淺談信標臺設備的避雷

劉勇

【摘 要】 本文介紹了雷電入侵的種類及危害，并以信標臺導航設備為例，著重介紹天線系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、遙控信號線路的避雷體系，并對臺站的防雷工作提出自己的建議。本文在總結經(jīng)驗的基礎上，介紹了各種避雷方法，希望能更好地完善和解決好導航臺各設備的避雷工作。

【關鍵詞】 信標臺設備 雷電入侵 系統(tǒng)避雷 接地

0 引言

雷電放電是指云層之間或云層對地之間極性相反電荷的碰撞，雷電放電時產(chǎn)生高達幾十千安至幾百千安的雷電流。如果雷電擊中了導航臺附近的電力線、通信線路及導航設備的天線，雷電產(chǎn)生的強電流將沿線入侵到導航臺，直接破壞導航設備，輕則損壞設備上某塊電路板的元件，重則可導致設備完全損壞，不僅使國家經(jīng)濟利益蒙受巨大的損失，還會直接影響對飛行安全的保障。

1 雷擊危害種類及避雷方法

雷擊的危害主要有兩方面：（1）直擊雷：指雷電直接擊在設備的室外天線系統(tǒng)上，因電效應和熱效應等造成天線系統(tǒng)的損壞。（2）感應雷：指雷電放電時在附近的金屬導體上產(chǎn)生靜電感應和電磁感應，產(chǎn)生瞬時強電流、過電壓，作用到設備的發(fā)射機、電源和遙控系統(tǒng)上造成損害。

目前防雷措施很多。但其避雷的原理及目的都是將雷電產(chǎn)生的能量釋放出去。我臺設備根據(jù)情況分別采用了避雷針、電源避雷器、線路避雷器等技術措施。

2 DVOR/DME設備避雷系統(tǒng)

設備的避雷，分為室外的天線系統(tǒng)避雷和室內(nèi)的電源系統(tǒng)和信號線系統(tǒng)避雷兩種情況。室外需防止直擊雷擊到天線系統(tǒng)；室內(nèi)需防止感應雷通過電源線路和信號線路對設備的入侵。

（1）室外天線系統(tǒng)主要就是發(fā)射機天線和監(jiān)控天線，主要采用接閃技術即安裝避雷針、引下線及接地系統(tǒng)。避雷針是吸引閃電電流的金屬導體，然后通過引下線把閃電電流引到接地體上，接地體是埋在地下的導體，它把閃電電流瀉放到大地中去。具體設施如下：DVOR發(fā)射天線基礎49個，中央天線一個，處在反射網(wǎng)的中心，邊帶天線48個，每個天線的基礎與反射網(wǎng)相連，再通過反射網(wǎng)引線同接地體相連，接地電阻為1.2Ω。DME收發(fā)天線緊靠著DVOR平臺邊緣。DVOR監(jiān)控天線安裝在支撐桿上，通過支撐桿同接地極相連，其接地電阻約為1.2Ω。距離反射網(wǎng)平臺2米安裝三根避雷針，每根避雷針相隔120°，反射網(wǎng)地下鋪地網(wǎng)，避雷針通過引下線與地網(wǎng)相連。

每根避雷針的保護范圍即為以避雷針為直徑的球體，這樣整個天線場處于三根避雷針的保護之下。當發(fā)生雷擊時，避雷針主要是吸引雷電電流，通過引下線將雷電流引入地下，通過地網(wǎng)將電流瀉放出去，保護天線系統(tǒng)免遭雷擊。

（2）室內(nèi)DVOR/DME避雷分為電源系統(tǒng)避雷和遙控信號線路避雷。根據(jù)統(tǒng)計分析表明：80%的雷擊事故是雷電波侵入電源線造成的，因此電源系統(tǒng)的避雷尤顯重要。

我臺電源系統(tǒng)避雷采用氧化鋅避雷器，它主要由氧化鋅壓敏電阻構成。其主要工作元件為金屬氧化物非線性電阻片，它具有非線性伏安特性，阻值隨外部電壓的過電壓而急劇變小。每塊壓敏電阻從制成時就有一定的開關電壓，在正常運行時，避雷器的壓敏電阻具有極高阻值，呈絕緣狀態(tài)；當出現(xiàn)雷電過電壓時，電壓超過啟動值后，電阻呈低阻被擊穿，相當于短路狀態(tài)，瀉放電流，避雷器兩端維持較低的殘壓，對設備起保護作用。待過壓結束，避雷器立即恢復極高阻值，繼續(xù)保持絕緣狀態(tài)，保證系統(tǒng)的正常運行。

在設備供電系統(tǒng)中，采用分級保護的方式，從供電系統(tǒng)配電房開始，逐步進行能量泄放，對瞬態(tài)過電壓分為三個階段抑制。當設備受到瞬態(tài)過電壓侵襲時，避雷器能快速動作將過能量泄放。

第一階段：在配電間設備供電系統(tǒng)中，進線A、B、C相和地之間，并聯(lián)安裝大容量電源避雷器，要求該級電源保護器具備100KA/相以上的最大沖擊容量，限制電壓應小于1500V。可承受直擊雷和感應雷的大電流和高能量浪涌能量，吸收并將大量的浪涌電流分流到大地。第二階段：在設備機房進線A、B、C相和地之間，并聯(lián)安裝容量為40KA/相以上，限制電壓小于1200V大容量電源避雷器。機房電源避雷器，將配電間輸入三相供電剩余浪涌能量進行更完善的吸收，對于瞬態(tài)過電壓具有極好的抑制作用。此時機房的空調(diào)器及其它用電設備，可以從第二階段引入電源。第三階段：在設備電源和設備之間并聯(lián)安裝設備電源避雷器。要求的最大沖擊容量為20KA/相或更低一些，要求的限制電壓應小于1000V，以達到完全消除微小瞬態(tài)過電壓目的，同時也可以保護用電設備免受系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓影響。

通過這三個階段抑制，完成了DVOR/DME設備供電系統(tǒng)的避雷保護。

（3）遙控信號線路避雷采用信號避雷器。DVOR/DME設備的遙控，通過遙控單元接口，利用通訊電纜同機房設備遙控接口相連接。信號避雷器采用分流入地技術，分流就是在一切從室外來的導線與接地線之間串聯(lián)避雷器，當直擊雷或感應雷在導線上產(chǎn)生的過電壓波沿著這些導線進入時，避雷器的電阻突然降到低值，近于短路狀態(tài)，將閃電電流分流入地，從而保護設備的遙控單元。

3 對臺站防雷工作的建議

（1）定期檢查防雷設施，并設專人負責，定期對設備的接地阻值進行測量；特別是在雷雨過后，要檢查避雷器有無擊壞，各種接地有無斷裂。

（2）定期檢測避雷器，防止因時間長材料老化而動作電壓下降，既容易損壞避雷器，又起不到避雷作用。

（3）雷災發(fā)生后應及時處理，采取措施，避免再次雷擊。

4 結語

做好導航系統(tǒng)設備避雷工作，為設備正常運行和飛機的飛行安全提供有力的保障，是筆者論述本選題的初衷，也是確保飛機飛行安全的職責所在。

參考文獻：

[1]《電子設備雷擊保護導則》（GB7450-87）.

[2]《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB 50057-94）.

[3]《通信工程電源系統(tǒng)防雷技術規(guī)定》（YD5078-98）.endprint

【摘 要】 本文介紹了雷電入侵的種類及危害，并以信標臺導航設備為例，著重介紹天線系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、遙控信號線路的避雷體系，并對臺站的防雷工作提出自己的建議。本文在總結經(jīng)驗的基礎上，介紹了各種避雷方法，希望能更好地完善和解決好導航臺各設備的避雷工作。

【關鍵詞】 信標臺設備 雷電入侵 系統(tǒng)避雷 接地

0 引言

雷電放電是指云層之間或云層對地之間極性相反電荷的碰撞，雷電放電時產(chǎn)生高達幾十千安至幾百千安的雷電流。如果雷電擊中了導航臺附近的電力線、通信線路及導航設備的天線，雷電產(chǎn)生的強電流將沿線入侵到導航臺，直接破壞導航設備，輕則損壞設備上某塊電路板的元件，重則可導致設備完全損壞，不僅使國家經(jīng)濟利益蒙受巨大的損失，還會直接影響對飛行安全的保障。

1 雷擊危害種類及避雷方法

雷擊的危害主要有兩方面：（1）直擊雷：指雷電直接擊在設備的室外天線系統(tǒng)上，因電效應和熱效應等造成天線系統(tǒng)的損壞。（2）感應雷：指雷電放電時在附近的金屬導體上產(chǎn)生靜電感應和電磁感應，產(chǎn)生瞬時強電流、過電壓，作用到設備的發(fā)射機、電源和遙控系統(tǒng)上造成損害。

目前防雷措施很多。但其避雷的原理及目的都是將雷電產(chǎn)生的能量釋放出去。我臺設備根據(jù)情況分別采用了避雷針、電源避雷器、線路避雷器等技術措施。

2 DVOR/DME設備避雷系統(tǒng)

設備的避雷，分為室外的天線系統(tǒng)避雷和室內(nèi)的電源系統(tǒng)和信號線系統(tǒng)避雷兩種情況。室外需防止直擊雷擊到天線系統(tǒng)；室內(nèi)需防止感應雷通過電源線路和信號線路對設備的入侵。

（1）室外天線系統(tǒng)主要就是發(fā)射機天線和監(jiān)控天線，主要采用接閃技術即安裝避雷針、引下線及接地系統(tǒng)。避雷針是吸引閃電電流的金屬導體，然后通過引下線把閃電電流引到接地體上，接地體是埋在地下的導體，它把閃電電流瀉放到大地中去。具體設施如下：DVOR發(fā)射天線基礎49個，中央天線一個，處在反射網(wǎng)的中心，邊帶天線48個，每個天線的基礎與反射網(wǎng)相連，再通過反射網(wǎng)引線同接地體相連，接地電阻為1.2Ω。DME收發(fā)天線緊靠著DVOR平臺邊緣。DVOR監(jiān)控天線安裝在支撐桿上，通過支撐桿同接地極相連，其接地電阻約為1.2Ω。距離反射網(wǎng)平臺2米安裝三根避雷針，每根避雷針相隔120°，反射網(wǎng)地下鋪地網(wǎng)，避雷針通過引下線與地網(wǎng)相連。

每根避雷針的保護范圍即為以避雷針為直徑的球體，這樣整個天線場處于三根避雷針的保護之下。當發(fā)生雷擊時，避雷針主要是吸引雷電電流，通過引下線將雷電流引入地下，通過地網(wǎng)將電流瀉放出去，保護天線系統(tǒng)免遭雷擊。

（2）室內(nèi)DVOR/DME避雷分為電源系統(tǒng)避雷和遙控信號線路避雷。根據(jù)統(tǒng)計分析表明：80%的雷擊事故是雷電波侵入電源線造成的，因此電源系統(tǒng)的避雷尤顯重要。

我臺電源系統(tǒng)避雷采用氧化鋅避雷器，它主要由氧化鋅壓敏電阻構成。其主要工作元件為金屬氧化物非線性電阻片，它具有非線性伏安特性，阻值隨外部電壓的過電壓而急劇變小。每塊壓敏電阻從制成時就有一定的開關電壓，在正常運行時，避雷器的壓敏電阻具有極高阻值，呈絕緣狀態(tài)；當出現(xiàn)雷電過電壓時，電壓超過啟動值后，電阻呈低阻被擊穿，相當于短路狀態(tài)，瀉放電流，避雷器兩端維持較低的殘壓，對設備起保護作用。待過壓結束，避雷器立即恢復極高阻值，繼續(xù)保持絕緣狀態(tài)，保證系統(tǒng)的正常運行。

在設備供電系統(tǒng)中，采用分級保護的方式，從供電系統(tǒng)配電房開始，逐步進行能量泄放，對瞬態(tài)過電壓分為三個階段抑制。當設備受到瞬態(tài)過電壓侵襲時，避雷器能快速動作將過能量泄放。

第一階段：在配電間設備供電系統(tǒng)中，進線A、B、C相和地之間，并聯(lián)安裝大容量電源避雷器，要求該級電源保護器具備100KA/相以上的最大沖擊容量，限制電壓應小于1500V。可承受直擊雷和感應雷的大電流和高能量浪涌能量，吸收并將大量的浪涌電流分流到大地。第二階段：在設備機房進線A、B、C相和地之間，并聯(lián)安裝容量為40KA/相以上，限制電壓小于1200V大容量電源避雷器。機房電源避雷器，將配電間輸入三相供電剩余浪涌能量進行更完善的吸收，對于瞬態(tài)過電壓具有極好的抑制作用。此時機房的空調(diào)器及其它用電設備，可以從第二階段引入電源。第三階段：在設備電源和設備之間并聯(lián)安裝設備電源避雷器。要求的最大沖擊容量為20KA/相或更低一些，要求的限制電壓應小于1000V，以達到完全消除微小瞬態(tài)過電壓目的，同時也可以保護用電設備免受系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓影響。

通過這三個階段抑制，完成了DVOR/DME設備供電系統(tǒng)的避雷保護。

（3）遙控信號線路避雷采用信號避雷器。DVOR/DME設備的遙控，通過遙控單元接口，利用通訊電纜同機房設備遙控接口相連接。信號避雷器采用分流入地技術，分流就是在一切從室外來的導線與接地線之間串聯(lián)避雷器，當直擊雷或感應雷在導線上產(chǎn)生的過電壓波沿著這些導線進入時，避雷器的電阻突然降到低值，近于短路狀態(tài)，將閃電電流分流入地，從而保護設備的遙控單元。

3 對臺站防雷工作的建議

（1）定期檢查防雷設施，并設專人負責，定期對設備的接地阻值進行測量；特別是在雷雨過后，要檢查避雷器有無擊壞，各種接地有無斷裂。

（2）定期檢測避雷器，防止因時間長材料老化而動作電壓下降，既容易損壞避雷器，又起不到避雷作用。

（3）雷災發(fā)生后應及時處理，采取措施，避免再次雷擊。

4 結語

做好導航系統(tǒng)設備避雷工作，為設備正常運行和飛機的飛行安全提供有力的保障，是筆者論述本選題的初衷，也是確保飛機飛行安全的職責所在。

參考文獻：

[1]《電子設備雷擊保護導則》（GB7450-87）.

[2]《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB 50057-94）.

[3]《通信工程電源系統(tǒng)防雷技術規(guī)定》（YD5078-98）.endprint

【摘 要】 本文介紹了雷電入侵的種類及危害，并以信標臺導航設備為例，著重介紹天線系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、遙控信號線路的避雷體系，并對臺站的防雷工作提出自己的建議。本文在總結經(jīng)驗的基礎上，介紹了各種避雷方法，希望能更好地完善和解決好導航臺各設備的避雷工作。

【關鍵詞】 信標臺設備 雷電入侵 系統(tǒng)避雷 接地

0 引言

雷電放電是指云層之間或云層對地之間極性相反電荷的碰撞，雷電放電時產(chǎn)生高達幾十千安至幾百千安的雷電流。如果雷電擊中了導航臺附近的電力線、通信線路及導航設備的天線，雷電產(chǎn)生的強電流將沿線入侵到導航臺，直接破壞導航設備，輕則損壞設備上某塊電路板的元件，重則可導致設備完全損壞，不僅使國家經(jīng)濟利益蒙受巨大的損失，還會直接影響對飛行安全的保障。

1 雷擊危害種類及避雷方法

雷擊的危害主要有兩方面：（1）直擊雷：指雷電直接擊在設備的室外天線系統(tǒng)上，因電效應和熱效應等造成天線系統(tǒng)的損壞。（2）感應雷：指雷電放電時在附近的金屬導體上產(chǎn)生靜電感應和電磁感應，產(chǎn)生瞬時強電流、過電壓，作用到設備的發(fā)射機、電源和遙控系統(tǒng)上造成損害。

目前防雷措施很多。但其避雷的原理及目的都是將雷電產(chǎn)生的能量釋放出去。我臺設備根據(jù)情況分別采用了避雷針、電源避雷器、線路避雷器等技術措施。

2 DVOR/DME設備避雷系統(tǒng)

設備的避雷，分為室外的天線系統(tǒng)避雷和室內(nèi)的電源系統(tǒng)和信號線系統(tǒng)避雷兩種情況。室外需防止直擊雷擊到天線系統(tǒng)；室內(nèi)需防止感應雷通過電源線路和信號線路對設備的入侵。

（1）室外天線系統(tǒng)主要就是發(fā)射機天線和監(jiān)控天線，主要采用接閃技術即安裝避雷針、引下線及接地系統(tǒng)。避雷針是吸引閃電電流的金屬導體，然后通過引下線把閃電電流引到接地體上，接地體是埋在地下的導體，它把閃電電流瀉放到大地中去。具體設施如下：DVOR發(fā)射天線基礎49個，中央天線一個，處在反射網(wǎng)的中心，邊帶天線48個，每個天線的基礎與反射網(wǎng)相連，再通過反射網(wǎng)引線同接地體相連，接地電阻為1.2Ω。DME收發(fā)天線緊靠著DVOR平臺邊緣。DVOR監(jiān)控天線安裝在支撐桿上，通過支撐桿同接地極相連，其接地電阻約為1.2Ω。距離反射網(wǎng)平臺2米安裝三根避雷針，每根避雷針相隔120°，反射網(wǎng)地下鋪地網(wǎng)，避雷針通過引下線與地網(wǎng)相連。

每根避雷針的保護范圍即為以避雷針為直徑的球體，這樣整個天線場處于三根避雷針的保護之下。當發(fā)生雷擊時，避雷針主要是吸引雷電電流，通過引下線將雷電流引入地下，通過地網(wǎng)將電流瀉放出去，保護天線系統(tǒng)免遭雷擊。

（2）室內(nèi)DVOR/DME避雷分為電源系統(tǒng)避雷和遙控信號線路避雷。根據(jù)統(tǒng)計分析表明：80%的雷擊事故是雷電波侵入電源線造成的，因此電源系統(tǒng)的避雷尤顯重要。

我臺電源系統(tǒng)避雷采用氧化鋅避雷器，它主要由氧化鋅壓敏電阻構成。其主要工作元件為金屬氧化物非線性電阻片，它具有非線性伏安特性，阻值隨外部電壓的過電壓而急劇變小。每塊壓敏電阻從制成時就有一定的開關電壓，在正常運行時，避雷器的壓敏電阻具有極高阻值，呈絕緣狀態(tài)；當出現(xiàn)雷電過電壓時，電壓超過啟動值后，電阻呈低阻被擊穿，相當于短路狀態(tài)，瀉放電流，避雷器兩端維持較低的殘壓，對設備起保護作用。待過壓結束，避雷器立即恢復極高阻值，繼續(xù)保持絕緣狀態(tài)，保證系統(tǒng)的正常運行。

在設備供電系統(tǒng)中，采用分級保護的方式，從供電系統(tǒng)配電房開始，逐步進行能量泄放，對瞬態(tài)過電壓分為三個階段抑制。當設備受到瞬態(tài)過電壓侵襲時，避雷器能快速動作將過能量泄放。

第一階段：在配電間設備供電系統(tǒng)中，進線A、B、C相和地之間，并聯(lián)安裝大容量電源避雷器，要求該級電源保護器具備100KA/相以上的最大沖擊容量，限制電壓應小于1500V。可承受直擊雷和感應雷的大電流和高能量浪涌能量，吸收并將大量的浪涌電流分流到大地。第二階段：在設備機房進線A、B、C相和地之間，并聯(lián)安裝容量為40KA/相以上，限制電壓小于1200V大容量電源避雷器。機房電源避雷器，將配電間輸入三相供電剩余浪涌能量進行更完善的吸收，對于瞬態(tài)過電壓具有極好的抑制作用。此時機房的空調(diào)器及其它用電設備，可以從第二階段引入電源。第三階段：在設備電源和設備之間并聯(lián)安裝設備電源避雷器。要求的最大沖擊容量為20KA/相或更低一些，要求的限制電壓應小于1000V，以達到完全消除微小瞬態(tài)過電壓目的，同時也可以保護用電設備免受系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓影響。

通過這三個階段抑制，完成了DVOR/DME設備供電系統(tǒng)的避雷保護。

（3）遙控信號線路避雷采用信號避雷器。DVOR/DME設備的遙控，通過遙控單元接口，利用通訊電纜同機房設備遙控接口相連接。信號避雷器采用分流入地技術，分流就是在一切從室外來的導線與接地線之間串聯(lián)避雷器，當直擊雷或感應雷在導線上產(chǎn)生的過電壓波沿著這些導線進入時，避雷器的電阻突然降到低值，近于短路狀態(tài)，將閃電電流分流入地，從而保護設備的遙控單元。

3 對臺站防雷工作的建議

（1）定期檢查防雷設施，并設專人負責，定期對設備的接地阻值進行測量；特別是在雷雨過后，要檢查避雷器有無擊壞，各種接地有無斷裂。

（2）定期檢測避雷器，防止因時間長材料老化而動作電壓下降，既容易損壞避雷器，又起不到避雷作用。

（3）雷災發(fā)生后應及時處理，采取措施，避免再次雷擊。

4 結語

做好導航系統(tǒng)設備避雷工作，為設備正常運行和飛機的飛行安全提供有力的保障，是筆者論述本選題的初衷，也是確保飛機飛行安全的職責所在。

參考文獻：

[1]《電子設備雷擊保護導則》（GB7450-87）.

[2]《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB 50057-94）.

[3]《通信工程電源系統(tǒng)防雷技術規(guī)定》（YD5078-98）.endprint