電纜屏蔽層、金屬線槽與機(jī)房等電位網(wǎng)格帶進(jìn)行就近連接;④ 等電位連接可以有效減小防雷空間內(nèi)各金屬部件、電子設(shè)備之間的電位差,原則上機(jī)房?jī)?nèi)的主機(jī)金屬外殼、金屬門窗和電纜橋架等均應(yīng)做等電位連接,并以最短的線路連接到等電位連接帶上,防止出現(xiàn)雷電反擊。

3.4 浪涌保護(hù)器選型安裝

衛(wèi)星地面站浪涌保護(hù)器布設(shè)包括電源線路浪涌保護(hù)器、信號(hào)線路浪涌保護(hù)器和天饋線路浪涌保護(hù)器的選型安裝。① 海南衛(wèi)星地面站有2路10 kV高壓市電進(jìn)線,經(jīng)過(guò)高壓柜、變壓器,然后進(jìn)入低壓進(jìn)線柜,在供配電機(jī)房低壓進(jìn)線柜安裝第一級(jí)浪涌保護(hù)器:沖擊電流limp=25 kA,電壓保護(hù)水平Up≤1.6 kV;UPS機(jī)房一路進(jìn)線由供配電機(jī)房引入,在UPS機(jī)房進(jìn)線柜同樣安裝第一級(jí)浪涌保護(hù)器;在設(shè)備機(jī)房配電箱、層配電箱、塔基配電箱和通信機(jī)房配電箱等安裝第三級(jí)浪涌保護(hù)器,標(biāo)稱放電電流In=10 kA,電壓保護(hù)水平Up≤1.3 kV;② 根據(jù)信號(hào)傳輸設(shè)備的工作頻率、工作電壓、傳輸帶寬、傳輸速率、接口形式和特性阻抗等參數(shù),選擇接入損耗小、分布電容小、近端串?dāng)_適配的信號(hào)浪涌保護(hù)器,例如在RS485、RS424等信號(hào)串口處安裝信號(hào)浪涌保護(hù)器,防止雷電流經(jīng)串口進(jìn)入設(shè)備,安裝RJ45系列網(wǎng)絡(luò)信號(hào)浪涌保護(hù)器,為PC機(jī)、服務(wù)器及其連接網(wǎng)絡(luò)提供較好的防雷電浪涌保護(hù);③ 天饋線路多為波導(dǎo)器件,需要根據(jù)天伺饋設(shè)備的上下行頻率、輸入輸出功率、特性阻抗等參數(shù),選擇接入損耗小、電壓駐波比小、阻抗適配的天饋浪涌保護(hù)器,當(dāng)天饋系統(tǒng)采用波導(dǎo)管進(jìn)行傳輸時(shí),需要確保波導(dǎo)管金屬外壁與天線金屬架、波導(dǎo)支撐架等金屬導(dǎo)體電氣連通,其接地端與等電位接地端子板進(jìn)行就近連接。

3.5 屏蔽保護(hù)和光纖傳輸

衛(wèi)星地面站感應(yīng)雷破壞有2種:① 閃電過(guò)程產(chǎn)生的電磁場(chǎng)通過(guò)感性耦合由電源線、信號(hào)線和天饋線進(jìn)入機(jī)房設(shè)備;② 帶電雷雨云對(duì)地電場(chǎng)通過(guò)容性耦合產(chǎn)生電荷,當(dāng)雷雨云消失瞬間,這些電荷形成電流對(duì)機(jī)房設(shè)備造成干擾和破壞。為防止雷電感應(yīng)進(jìn)入機(jī)房和破壞電子設(shè)備,將天線塔基與監(jiān)控機(jī)房之間的全部電纜通過(guò)光纜代替,在塔基和機(jī)房分別安裝光端機(jī),使用光纖傳輸射頻信號(hào)、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)、B碼信號(hào)、10 MHz頻標(biāo)等信號(hào),減少感應(yīng)雷通過(guò)導(dǎo)電線路進(jìn)入機(jī)房的可能性。為有效防止雷電電磁波和靜電感應(yīng)干擾機(jī)房設(shè)備,需要將機(jī)房建筑物鋼筋網(wǎng)和其他金屬材料連接形成一個(gè)屏蔽籠,并將進(jìn)入機(jī)房的電力電纜、通信電纜和信號(hào)線采用屏蔽線或者使用金屬線槽進(jìn)行屏蔽保護(hù)。

3.6 防雷裝置檢測(cè)維護(hù)

根據(jù)海南4—10月為雷暴活躍期的規(guī)律特點(diǎn),每年4月之前對(duì)防雷裝置進(jìn)行1次檢測(cè)維護(hù),主要包括:① 使用接地電阻測(cè)試儀檢測(cè)各點(diǎn)位接地電阻是否符合要求,設(shè)備機(jī)房、通信機(jī)房和天線塔基的接地電阻值不大于4 Ω,獨(dú)立避雷塔的接地電阻值不大于10 Ω;② 檢查浪涌保護(hù)器有無(wú)故障,特別是每次雷暴天氣之后對(duì)供配電機(jī)房低壓進(jìn)線柜、UPS機(jī)房配電箱、設(shè)備機(jī)房配電箱等安裝浪涌保護(hù)器的地方進(jìn)行檢查,通過(guò)觀察浪涌保護(hù)器的狀態(tài)指示判斷是否被擊穿;③ 檢查電子設(shè)備與機(jī)柜之間、機(jī)柜與等電位網(wǎng)格之間、等電位網(wǎng)格與機(jī)房接地點(diǎn)之間的等電位連接線是否銹蝕松動(dòng),使用微歐計(jì)測(cè)量等電位連接線的過(guò)渡電阻,過(guò)渡電阻一般不大于0.2 Ω;④ 對(duì)于新增加的監(jiān)控計(jì)算機(jī)、多功能數(shù)字基帶、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等電子設(shè)備,檢查其接地點(diǎn)是否連接機(jī)柜接地排或者機(jī)房等電位網(wǎng)格,確保機(jī)房?jī)?nèi)所有電子設(shè)備共用接地系統(tǒng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

利用Matlab對(duì)雷暴數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理,得到海南衛(wèi)星地面站所在區(qū)域年平均雷暴日為81 d。在雷暴數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合天線高度、機(jī)房分布、電源和信號(hào)線纜布設(shè)方式等信息,計(jì)算得到海南衛(wèi)星地面站預(yù)計(jì)雷擊為0.85 次/年,按照防雷裝置的攔截效率確定雷電防護(hù)等級(jí)為B級(jí)。針對(duì)海南雷暴發(fā)生規(guī)律和地面站電子設(shè)備防雷需求,研究提出海南衛(wèi)星地面站綜合防雷的措施。根據(jù)接閃針?lè)雷o(hù)面積布設(shè)獨(dú)立的避雷塔或者采取天線塔基自避雷措施,可以有效防止直擊雷破壞;將電子設(shè)備、機(jī)柜、監(jiān)控臺(tái)與等電位網(wǎng)格連接,等電位網(wǎng)格與機(jī)房地網(wǎng)連接,消除機(jī)房電位差,防止出現(xiàn)雷電反擊;通過(guò)安裝電源線路浪涌保護(hù)器、信號(hào)線路浪涌保護(hù)器和天饋線路浪涌保護(hù)器,快速泄放雷電流;機(jī)房與天線塔基之間采用光纖傳輸,減少感應(yīng)雷通過(guò)導(dǎo)電線路進(jìn)入機(jī)房的可能性;結(jié)合4—10月雷暴日數(shù)占比97.0%的規(guī)律特點(diǎn),每年4月之前對(duì)海南衛(wèi)星地面站防雷裝置進(jìn)行1次檢測(cè)維護(hù)。