民航機場電子設備雷電危害與防護分析

馬林

摘要：雷電的發生是不可預測的，造成的危害是巨大的，應該對此加以高度重視。在現階段發展過程中，我國民航機場的運轉都是采用電子設備，而電子設備因為其特性而很容易受到雷電的入侵，在一系列的作用之下可能導致機場的電子設備發生損壞或者是出現癱瘓的現象，會給整個機場的運行帶來嚴重的后果，繼而嚴重影響飛機的出行安全。它不僅僅影響著民航企業安全生產與發展，也對人們的生命、財產等方面安全都構成威脅。因此，如何有效的避免雷電對民航電子設備的危害，并在此基礎上研究制定有效的解決策略，是民航企業需要重點思考的一個問題。

關鍵詞：民航機場;電力設備;雷電

引言

雷電打擊民航機場的電子設備，將會導致電子設備系統癱瘓，影響飛機安全。應詳細了解民航機場電子設備雷電危害，積極總結適當的防護措施，提高民航機場的運行安全。

1民航機場電子設備與雷電概述及重要性

1.1概述

關于雷電危害，其本身屬于爆發性自然危害，主要表現為伴有雷鳴、閃電的放電現象，在不同地物條件下有不同雷電表現，從雷電活動一般地物條件看，對于空曠地中孤立建筑物、接收天線、輸電線路、大樹以及其他帶有尖端放電特性的設備，均易受到雷擊，特別對于電子化、信息化等設備，危害表現更加明顯。以當前民航機場為例，近年來建設中逐漸引入較多設備，如飛機跑道導航設備、程控交換機、塔臺內指揮設備、衛星接收設備、指揮中心設備、高頻收發設備、雷達設備、自動轉報設備以及微波通信設備等，這些電子設備對雷電均保持較高的敏感性。雖然當前電子設備的性能不斷被改善調整，但由于運行中均需控制在一定電壓范圍下，所以對于雷電帶來的高壓很難應對，一旦電子設備處于運行狀態，受雷擊影響，可能直接出現設備損壞問題，電子設備（如圖1）相關數據也因此消失，這樣在電子設備癱瘓情況下，將影響機場整體運行，飛機出行安全同樣受到嚴重影響。

1.2重要性

當前，我國已經進入了數字化信息時代當中，社會的正常運轉，已經離不開諸多電子設備儀器的幫助。而在民航機場當中，保障其正常運行的正是其內部諸多的高精電子設備元件。在進行民航電子設備高精電子設備元件設計的過程當中，設計人員為了增強這些設備的整體性能，同時減少這些電子設備所產生的能源消耗，在這些電子設備當中大量使用了能夠進行低壓運轉的大規模與超大規模集成電路，并在此基礎上，使用了大量含有高科技新技術的電子元件。這些電子設備原件雖然在使用的過程中能夠展現出良好的性能，但是其自身的耐壓能力卻很弱，因此非常容易受到電磁環境的干擾。尤其是因為雷擊所造成的強大電磁脈沖和對供電系統造成的電壓激增，都可能對民航機場當中的電子設備造成毀滅性的破壞，嚴重時可能會讓民航機場的運行系統陷入全面的癱瘓，給民航機場帶來無法挽回的經濟損失。

2雷電對民航機場電子設備的危害

在民航機場中，存在著許多對雷電十分敏感的電子設備，主要包括有雷達設備、自轉通報設備、指揮中心設備、衛星接收設備等，這些設備都是在一定電壓范圍內工作的，因此，當雷電到來時，恰巧是機場設備正常工作的時候，就會遭受到雷擊。雷電災害屬于一種具有爆發力的自然災害，信息時代下，我國對電子設備的使用逐漸增加，雷電對其產生的影響也隨之加大。長此以往，它對人們的生命財產安全、公共服務等構成了巨大威脅。隨著我國社會經濟的不斷發展，民航走上了電子化、信息化道路。機場中的電子設備逐漸增加，發揮的作用也逐漸廣泛，在機場運行和管理中處于重要地位。對于這些設備，雷電如同“天敵”般存在著。受雷電威脅的電子設備主要包括：雷達設備、自動轉報設備、微波通信設備、衛星接收設備、程控交換機等。這些設備都是人工制造，在特定的電壓下工作，而雷電中蘊含著十幾高斯的電壓，對電子設備產生的危害不可估計。因此，當雷電來臨時，機場中的電子設備恰好處于工作狀態時，將存在高概率的雷擊。當機場中承受的雷擊超出其本身所能夠承受的范圍時，機場中的電子設備將被損壞，內部數據全部消失。若設備因此而癱瘓，則將直接阻礙整個機場的運行，從而無法保障飛機的出行安全。

3民航機場電子設備雷電入侵途徑

一是雷電通過機場電子設備傳輸渠道而對其進行人侵。因電子設備傳輸渠道比較長，一般線路都埋設在地下或者架設在空中，這些都是雷電最容易入侵的地方，雷電通過切斷電源的方式而快速損壞機場電子設備。

二是雷電直接擊中機場的天線、雷達或者導航設備等，造成機場電子系統損壞。對于機場電子設備而言，雷擊后是設備直接癱瘓，影響飛機的飛行安全。

三是通信線路在傳導途中感應雷擊。雷電云雨和金屬物之間產生閃擊也容易造成機場電子系統的癱瘓。機場配置的電子設備本來就帶有一定程度的弱電，能夠吸引大氣中的雷電，產生強烈的反應，造成一定程度的破壞。

4民航機場雷防區的劃分

民航機場雷防區主要分為四種：第一，LPZOA區。民航機場受到雷電的影響，設置LPZOA區能夠將雷電電流全部吸收導入，當然這個過程中電磁場也會出現衰減。比如：民航機場中的入戶信號線與電源線等，或是民航機場中的通信天線、非鎧裝鋼制電纜等，一些設備因為埋入地下水電氣金屬管，所以避雷裝置不能有效保護該區域。第二，LPZOB區。這個區域中，相對遭受雷擊的機率較低，可是雷擊現象出現時，這個區域中的電磁場也會出現變化，但是該區域大部分處于避雷裝置可控范圍內。第三，LPZI區。這個區域遭受雷電直擊的可能性并不高，區域中包含很多電流較小的導體，加上電磁場區域受到雷擊影響，出現一定的衰減，可以使用電磁場屏蔽技術，合理控制電磁場的變化。第四，減弱電流的導入，消減電磁場的強度，采取適當的防雷措施，結合相關儀器進行針對性的防雷。

5民航機場電子設備雷電的防護措施分析

5.1選取合格的避雷設備，安裝合理的避雷系統

在民航電子設備防雷危害的過程中，首先要通過安裝相關的避雷設施來減少雷電的入侵，而要實現這一目標，就需要選取合格的避雷設備、安裝合理的避雷系統，從而在一定程度上避免雷電對民航電子設備的危害。避雷設備包括避雷針及避雷器等設備，避雷針的工作原理是當雷雨天氣來臨時，天空出現電云層，由于避雷針是針狀，能夠感受到大量電荷，并且將其聚集，在此基礎上帶電云層形成通路，避雷針又是接地的，避雷針就可以把云層上的電荷導入大地，確保安全性;避雷器的工作原理是一旦出現高電壓，且危及被保護設備絕緣時，避雷器將高電壓沖擊電流導向大地，從而限制電壓幅值，當過電壓消失后，避雷器迅速恢復原狀，使系統能夠正常供電。其次，為了防止雷擊電磁脈沖的影響，可以采用完善的綜合防雷手段和安裝電涌保護器系統，通過以上兩種方式來形成一套完整的防雷體系，以此來有效避免雷電對民航電子設備的危害，減少雷擊事故的產生。

5.2提升人員專業能力，建立雷電預警機制

在民航電子設備防雷危害的過程中，需要根據機場所在的位置和經驗來實行防雷措施，這樣做的目的在于能夠做到具體問題具體分析，從而確保工作人員的人身安全。第一，要找有經驗、有資質的雷電防御專家對防雷設備進行檢查，保障相關部門將防雷工作落實到位;第二，提高工作人員的專業素質與專業能力，在對外的人才招聘方面要選取了解并掌握防雷技巧的人才，在對內的人才培訓方面要通過培訓活動的開展來提升內部人員的能力和素質，為有效避免雷電對民航電子設備的危害奠定基礎。例如可進行以雷電知識為學習內容的培訓，通過對雷電各個方面的研究分析，在掌握的基礎上更好的做好防護措施。第三，需要建立雷電預警機制，通過嚴密的雷電預警保護機制，有效預防民航機場電子設備遭到雷擊。

5.3調整防雷措施，升級電子設備防雷保護

民航機場的電子設備數量眾多，必須要保證電子設備的安全運行，為民航機場的良好發展奠定基礎。保護電子設備，要提升對防雷的重視。及時調整防雷措施，優化屏蔽防雷手段，比如：在通信傳輸方面，傳輸的電纜要選擇防雷效果較好的類型，具有屏蔽性質，做好電纜的接地安裝，要安裝防雷裝置，尤其是其中的金屬屏蔽層。結合實際安裝與運行情況，添加波導分流型避雷器，將電纜進行隔離保護，提升電流導入大地的速度。對于均壓防雷措施的實施，結合民航機場防雷發展現狀，做好屏蔽工作，將電壓劃分，減小電壓的影響。做好雷電的攔截及防雷等措施，及時安裝雷電吸收設備，將其安裝到防雷裝置中，及時減弱雷電，保證裝置的正常運行，安全引雷入地。分流防雷措施的應用主要依靠高科技手段，使用高科技防雷裝置，及時對雷電進行導入，減小雷電對民航機場電子設備的影響，提升民航機場的安全防護能力。

5.4控制雷電入侵途徑，減小對電子設備的影響

必須從途徑上進行雷電控制，提升民航機場的防御能力。比如：必須控制好傳送線路的保護，及時安裝雷電防御裝置，特別是距離較長的傳輸渠道，必須對其構建方式進行調整，防止雷電的打擊。從防御系統著手，重視防御設計，避免雷達或天線等遭到雷擊，提高電子設備的運行安全。及時從雷電入侵的途徑上阻止雷電影響，實現電子設備正常運行，為民航機場做出更多貢獻。

結語

綜上所述，隨著我國社會經濟的不斷發展，民航走上了電子化、信息化道路，機場中的電子設備逐漸增加，發揮的作用也逐漸凸顯，在機場運行和管理中處于重要地位。雷電中蘊含著十幾高斯的電壓，對電子設備產生的危害不可估計。對此，應采取積極措施，安裝合理的避雷系統，提升相關人員的專業素質，加強電子設備的防雷保護等，在保障民航公司經濟利益不受損害的同時，保障乘客的生命財產安全。

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（作者單位：黑龍江省機場管理集團有限公司）