民航通信導航系統中的防雷接地技術

文/季正宇

1 雷電對民航通信導航系統的危害

雷電是一種自然現象，其破壞性較大，尤其是對精密電子設備的危害更大。通信導航系統是民用航空中不可或缺的重要組成部分之一，直接關系到飛機的飛行安全性，一旦通信導航系統發生故障問題，將會造成極其嚴重的后果。近年來，民航的通信導航臺站中引入大量的通信設備，由此雖然使通信導航的整體性能獲得大幅度提升，但由于這些通信設備采用的都是集成度較高的微電子電路，致使其對雷電脈沖較為敏感，如果發生雷擊，在浪涌的作用下，會導致設備過壓損壞，進而對通信可靠性造成影響，不利于飛機的安全飛行。當雷電擊中民航通信導航臺站所在的建筑物時，會引起過電壓，并經由通信電纜入侵到臺站內的通信導航設備當中，這樣便會導致導航系統故障。因此，為最大限度地減輕雷電對民航通信導航系統的影響，必須采取合理可行的防雷接地技術措施，提高系統的耐雷水平。

2 民航通信導航系統中的防雷接地技術措施

2.1 綜合防雷技術措施的運用

民航通信導航系統的重要性決定了防雷接地保護的必要性，為進一步提升系統的整體耐雷水平，可以采取綜合防雷技術措施。

2.1.1 全向信標的防雷

在民航通信導航系統中，全向信標（DVOR）是不可或缺的重要設備之一，也是比較容易遭受雷擊損壞的設備。因此，必須運用合理可行的技術措施，提高DVOR 的防雷效果。根據相關規范的規定要求，全向信標應當在地面架設避雷針，以此作為接閃器，避雷針的數量應當不少于三根，每根避雷針的保護范圍即以避雷針為直徑的球體，這樣三根避雷針便可以對整個天線場進行有效地保護。如果發生雷擊，避雷針會對雷電流進行吸引，并通過接地引下線，將雷電流泄放到大地當中，從而達到防雷的目的。需要特別注意的是，當DVOR 與測距設備合裝時，應當使測距設備的天線處于避雷針的保護范圍之內，以免測距設備的天線遭受雷擊波及到DVOR。

2.1.2 DME 的防雷

DME 是距離測量系統的簡稱，其也被稱之為測距機，是國際民航組織批準的近程導航系統，其構成情況如圖1所示。

鑒于DME 系統在民航通信導航中的重要程度，必須采取有效的防雷技術措施，提升其耐雷水平，從而減少并避免雷擊故障的發生。

（1）電源系統防雷。針對DME 的電源系統可以運用如下防雷措施：在電源系統上加裝氧化鋅避雷器，之所以選用這種類型的避雷器主要是因為其采用的是氧化鋅壓敏電阻及非線性電阻片，當遭受雷擊時，外部電壓升高，電阻會隨之下降，由此可對電源系統起到有效的保護。此外，對于DME 設備的供電系統，可以采取分級保護的方法，借此來使能量逐級釋放，通過對瞬態過電壓的階段性控制，使雷擊產生的能量可以及時釋放。

（2）信號線防雷?？蓪⒈芾灼骷友b在DME 設備的遙控接口位置處，運用分流入地技術，對信號線的運行安全性提供可靠保護，具體做法如下：采用串聯的方法將避雷器與接地線及室外導線進行連接，當雷電流侵入導線時，避雷器便會發揮出防雷的作用，使電阻快速下降，這樣一來雷電流便會分散流入大地，保證了DME 系統中地面設備的安全性。

2.2 運用屏蔽與等電位連接技術

2.2.1 屏蔽技術

在通信導航系統防雷中，屏蔽是一種較為簡單且有效的技術措施，通過對電纜進行屏蔽處理，能夠對雷擊產生的電磁脈沖干擾進行抑制。由于民航通信導航系統中有很多電纜都是在露天環境內布設，從而增大了雷擊的可能性，如果電磁脈沖侵入電纜后，會對連接的通信設備造成影響。故此，可對電纜采取電磁屏蔽保護。進入通信機房的電纜需要進行屏蔽處理，并在屏蔽層的兩側進行可靠接地。

2.2.2 等電位連接技術

通信導航機房內的所有設備均應當進行等電位連接，將帶電的金屬以SPD（浪涌保護器）和匯流排進行連接，不帶電的金屬則可以導線與匯流排進行連接，并將匯流排進行接地，從而使所有通信設備達到等電位的狀態，以此來對雷擊盡心防范。對于高頻通信導航臺，可以采用M 型共用結構，并遵循就地處理的原則。為使等電位連接的作用得以最大限度地發揮，應當確保連接質量。

2.3 加大防雷接地的檢查力度

圖1：民航DME 架構示意圖

為確保防雷接地在民航通信導航系統中的保護作用能夠充分發揮，必須保證防雷接地的運行可靠性。因此，需要做好防雷設備的檢查工作。可對天線的電纜進行定期檢查，看其是否與相應的插座有效連接，接插是否牢固；對天線的平衡進行檢查，看不平衡變換電纜是否全部接好，有無纏繞或是扭曲的現象，是否全部處于天線的支架桿內；對天線的電離片及短路片進行全面檢查，看是否全部調整至臺站的頻率范圍內；對天線的饋線系統進行檢查，看是否與機房內的相關設備進行連接；對所有避雷器進行檢查，看運行是否正常；對接地線進行檢查，看是否牢固可靠，特別是要加強對接地網的檢查，對接地電阻值進行測量，看是否在標準規定的范圍內，即小于1Ω。

3 結論

綜上所述，為避免雷電對民航通信導航系統運行安全性和穩定性的影響，應當采取合理可行的防雷接地技術，提高通信導航系統的耐雷水平。在防雷時，可將無線電信標及DME作為重點對象，同時，應當做好屏蔽和等電位連接，并加大系統中關鍵設備的檢查力度，確保防雷接地保護作用的全面發揮。