空管通導(dǎo)設(shè)備接地問題的分析研究

沙東亮

摘 要：通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備是保障青海空管分局運(yùn)行安全的基礎(chǔ)，近年來，隨著民航空管事業(yè)的發(fā)展，通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備建設(shè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但電磁干擾也開始成為影響通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行的重要因素。在通導(dǎo)設(shè)備建設(shè)大機(jī)房的應(yīng)用過程中，電磁干擾以各種形式出現(xiàn)，成為影響通導(dǎo)設(shè)備正常安全運(yùn)行的重要因素之一，也影響到空管的運(yùn)行安全。本文從空管通導(dǎo)設(shè)備接地問題著手，對(duì)電磁干擾的現(xiàn)象進(jìn)行了梳理，分析了設(shè)備運(yùn)行中的干擾類型和接地方式，結(jié)合工作實(shí)際，為有效提高空管通導(dǎo)設(shè)備的抗干擾能力提出了具體措施。

關(guān)鍵詞：通導(dǎo)設(shè)備 接地 分析

中圖分類號(hào)：V355 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）08（b）-0055-02

由于空管通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備電子系統(tǒng)的集成度越來越高，大機(jī)房中動(dòng)力線路與控制線路縱橫交錯(cuò)，而大部分通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備設(shè)計(jì)復(fù)雜，精密化智能化程度高，對(duì)于電磁干擾比較敏感和脆弱，一旦受到電場(chǎng)的干擾，電位就會(huì)發(fā)生變化，電路系統(tǒng)工作就會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，從而對(duì)安全運(yùn)行產(chǎn)生較大影響。為提高通導(dǎo)設(shè)備工作穩(wěn)定性，合理設(shè)備接地是降低電磁干擾的重要手段，接地與綜合防護(hù)是保證民航設(shè)備安全可靠運(yùn)行的必要措施。

1 電磁干擾現(xiàn)象及其分析

隨著空管電子化設(shè)備大量推進(jìn)使用，設(shè)備數(shù)量急劇增加，信號(hào)傳輸越來越復(fù)雜，靈敏度越來越高，功率越來越大，受電磁干擾現(xiàn)象越來越普遍。在日常運(yùn)行中，管制模擬機(jī)就曾經(jīng)因?yàn)槭茈姶鸥蓴_導(dǎo)致管制員在模擬訓(xùn)練時(shí)語音雜音較大無法相互通話的問題，當(dāng)管制員反應(yīng)模擬機(jī)通話雜音較大，維護(hù)人員調(diào)查后發(fā)現(xiàn)由于模擬機(jī)所在房間原屬于辦公用房，不具備機(jī)房接地和屏蔽的條件，由于設(shè)備均未有效接地，導(dǎo)致產(chǎn)生電磁干擾，進(jìn)而影響通話質(zhì)量。青海空管也曾經(jīng)發(fā)生由于設(shè)備顯示器老化產(chǎn)生電磁干擾的問題，由于液晶顯示器高壓板老化，產(chǎn)生電磁干擾，維護(hù)人員在日常的電磁環(huán)境排查中迅速定位后得以解決。總得來說，電磁干擾主要產(chǎn)生的原因大多是由于存在電路回路的公共阻抗耦合導(dǎo)致電路性干擾，由于電流變化導(dǎo)致在電感性元件上產(chǎn)生電感性干擾，由于導(dǎo)線內(nèi)阻原因?qū)е码妷寒a(chǎn)生壓差形成的干擾，由于材料的絕緣性能導(dǎo)致的靜電放電干擾等[1]，這些電磁干擾現(xiàn)象影響著空管通導(dǎo)監(jiān)視設(shè)備的正常安全運(yùn)行。

2 空管通導(dǎo)設(shè)備接地技術(shù)概述

2.1 空管設(shè)備接地的類型

為提高空管通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備工作的穩(wěn)定性和操作人員的安全性，設(shè)備接地是提高設(shè)備電磁兼容性降低電磁干擾的重要手段。通過設(shè)備接地，把電位變化產(chǎn)生的電荷通過金屬導(dǎo)體導(dǎo)入到大地中，以此來降低磁場(chǎng)干擾現(xiàn)象。通導(dǎo)設(shè)備的接地類型主要有防靜電接地、工作接地、安全接地、防雷電接地、屏蔽接地、模擬接地及設(shè)備接地等，實(shí)際安全生產(chǎn)運(yùn)行中需要根據(jù)通導(dǎo)設(shè)備的系統(tǒng)類型和運(yùn)行狀態(tài)選擇對(duì)應(yīng)的接地方法，保障設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 空管設(shè)備接地的方式

從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看，目前空管通導(dǎo)設(shè)備的接地類型主要包括并聯(lián)式接地、分散式接地和混合式接地3種。并聯(lián)式接地又稱為單點(diǎn)接地，指將通導(dǎo)設(shè)備各系統(tǒng)中的全部地線并聯(lián)起來統(tǒng)一接到公共地線的同一處，由于并聯(lián)式接地沒有形成環(huán)形回路，不會(huì)對(duì)通導(dǎo)設(shè)備產(chǎn)生干擾，但可能存在由于設(shè)備地線較長(zhǎng)致使阻抗過大的問題。分散式接地又稱為多點(diǎn)接地，是指通導(dǎo)設(shè)備的各部分分別與接地系統(tǒng)就近接地，這樣的接地方式地線短，但由于接地系統(tǒng)較多，容易導(dǎo)致禍合而產(chǎn)生干擾。混合接地同時(shí)包含了并聯(lián)式節(jié)點(diǎn)和分散式接地的兩種特性，在地線系統(tǒng)中利用電感電容器件在不同頻率下不同阻抗的特性，綜合使用并聯(lián)式和分散式的接地結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的頻率合理設(shè)計(jì)不同的接地方式。

3 抗電磁干擾的具體措施

在掌握電磁干擾產(chǎn)生的原因和接地的種類和方式后，可以采用綜合性技術(shù)措施降低或者避免干擾現(xiàn)象的發(fā)生以使通導(dǎo)設(shè)備的正常運(yùn)行，結(jié)合設(shè)備運(yùn)行實(shí)際情況，目前可采用以下一些措施來防止電磁干擾。

3.1 合理規(guī)劃布線避免公共阻抗

目前空管通導(dǎo)機(jī)房多采用大機(jī)房設(shè)備集中管理模式，由于空管通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備中的電路大多是由多級(jí)電路組成的，所有的通導(dǎo)設(shè)備集中在一塊，抗干擾能力小的微弱信號(hào)最容易受到干擾。所以，在機(jī)房或者是設(shè)備布線過程中要確保科學(xué)性、規(guī)范性和精密程度。數(shù)字電路與模擬電路接地應(yīng)嚴(yán)格分開，在模擬電路中盡量加大其接地面積，以減少接地阻抗。在設(shè)計(jì)線路時(shí)充分考慮電位差的存在，通過合理布線來降低地線中的公共阻抗，盡量避免大地與通導(dǎo)設(shè)備間的電勢(shì)差形成信號(hào)回路，若出現(xiàn)任何問題都會(huì)對(duì)通導(dǎo)設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。綜合來說，在對(duì)通導(dǎo)設(shè)備接地時(shí)，應(yīng)盡量多使用用混合接地方式，根據(jù)設(shè)備不同的阻抗特性以并聯(lián)式接地為基礎(chǔ)結(jié)合分散式接地，將通導(dǎo)設(shè)備各模塊分別接地以降低電流沖擊。青海空管航管樓設(shè)備大廳設(shè)計(jì)上走線為弱電通信電纜，同時(shí)將模擬線和數(shù)字線通過上下兩層橋架分開，下走線為強(qiáng)電電力電纜，部署接地電纜時(shí)，采用并聯(lián)式和分散式綜合接地的方式，對(duì)有效降低干擾起了一定的作用。

3.2 采取措施降低地線抗阻

降低通導(dǎo)設(shè)備接地地線本身的阻抗是最有效的抗干擾措施。地線阻抗由電阻和電感組成，若電阻值較大，那么會(huì)導(dǎo)致電流在線路中受到阻礙，影響抗干擾能力。地線電阻的公式為：RDC=S/A，這其中的RDC為電阻率，S為電流通過的導(dǎo)體長(zhǎng)度，A為接地線橫截面積[2]。由此公式可以推斷出，如果要降低電阻，就需要增大接地線的橫截面積。在實(shí)際運(yùn)行中通導(dǎo)設(shè)備的電流主要在導(dǎo)體的表面?zhèn)鬟f，從而致使導(dǎo)體實(shí)際的橫截面較小而電阻阻抗較大，因此，要降低導(dǎo)體電阻的阻抗，就需要增加導(dǎo)體實(shí)際的橫截面積。同時(shí)，縮短導(dǎo)體長(zhǎng)度也是降低地線阻抗的重要手段，以并聯(lián)式接地為框架，結(jié)合分散式接地的方式，確保通導(dǎo)設(shè)備各模塊的接地線導(dǎo)體能與最近的大地進(jìn)行連接，以此來縮短地線導(dǎo)體的長(zhǎng)度從而降低地線阻抗，從而實(shí)現(xiàn)通導(dǎo)設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。

3.3 正確接地連接減少地環(huán)路干擾

分散式接地可以縮短地線導(dǎo)體長(zhǎng)度從而降低阻抗，但卻很容易產(chǎn)生地環(huán)路干擾。產(chǎn)生地環(huán)路干擾的主要原因是由于分散式接地的通導(dǎo)設(shè)備間，由于接地點(diǎn)較多引起地線電位差形成了地環(huán)路電流，導(dǎo)致產(chǎn)生差模干擾電壓，從而產(chǎn)生地環(huán)路干擾通導(dǎo)設(shè)備正常安全運(yùn)行。日常運(yùn)行中我們可以通過光電耦合器或者共模扼流圈等措施來抑制或者阻斷地環(huán)路的形成[3]，也可以通過混合接地方式，合理規(guī)劃結(jié)合并聯(lián)式接地和分散式接地多種接地方式，控制接地點(diǎn)數(shù)量，排除接地系統(tǒng)中可能導(dǎo)致電磁干擾的連接，從而提升通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行安全。在運(yùn)行維護(hù)中，認(rèn)真控制接地點(diǎn)的數(shù)量，每個(gè)機(jī)柜只接一個(gè)接地點(diǎn)，對(duì)機(jī)柜內(nèi)部的設(shè)備再進(jìn)行并聯(lián)接地，從而減少地環(huán)路干擾。

4 結(jié)語

近年來，民航空管的通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備建設(shè)取得了快速的發(fā)展，通導(dǎo)設(shè)備正常運(yùn)行是保障空管安全運(yùn)行的基石，隨著通導(dǎo)設(shè)備的建設(shè)大機(jī)房的應(yīng)用，電磁干擾成為影響通導(dǎo)設(shè)備正常安全運(yùn)行的重要因素之一。通導(dǎo)設(shè)備接地是有效控制電磁干擾的重要手段，通導(dǎo)設(shè)備接地技術(shù)水平的高低，關(guān)系設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量的好壞。我們要根據(jù)通導(dǎo)設(shè)備的不同工作屬性，科學(xué)合理設(shè)計(jì)規(guī)劃和安裝部署接地系統(tǒng)和設(shè)備機(jī)柜位置，結(jié)合并聯(lián)式接地和分散式接地多種接地方式，規(guī)范安全地進(jìn)行設(shè)備操作，可有效降低電磁干擾現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備的正常安全可靠運(yùn)行的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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