民航自動轉報機房防雷分析與研究

舒濤

摘 要：民航自動轉報系統是重要的民航通信系統之一，為中國民用航空飛行學院的教學飛行訓練提供保障。本文根據《民用航空通信導航監視設施防雷技術規范》（MH/T4020-2006）對自動轉報機房的防雷系統進行了分析，找出了不符合規范的防雷設施，研究了防雷系統的改造方案。保證了機房設備的正常運行，為飛行訓練提供保障。

關鍵詞：自動轉報；防雷系統；分析與研究

中圖分類號：V351.36 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）23-0180-02

民航自動轉報系統是一種重要的民航通信系統，實現對航管信息、航行情報、氣象信息等數據進行自動存儲和轉發，為民航飛行安全提供了通信保障。雷電是一種自然現象，同時也是一種非常嚴重的自然災害，尤其對通信機房內的設備危害較大，人們無法對雷電進行控制，只能加強對雷電的防護措施來減少其破壞了，降低損失。中國民航飛行學院自動轉報系統為學院的飛行訓練提供服務和保障，自動轉報機房防雷設施的對設備起著保護作用，設備正常運行率直接關系到飛行安全，因此有必要對自動轉報機房防雷進行分析研究，找出存在的問題并進行改造，保障設備正常運行，為飛行訓練提供保障。

1 自動轉報機房防雷系統綜合分析

中國民航飛行學院自動轉報機房位于四川廣漢市郊區的飛行學院校園內，地勢平坦開闊，周圍無高大建筑物，年平均雷暴日32d，屬于雷暴活動和雷電災害多發區，機房所在航務樓高6層，相對突出，較容易遭受雷擊。機房位于航務樓2樓，長8米寬4米。根據《民用航空通信導航監視設施防雷技術規范》（MH/T4020-2006）弟6條規定，自動轉報機房所處地區年平均雷暴日數大于或等于30d但小于80d，但不滿足特級條件的通信導航監視設施，屬于甲級雷電防護等級[1]。對自動轉報機房的防雷系統應按照甲級雷電防護等級要求來進行分析。

1.1 直擊雷防護設施

根據MH/T4020-2006第7.1.1條規定，自動轉報機房的直擊雷防護設計應符合GB50057-94（2000年版）規定的第二類防雷建筑物要求。第二類防雷建筑物防直擊雷的措施，宜采用裝設在建筑物上的避雷網（帶）或避雷針或由其混合組成的接閃器[2]。自動轉報機房設置在航務樓的2樓，航務樓為6層高的建筑結構，根據MH/T4020-2006雷電防護區的劃分方法自動轉報機房所處位置屬于LPZ1區，符合“一般機房及設備宜置于LPZ1區或更高防護區內”的通信導航監視設施雷電防護原則。樓頂裝有避雷針，同時利用樓的混泥土鋼筋作為引下線，來對直擊雷進行防護，符合MH/T4020-2006的直擊雷防護原則，可以對直擊雷進行有效的防護。

1.2 供電系統電涌保護設施

機房供電系統為從總配電室引入的1路380v交流電，機房的配電箱安裝有一個電源電涌保護器（SPD）；總配電室電源箱安裝有一個電源SPD；兩個電源SPD的安裝不規范，兩端的連接導線較長。不符合MH/T4020-2006的供電系統電涌保護原則，雷電保護等級為甲級的通信導航監視設施應安裝三級電源SPD。供電系統得不到有效的雷電防護。

1.3 信號傳輸系統的電涌保護設施

自動轉報機房內配有2套自動轉報機柜和1套數據傳輸網絡機柜。進出自動轉報機柜的信號采用電話線路來傳輸，機柜內有電話配線架、DDN專線電話設備RJ11端口、網絡交換機RJ45端口，都沒有安裝信號SPD；數據傳輸網絡機柜采用光纖傳輸數據，DDN電話專線設備RJ11端口同樣未安裝信號SPD。不符合MH/T4020-2006的信號傳輸系統電涌保護原則，信號傳輸系統得不到有效的雷電防護。自動轉報機房內還有1套電話分線箱，沒有安裝信號SPD，電話信號得不到有效的雷電防護。

1.4 等電位連接

通信導航監視設施應充分利用建筑物內金屬構件的多重連接實現等電位，應將建筑物上的大尺寸金屬件連接在一起，并于防雷裝置相連。機房地面鋪設有靜電地板，室內的設備和金屬門窗均沒有進行等電位連接。不符合MH/T4020-2006對等電位的連接要求。

1.5 接地系統

航務樓外側有接地網，接地網由直徑為10mm的圓鋼組成，并采用銅箔帶引入機房，經測試接地電阻為3.6Ω。符合MH/T4020-2006對接地系統的要求。

2 自動轉報機房防雷系統研究

通過對自動轉報機房防雷系統的綜合分析，直擊雷防護和接地系統符合MH/T4020-2006規定，不需要進行改造；供電系統電涌保護、信號傳輸系統電涌保護、等電位連接不符合MH/T4020-2006規定，需要進行改造。

2.1 供電系統電涌保護改造設計

自動轉報機房內供電系統由總配電室配電柜引入機房配電箱，經UPS（不間斷電源）后到自動轉報機柜。根據MH/T4020-2006規范第8.1.4條規定，自動轉報機房的雷電防護等級為甲級，供配電系統應安裝三級電源SPD保護。電源SPD兩端的連接導線長度應小于0.5m或采用凱文接線方式，布放整齊，綁扎固定，短直不盤繞。電源SPD的選擇符合MH/T4020-2006規范第8.2條規定。具體技術參數要求如表1所示。

（1）第一級電源SPD。將總配電室原有的SPD拆除，在兩個總配電柜總空氣開關后端各安裝一套工作電壓=AC380V、沖擊電流Iimp（10/350μs）=25kA、電壓保護水平Up≤2.5kV的三箱電源SPD，安裝固定在總配電柜輸入總開關附近的導軌上。在配電柜內分別按照1套接地排，與室外接地網相連。（2）第二級電源SPD。將機房配電箱內原有SPD拆除，在機房配電箱AC380V電源輸入空氣開關后端，安裝一套工作電壓=AC380V、標稱放電電流In（8/20μs）=40kA、電壓保護水平Up≤1.5kV的三相電源SPD，安裝固定在機房配電箱內導軌上。就近利用與室外接地網連通的專用接地排接地。（3）第三級（末級）電源SPD自動轉報機房內的所有設備都是通過UPS進行不間斷供電，根據末級SPD安裝在盡可能靠近設備處的原則，所以第三級電源SPD安裝在自動轉報機柜、網絡數據傳輸機柜內的AC220V電源輸入端。各安裝一套工作電壓=AC220V、標稱放電電流In（8/20μs）=20kA、電壓保護水平Up≤1.5kV的單相電源SPD（防雷插線板）。

2.2 信號傳輸系統電涌保護改造設計

根據MH/T4020-2006規范第9條規定，進出自動轉報機房的通信線纜應選用有金屬屏蔽層的電纜或敷設在首尾電氣貫通的金屬管道（如鍍鋅鋼管）內，并埋地引入，金屬屏蔽層或外護套、金屬管道應兩端就近接地。線纜的埋設深度不應小于0.7m，長度應不小于15m，且符合8.1.2的要求。

（1）電話配線架信號線SPD。根據MH/T4020-2006規范第9.1.3條規定，在自動轉報機房內的電話總配線箱（60對線）和自動轉報機柜電話線配線架（140對線）上，分別安裝一個工作電壓=DC170V、In（8/20μs）=5kA的電話線信號SPD，就近與機房內的專用接地排連接。（2）DDN專線電話信號線SPD。自動轉報機房沒有進行特殊的屏蔽，DDN電話專線的長度大于30m，根據MH/T4020-2006規范第9.1.5條規定，應當在DDN電話專線設備RJ11端口的兩端分別加裝一個工作電壓=DC48V、額定電流=300mA的電話線信號SPD，就近與機房的專用接地排連接。（3）網絡信號線SPD。根據MH/T4020-2006規范第9.1.5條規定，在自動轉報機柜內的網絡交換機設備RJ45端口的兩端分別加裝一個工作電壓=DC3.3V、額定電流=300mA的網絡線信號SPD，就近與機房的專用接地排連接。

2.3 等電位連接改造設計

根據MH/T4020-2006規范第11條規定，自動轉報機房應聯合使用建筑物和房間外部屏蔽、線纜屏蔽及設備等電位連接等措施。

（1）等電位連接網設計。根據MH/T4020-2006規范第11.2.3條規定，自動轉報機房應采用M型等電位連接方法，所以應當在機房內部設置等電位連接網，設備就近與等電位連接網連接。在自動轉報機房（4m×8m）內的靜電地板下分別設置1處等電位連接網，等電位連接網采用30mm×3mm銅帶制作，沿室內四周構成均壓環，并用高度為100-150mm絕緣子與地面絕緣，均壓環上每隔1～1.5m預留φ8mm接地螺栓孔，供設備接地使用。均壓環在機房內與建筑預留等電位連接端子通過焊接多點連通。在均壓環中間，采用35mm2銅編織帶組成不大于600mm×600mm的均壓網格，靜電地板金屬支架多都通過焊接與均壓環網可靠連通。（2）設備等電位連接。采用35mm2銅編織帶將機房內自動轉報機柜、數據網絡機柜、電話分線箱、金屬配線架、UPS、電池柜等設備金屬外殼、金屬機架、金屬線槽等就近與等電位連接網連接，機房內的金屬門窗、靜電地板金屬支撐、電纜屏蔽層、光纖金屬屏蔽層、金屬加強芯等，采用10mm2的多股銅芯線就近與等電位連接網連接。

3 結語

本文對中國民用航空飛行學院自動轉報機房的防雷系統根據《民用航空通信導航監視設施防雷技術規范》（MH/T4020-2006）進行了綜合分析，其中直擊雷防護設施和接地系統符合MH/T4020-2006規定；供電系統電涌保護、信號傳輸系統電涌保護、等電位連接不符合MH/T4020 -2006規定，分別對他們進行了改造設計，使自動轉報設備得到了有效的雷電防護，保證了設備的正常運行，為飛行訓練提供了保障。

參考文獻

[1]中國民用航空總局.MH/T 4020-2006.民用航空通信導航監視設施防雷技術規范[S].北京：中國科學技術出版，2006.

[2] 中華人民共和國住房和城鄉建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB 50057-2010.建筑物防雷設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2010.