机场通信导航设备雷电防护技术分析

机场通信导航设备雷电防护技术分析

周妮娜

贵州遵义机场有限责任公司贵州遵义563000

摘要：随着社会的发展以及科技的进步，在机场通信导航系统中开始广泛运用电子信息设备，由于这些电子设备的工作电压通常较低，一旦发生雷击，会对通信导航设备安全构成严重威胁。因此，做好机场通信导航设备的雷电防护工作就显得尤为必要。本文重点对机场通信导航设备的雷电防护技术进行分析探讨，确保其可以安全稳定运行。

关键词：机场；通信导航；雷电防护；技术

引言

随着社会经济的飞跃发展以及社会民众生活水平的不断提升，我国民航事业也取得质的进步。机场通信导航系统在民航事业发展中占据着极其重要的地位，民航事业的发展也提升了机场通讯导航技术水平。在机场通信导航台，各类现代化先进的通信导航设备得到广泛应用，其数量也呈出逐年增加的趋势，雷击隐患也日益凸显。一旦机场通信导航系统遭受雷击，势必会导致通信导航设备受损或者发生故障问题，对机场航班的正常飞行造成不利影响，严重时甚至引发安全事故。基于此，应对机场通信导航设备雷电防护技术进行认真分析，并增强机场通信导航设备的安全可靠性水平，确保机场航班飞行安全。

1.机场通信导航台的工作环境

为了方便机场航班的运行，导航台通常与市中心有一定的距离，处在较远的开阔地带。机场通信导航台的电源系统主要由10KV电力线架空接入，凭借变压处理接入机场建筑内部，极易感应雷电电磁波冲，并且机场通信导航台站设备需采取专门的雷电防护措施。所以，从雷电防护方面思量，机场通信导航台站的地理位置比较偏、存在较高的潜在危险、特别容易被雷电袭击，应重点进行雷电保护。安装有关标准规定要求，机舱通信导航比较大的电源线路往往需要使用三级或者是三级以上级别的防雷措施，信号线路一般采取一级或一级以上的防雷措施。

2.雷电危害的种类

雷电是一种伴有闪电以及雷鸣破坏力极大的自然现象，因其巨大的能量以及较强的电磁辐射和冲击波等因素常常在瞬间形成极大的破坏作用，进而引发雷电灾害，给人们生命安全以及电子信息设备带来严重危害。从雷电危害的角度进行考虑，可以将雷电危害通常划分为直击雷危害、感应雷危害以及雷电电磁脉冲入侵危害3类。

（1）直击雷危害

直击雷产生的破坏可以称之为直击雷危害，直击雷危害包括有电破坏、热破坏以及机械破坏三种。其中电破坏是指雷电在极短的时间内产生较高的冲击电压，高电压会使机场通信导航设备的绝缘受到不同程度的损坏，从而出现短路现象，进而引发事故。热破坏就是指在出现雷电时会产生强大的雷电流，一旦导体内有强大的雷电流通过时，会在瞬间产生大量的热量，对设备造成极大的伤害。机械破坏就是指在被击物体内有强大的雷电流通过时，会使被击物体缝隙内的水分不断变成水蒸气，由于热胀冷缩的原理，被击物体会迅速膨胀，一旦体积达到最大限度后会使被击物体出现损坏或者爆裂。

（2）感应雷

雷电在雷云之间或雷云对地放电时会产生电磁感应，而电磁感应往往会借助各类线路入侵机场通信导航设备，导致串联在线路中间或终端的电子设备遭到损害。感应雷的强度虽说没有直击雷高，但是其发生的概率却要高于直击雷。感应雷会对室内的电子设备造成极其严重的破坏。

（3）雷电波侵入

所谓的雷电波通常指在雷电没有直接在建筑以及设备自身放电，而是对建筑物外部的在金属管道上或者架空线路上产生冲击电压，并借助于线缆或者管道通过雷电波的形式快速入侵到室内，并危及室内电子信息设备以及自动化控制等系统。

3.机场通信导航设备雷电防护技术分析

3.1外部雷电防护术分析

因为直击雷具备极大的破坏力。通常来说，需要布设外部雷电防护系统来应对直击雷。具体雷电防护技术措施是采取接闪器、引下线以及接地系统。

3.1.1接闪器

为了确保机场建筑物通信导航设备安全，机场建筑外部主要是通过接闪器来预防直接雷击。接闪器是由接闪带（线）、接闪网、接闪杆、金属构件和金属屋面等组成。主要原理是将雷电中的雷电流引向自身而确保保护区内保护对象的安全。通常情况下，避雷网布设在高处，比如屋顶，主要是使雷电击中，并且构成网络；接闪器与其距离最近的天线距离最少应保持3m的距离；对于部分天线设施台(处在站保护区外)需要布设单独的接闪器；全部接闪器需要互相进行连接。

3.1.2引下线

引下线主要是指连接接闪器与接地系统间的金属导体，其主要功能作用是将接闪器接闪的雷电流安全的引导入地。引下线直径和数量直接对雷电流分流效果产生影响，引下线数量越多，通过每根引下线上的电流就会减少，引下线之间的感应范围和强度均会降低。

3.1.3接地系统

接地系统是机场通信导航系统外部雷电防护的主要措施之一。在接地过程中，针对不同系统采取不同的接地措施。针对那些埋地金属管道和共用接地装置进行连接的地块，在机场建筑周边布设环形接地体。采取铆接以及螺栓对接地装置进行固定，并且可以采取沥青、树脂做防腐处理。

3.2内部雷电防护技术分析

3.2.1电源线路雷电防护

当发生雷击时，常常会在内部设施的线路中形成过电压，破坏机场通信导航设备电源系统，所以雷电防护系统需保护电源线路。当前采取的主要雷电防护措施是在电源与接地线之间装设电子避雷器，此类方式可以使得电源线路中的电压有效降低，尽可能降低雷电的危害性。在装设避雷器时，应确保避雷器接地良好，符合设计要求。此外，电源线路还涉及到机房得保护，可在机房配电柜中装设避雷器，取得雷电防护效果。

3.2.2信号线雷电防护

机场通信导航台站一般是利用高架线路开展通信信号以及导航信号的传输，其中导航信号的终端属于导航天线，台站在运行时应该保护好这些信号线。在机场通信导航线路防雷设计中，应安装信号传输速率以及信号电频率等各类因子挑选雷电防护设备，为了确保通信导航系统处于安全运行状态，过电压保护系统必须可以在较短时间内进行响应，但对于导航系统来说，其通信导线应该采取具备电磁屏蔽能力的线路，同时依据装设要求对线路进行接地处理。

3.2.3屏蔽

屏蔽是重要的防雷技术之一。对机场通信导航设备机房采取屏蔽措施可以有效防止雷电电磁干扰。屏蔽涉及到对建筑物以及线缆的屏蔽。建筑物的墙体使用的钢筋应建成网孔状，尽可能把网孔的尺寸布设为最小尺寸；机房建筑采取金属们，窗户装设为金属网。

3.2.4等电位连接

等电位连接是确保机场建筑各个部位的电位相等，避免建筑物内产生反击电压和危害人身安全的接触电压，同时还有能效避免雷电电磁脉冲。可以选用建筑物内部或其上的金属部件进行连接，组成网格状的低阻抗等电位连接网络，并与接地装置构成接地系统，确保建筑内各个部件实行等电位连接，无电位差，有效保护通信导航设备。

4.结语

通信导航设备在机场航空运行中发挥着十分重要的作用。而雷电作为影响机场通信导航设备安全、稳定运行的主要因子之一，应该引起相关部门的高度重视，加强机场通信导航设备的雷电防护工作。由于机场的通信导航电子设备越来越多，对雷电防护也提出了更多更高的要求，防雷人员应充分考虑机场通信导航设备雷击环境，严格依据防雷技术要求进行，确保机场通信导航设备的可靠性。

参考文献：

[1]张冰.机场通信导航设备防雷电防护技术分析[J].中国科技纵横，2013（24）：64.

[2]阎旭.机场导航台雷电防护措施研究[J].通讯世界，2018（02）：312-313.

作者简介：周妮娜（1989-），女，汉族，新疆乌鲁木齐市人，本科学历，无线电机务助理工程师，从事民航通信导航工作。