溫州樂清雷達站防雷概述

金向東

民航溫州空管站，浙江溫州 325000

溫州樂清雷達站防雷概述

金向東

民航溫州空管站，浙江溫州 325000

本文對民航雷達站的防雷設(shè)施進行概述，對精密電子儀器的防雷保護進行粗淺的解析。

雷達站；防雷；SPD(Surge Protective Device，浪涌保護器)

0 引言

溫州樂清雷達站位于甌江入海口，又因地勢相對較高，以致雷擊較為頻繁。雷達設(shè)備能否正常工作事關(guān)飛行安全，同時其配件較為精密、維修成本高，所以做好雷電防護至關(guān)重要。2003年臺站進行的雷電防護工程受條件制約，加之對本地雷擊強度認識不夠，每年都會有雷擊損失的報告，后來陸續(xù)進行了多次改進，在直擊雷防護、接地、外層屏蔽予于加強。

1 雷電種類

雷電主要有3種形式：直擊雷、感應(yīng)雷、球形雷。

1.1 直擊雷

帶電云層與建筑物、其它物體、大地或防雷裝置之間發(fā)生的迅猛放電現(xiàn)象，并由此伴隨而產(chǎn)生的電效應(yīng)、熱效應(yīng)或機械力等一系列的破壞作用。指帶電的云層與大地上某一點之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象，主要危害建筑物、建筑物內(nèi)電子設(shè)備和人。

直擊雷的電壓峰值通常可達幾萬伏甚至幾百萬伏，電流峰值可達幾十千安乃至幾百千安，其破壞性很強，主要原因是雷云所蘊藏的能量在極短的時間就釋放出來，從瞬間功率來講，是巨大的。

防避直擊雷通常都是采用避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網(wǎng)或金屬物件作為接閃器，將雷電流接收下來，并通過作引下線的金屬導(dǎo)體導(dǎo)引至埋于大地起散流作用的接地裝置再泄散入地。

1.2 感應(yīng)雷

直擊雷放電過程中，強大的脈沖電流對周圍的導(dǎo)線或金屬物產(chǎn)生電磁感應(yīng)發(fā)生高電壓以及發(fā)生閃擊的現(xiàn)象，主要危害建筑物內(nèi)電子設(shè)備。閃電放電瞬間，在附近導(dǎo)體產(chǎn)生靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象。雷達設(shè)備比較精密，做好感應(yīng)雷防護至關(guān)重要。

1.3 球形雷

在雷電頻繁的雷雨季節(jié)，偶然會發(fā)現(xiàn)殷紅色、灰紅色、紫色、藍色的“火球”，直徑一般十到幾十厘米，甚至超過1m，球形雷較為罕見。

所以，雷達站主要是做好直擊雷和感應(yīng)雷防護，球形雷即使有，現(xiàn)有的設(shè)施也能基本防護。雷達站防雷在建筑物電子信息系統(tǒng)雷電防護等級ABCD 4級中的B級。

2 雷達站防雷系統(tǒng)的劃分及施工方案

雷達站防雷主要分為雷達設(shè)備防雷、輔助設(shè)施防雷、生活設(shè)施防雷及接地線布局。

2.1 雷達設(shè)備防雷

這是雷達站防雷工作的重點，雷達設(shè)備按空間大致可分為天線系統(tǒng)和信號處理系統(tǒng)。由于維修成本高，不管是天線還是主機，直擊雷防護和感應(yīng)雷防護都很重要。

2.1.1 塔上避雷針

塔上圓球罩上的直擊雷防雷裝置保留，在球罩外塔平臺上新立4根玻璃鋼避雷針，確認避雷針與引下線以及引下線與接地點連接良好并清除不需要的線纜，這樣基本能對直擊雷進行有效防護。

2.1.2 塔上線路整理

1）做好塔上設(shè)備的接地，確定塔上設(shè)備只連接到單獨的引上線上而未與避雷針引下線相連接；

2）整理塔上線路，使線路清晰、整齊、穩(wěn)固，清除不需要線纜；

3）以金屬（軟）管、金屬槽、防波套等對塔上線路進行雙層屏蔽，屏蔽層與屏蔽上塔線路的金屬槽相連接。

2.1.3 塔上設(shè)備安裝浪涌保護器SPD

1）障礙燈線、安全開關(guān)、編碼器信號線、電話線、油位告警線安裝SPD；

2）SPD只能通過單獨的接地引上線接地，嚴禁使用避雷針引下線接地；

3）注意不能將單獨的設(shè)備接地引上線與避雷針引下線搭接，保持兩者一定距離，以防雷電流感應(yīng)破壞設(shè)備。

2.1.4 塔上至機房線路的屏蔽

1）將油位告警線更換為8芯屏蔽電纜；

2）將編碼器信號線、電話線、油位告警線封裝在金屬線槽中；

3）將驅(qū)動電機電源線、障礙燈及安全線封裝在金屬線槽中。

2.1.5 對進入機房的信號線、電源線安裝浪涌保護器SPD

在塔上線路進入墻孔下方安裝信號SPD箱一臺。內(nèi)置編碼器信號線SPD、電話線SPD、油位告警線SPD各一只。在塔上線路進入墻孔下方安裝電源SPD箱1臺，用于保護驅(qū)動電機電源線、障礙燈及安全線。SPD箱下端進入地板下鋪設(shè)的金屬槽道并連接各自設(shè)備。

2.1.6 機房內(nèi)線路處理

1）所有設(shè)備接機房的（環(huán)形）地線；

2）機房地板下鋪設(shè)電源線金屬槽道、信號線金屬槽道和其它必要的金屬槽道，設(shè)備線纜全部進入相應(yīng)的金屬槽道，去除冗余線纜。各屏蔽槽道離開必要的距離。

2.1.7 GPS（Global Positioning System全球定位系統(tǒng)）時鐘防雷

將線路改為屏蔽線沿墻內(nèi)側(cè)穿過，穿鐵管下來進入機房內(nèi)SPD箱，內(nèi)置保護GPS的SPD。鐵管連接到室外接地環(huán)網(wǎng)上，SPD的地線接到機房地線上。

2.2 輔助設(shè)施防雷

電話作為雷達站對外聯(lián)絡(luò)的重要方式，要時刻保持正常；保持市電的正常供給也非常重要，否則只能啟用做為備用電源的柴油機為雷達站供電；機房空調(diào)保持機房一定的溫度和濕度；由于雷達設(shè)備十分精密，房屋外墻做好電磁屏蔽十分重要。

2.2.1 電話線、路由器防雷

1）將電話線穿鐵管埋入地下進入室內(nèi)，在室內(nèi)墻邊安裝一箱體，內(nèi)置克隆配線架及模塊，將電話電纜打在配線模塊上。在模塊上安裝克隆型SPD一只，接地線接于電源機房的地線上；

2）路由器TP-LINK的網(wǎng)線端口，加裝信號線型SPD。

2.2.2 電源線防雷

1）三相四線電源線路進入室內(nèi)的電源總開關(guān)后的母排上加裝三相200KA并聯(lián)避雷器，串聯(lián)一組RT18/50A熔斷器；

2）低壓配電室輸出端加裝三相100KA（8/20us）并聯(lián)避雷器1臺；

3）在UPS室穩(wěn)壓電源輸入端加裝三相100KA（8/20us）并聯(lián)避雷器1臺；

4）高壓配電房頂建一防雷環(huán)。

2.2.3 機房空調(diào)

機房空調(diào)所用電源線或其它線纜應(yīng)在屏蔽的狀況下由電源室單獨提供，并注意與其它線纜的排布方向和距離。

2.2.4 房屋

1）去除外墻瓷磚，將整個房屋用10×25mm網(wǎng)格，1mm～1.5mm厚的金屬拉板網(wǎng)將外墻面和屋頂覆蓋，拉板網(wǎng)之間點焊連接；

2）用40×4mm熱鍍鋅扁鋼將拉板網(wǎng)周邊封連，并與共用保護接地網(wǎng)多點熱熔焊接；

3）外墻抹水泥砂漿，墻體表面做處理，外墻面刷外墻涂料，房頂做防水層，并在樓頂焊接熱鍍鋅扁鋼網(wǎng)；

4）把防盜窗和外墻金屬網(wǎng)連接。房屋進行金屬網(wǎng)屏蔽是主要為了防止感應(yīng)雷對設(shè)備的破壞，同時也做到了直擊雷的有效防護。

2.3 生活設(shè)施防雷

1）衛(wèi)星電視

衛(wèi)星電視高頻頭線路兩端加裝信號線型浪涌保護器SPD。

2）監(jiān)控系統(tǒng)

（1） 紅外監(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)室外設(shè)備（紅外線探測儀和攝像頭）增加避雷針防護，防止側(cè)擊雷和強雷擊電磁脈沖的影響，用線纜獨立引下到地網(wǎng)上。

（2）紅外監(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)線路的屏蔽隔離鋪設(shè)，杜絕該線路因地電位反擊而導(dǎo)致的直擊雷災(zāi)害，采用熱鍍鋅金屬管對系統(tǒng)的所有線路進行屏蔽隔離，線路兩端分別加裝相應(yīng)的SPD防護。

3）上水管及增壓水泵

將上水管與建筑地相連，對增壓水泵室外線路穿鐵管屏蔽，并在進入室內(nèi)后安裝SPD，SPD的地線接在電源地線上。

2.4 接地線布局

1）接地線事關(guān)整個防雷體系的好壞，所以之后的防雷改造對原來的接地線進行了強化。在大門北后側(cè)圍墻外山坡稍平坦（道邊）處，新做一組接地裝置，以降低接地電阻。接地裝置采用帶長效降阻劑接地極十?dāng)?shù)根，盡量降低接地電阻；

2）在臺站的6根塔桿底部鉆30米深井，內(nèi)置30×4mm銅排，并灌封降阻劑。在6根塔桿中上部用直徑10mm的鋁線分上下兩層依次連接，形成空中防雷網(wǎng)；

3）將四口深井式接地極用30×4mm銅排在地下0.8m處連接，并與原來地網(wǎng)連接，共同組成共用保護接地裝置；

4）用兩條不等長的30×4mm銅帶挖溝埋深0.8m引入機房為共用保護接地裝置。

3 雷達站對防雷設(shè)施的維護及保養(yǎng)

在每周一的周維護和雷雨前及雷雨后，值班人員都要對所有的浪涌保護器SPD組件進行檢查，以保證防雷設(shè)施處于正常的工作狀態(tài)，對損壞的組件進行更換，并做好記錄。

4 結(jié)論

經(jīng)過多次改進，樂清雷達站的防雷得到了有效的加強，雷擊損失明顯減少，為國家和單位省下了可觀的維修經(jīng)費。

[1]溫州雷達站改造方案，2005-4-16.

[2]溫州2009雷達站改造方案，2010-1-26.

[3]GB50343-2004建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范.

[4]民航溫州雷達站雷電防護工程施工方案，2003-4-7.

[5]民用航空通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)施防雷技術(shù)規(guī)范.中國民航總局，2006-5-23.

TN95

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1674-6708（2011）48-0073-02