民航空管通信導航監視設備的防雷策略

肖志杰

（民航中南空管局設備工程公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

隨著民航空管的發展，尤其是通信導航監視設備的創新與研發，更加精密的電子設備投入到了民航空管工作中。而這些精密電子設備為確保其良好的功能性舍棄了許多其他的性能，如抗過電流電壓、絕緣性以及抗干擾的能力均比較低，一旦遭受到雷電過量電壓的破壞，則很大可能會中斷系統運行，造成相關設備的損傷[1]。

1 雷電對民航空管通信導航監視設備的損害

雷電是云層與空氣、大地或不同云團間電位差達到臨界值時，產生的較為劇烈的放電現象，對民航通信導航監視設備造成損害的雷電為直擊雷和感應雷。

直擊雷是雷云較為集中地對地面一點釋放強烈電流的現象，很大可能會直接擊中空管設備。而當雷電擊中電線或信號線時，雷電電荷會沿著通信線纜破壞相應的設備，造成設備的嚴重損壞[2]。

感應雷又可細分為靜電感應雷和電磁感應雷兩種。它是因直擊雷放電現象，引發的周邊金屬導體電磁感應生成的電磁浪涌。因為雷電流具有不穩定性，其起伏變化比較大，所以極易形成強烈的交變電磁場，使周圍金屬導體產生電磁感應現象，進而產生感應電流，此電流會不受控地向四周物體放電。感應電流傳輸到通信設備的線路上，會使一些精密設備的內部架構遭到強烈破壞，甚至會產生電火花，引燃附近的可燃物，造成火災或爆炸，增加了民航空管通信導航監視設備的運行風險[3]。

2 最易受雷電損傷的民航空管通信導航監視設備

最易受雷電損傷的民航空管通信導航監視設備主要包括如下3種。第一，通信設備中，對空通信的甚高頻設備及其天線和饋線等極易被雷電擊傷。第二，接入民航空管通信導航監視設備的各種和的電源線和接地線。第三，民航空管通信導航監視設備的信號線路，主要包括外部接至通信設備的信號線，如由雷達站接引至空管系統的雷達信號線、從遙控后臺引至民航空管的內部語音系統的地空信號線以及程控信號線等，還包括長距離信號線路，如由通信監管機房引至民航空管通信導航監視設備塔臺的各種終端信號線。

3 民航空管通信導航監視設備的防雷措施

3.1 外部防雷措施

外部防雷措施主要是通過將接閃器、引下線以及接地體組成電流泄流的電流通路，來更好地防護直擊雷。外部防雷應在建筑前期設計和規劃，項目施工的過程中考慮到位，以便充分利用建筑自身金屬部件，實現經濟和實用性防雷目的。

3.1.1 接閃器

接閃器是代替民航空管通信導航監視設備承受雷擊電流的金屬導體，主要分為主動式避雷針和被動式避雷針兩種。被動式的避雷針適用范圍更為廣泛，主要包括避雷帶和避雷網等，它的保護范圍比較小，極易出現側向跳火現象，普遍存在導電通量小的缺點。而主動式的避雷針則是通過控制雷擊落點，實現對民航空管通信導航監視設備的防護，其保護的范圍相對被動性避雷針較大。民航空管通信導航監視設備防雷工作必須選擇主動式的避雷針。

3.1.2 引下線

引下線是連接接地設備與接閃器的金屬導體，是雷電流通路組合的中間環節，也是雷電電荷流瀉出去的重要通道。民航空管這種擁有較多高精電子通信設備的防雷工作，一定要單獨安裝較為獨立且保持在安全距離的接閃器和引下線，以減小強雷電流對設備的破壞程度[4]。

3.1.3 接地體

接地體是外部防雷保護和電路流通的關鍵，其作用是向地面泄放雷電電流，以降低防雷設備的對地電壓，接地體的電阻最好控制在10 Ω以內。接地體常見形式為自然接地體和人工接地體兩種。自然接地體是將建筑基礎材料中的鋼筋導體引為接地體，其數量較多、入地深度基本達標且與地面的接觸性良好，是上好的泄流工具。人工接地體是指環繞建筑周圍人工安置的接地設備，維護成本較高。兩種接地體各有利弊。因此，外部防雷最好合理對接人工接地體與自然接地體，形成完整的接地系統，防護民航空管通信導航監視設備。

3.2 內部防雷措施

內部防雷措施主要是防止感應雷的侵入，減小設備遭受雷電電磁脈沖的影響。

3.2.1 信號線路防雷

信號傳輸線路中，感應雷能夠影響周圍磁場和產生感應電壓，進而破壞設備的內部結構。因此鋪設民航線纜時，不僅要適當增加信號線纜和電源線間的距離，減少因距離過近導致金屬導體耦合產生較強的過電壓，還要盡量保證設備信號線與電源線間的回路面積能夠達到最小，減小因感應雷產生的回路感應電勢，避免設備被破壞[5]。

3.2.2 SPD防護

雷電落在民航空管通信導航監視設備鋼構塔上時，雷電流會經鋼塔導入到通信導航監視設備內。若能夠良好屏蔽通信導航監視設備，可以將大部分的雷電流在設備屏蔽層分流出去。在設備鋼構塔上加裝電浪涌保護器（SPD），將能夠更直接地阻擋住剩余下的雷電流，保護民航空管通信導航監視設備，使其不被雷電所傷。SPD的保護原理為當雷電流強度值超過了SPD的自啟動值時，SPD將導通接地，釋放出接收到的浪涌電流，而當雷電流的強度值小于SPD的自啟動值時，SPD會與地面斷開連接，恢復正常的高阻抗狀態。SPD主要包括信號類和電源類兩類，能夠為電源提供合適的過電壓，減小設備因受雷擊出現浪涌現象的概率，避免過電壓力增大而對設備造成嚴重的損壞。民航空管通信導航監視設備的防雷工作要依據不同的情況選用不同種類的SPD，以抑制設備的雷電過電壓，有效減小雷電對設備的損害程度，更好地防護民航空管通信導航監視設備，為民航的平穩運行提供保障。

3.2.3 降低人為因素產生的影響

在民航空管的防雷工作中，相關工作人員要定期檢測防雷設備，加強對防雷工作的施工監管力度，提升竣工驗收質量。定期查探防雷系統的后期維護是有效保護民航空管通信導航監視設備的重要措施。因此，工作人員必須在每年雷雨季節之前，全面排查防雷系統，加強對民航空管通信導航監視設備的線路巡視，監測防雷設備的實時數據信息，以保證其安全性。

維護方面的工作人員一定要具備較強的專業技術能力，熟知相關的技術規范，并且能夠熟記避雷設備的標準性能參數，充分了解雷雨天氣的應急工作流程。民航空管的相關部門要集中高素質人才，組建專業的防雷團隊，增大員工的培訓力度，邀請相關方面的專家授課，提升維護工作人員的綜合素質，進而提高防雷工作的質量。

4 結 論

防雷策略是確保民航通信導航監管系統暢通運行，提高設備安全性的關鍵。因此，必須從內外兩方面做好防雷工作，保證民航通信導航監管系統運行的高效性與穩定性。