地面通信導航系統設備防雷及保護技術淺析

黎超

【摘要】航空系統的導航、地空通信主要是通過地面通信導航系統與衛星導航進行控制。而我國目前常使用的大規模集成電路技術通信導航應用，一旦遭到雷擊就會對整個航空通信系統造成嚴重破壞。地面通信導航系統設備如何進行防雷和設備保護，是航空事業發展的重點。

【關鍵詞】通信導航系統 防雷 防護

一、引言

大規模集成電路和智能化在我國航空，尤其是民航通信設備中得到廣泛應用，使得各種先進通信設備對過電壓的要求也就越來越高。現代的航空地面通信導航系統設備對雷電較敏感，這樣雷害問題就日益凸顯出來。為了提高我國民航通信及導航系統的安全和可靠水平，保障人民生命及財產安全，必須采取措施對地面的通信導航系統進行防雷電保護，以實現維護民航運輸通信導航的穩定，保障我國人民的生命財產安全。

二、概念解析

1、航空通信導航系統。航空通信導航系統是一種多功能的航空電子系統。除通信外，還用于飛機間的相對導航和識別本系統成員。隨著電子對抗的發展，飛機無線電通信的保密、抗干擾、信號隱蔽等問題日益突出。機載電子設備日益增多，飛機負擔不斷增加，各項設備之間的電磁干擾也日益嚴重。鑒于以上的問題，航空運輸迫切需要航空電子設備實現多種用途，能同時具有相對導航和識別本系統成員的功能，這樣就出現了通信、導航、識別綜合系統。通信、導航、識別綜合系統能提供數字化語音、實時數據、精確測距、可靠識別等服務，并有大、中、小三種規格，可供各種飛機、各種指揮控制中心和移動的部隊使用。

2、防雷技術。防雷技術是指通過組成攔截、疏導最后泄放入地的一體化系統方式以防止由直擊雷或雷電的電磁脈沖對建筑物本身或其內部設備造成損害的防護技術。目前應用于航空運輸中較廣的防雷技術主要有：雷電探測及雷電機理技術、輸電線路繞反擊判別技術、輸電線路降低雷擊跳閘率技術、雷電流測量技術、直擊雷防護技術、感應雷防護技術、侵入波防護技術、電子設備防雷技術、金屬氧化物避雷器技術、SPD技術。

三、地面通信導航系統設備防雷及保護技術應用

1、外部措施。航空通信導航系統的防雷外部措施主要是采用避雷針（避雷線、避雷網或避雷帶）和接地裝置（接地線、地級）。接地是防雷工程的最重要環節，不論是直擊雷防護還是雷電的靜電感應、電磁感應和雷電波入侵的防護技術，最終都是把雷電流送入大地。如果沒有良好的接地技術，就不可能有合格的防雷過程。保護接地的作用就是將電氣設備不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接，降低接點的對地電壓，避免人體觸電危險。定期檢查外部防雷設備是航空通信導航系統的防雷得以長期保護的重要工作。例如，定期檢查每個天線的電纜是否都已接到相應的天線插座，是否上緊；檢查每個天線的平衡一不平衡變換電纜是否都已接上，是否出現絞扭，是否塞到天線的支架桿內；檢查所有天線的電離片和短路片是否都已調到相應臺站的頻率檢查所有邊帶天線的饋線是否都已接到機房內的ADS上，連接時要注意相應的天線參數；檢查所有的接地線是否牢靠，尤其是地網接地，接地電阻值應小于1歐姆。

2、內部措施。航空通信導航系統的防雷內部措施主要是在發生雷電預警時可以迅速啟動應急預案，加強民航信號傳輸系統的保護。航空通信及導航系統專用光纜，設置雷電防護等級，在總配線架的分盒處安裝SPD信號，且該信號的放電電流要小于3KA。國際摩爾斯碼、調制頻率1020～50Hz、調制深度0～15%可調、編碼重復率6次，分鐘可調、鍵控速率7個字，分鐘可調。與DME合裝時，識別碼允許DVOR/DME分開獨立工作或DVOR/DME聯合工作（每第四個識別碼組送去DME）。對涉及航空通信導航的重要且精密的設備及UPS的前端假裝地面避雷器，預防在發生雷擊時，較大雷電電流可以通過電壓能量分流疏導至地下，保護精密數據的實時傳輸。通信及導航系統控制中心的計算機儀器等，全部需要對地假裝避雷器，儀器中的一些空線也需要接地和屏蔽接地處理。在機場四周的各個機房內安裝信號避雷器，光纜中的芯線提前做好接地處理和維護，外邊包裹金屬護套接地，雙重的接地處理保證達到避雷的目的。

總結：民航運輸，肩負著我國日益增長的居民出行運輸重任，民航的空中安全管理成為重中之重。防患于未然，在空中交通事故發生產預警管理，杜絕空難事故的出現，是民航安全管理局的首要任務。雷電是大氣層的一種常見的劇烈放電自然現象，航空地面通信設備的防雷及保護需要從外部、內部都做相應技術處理才能得以實現。