空管臺站設備敏感度與電壓驟降監測

沈海東

（中國民用航空中南地區空中交通管理局，廣東廣州，510000）

1 電壓驟降敏感度

按照設備對電壓驟降敏感情況，可以劃分敏感設備為兩個類型，一個是僅對壓降值敏感，另一個就是對壓降值和驟降時間都敏感。其中，僅對壓降值敏感，此類設備涉及到了多種自動控制設備，典型代表就是繼電器、控制器等。僅關聯于電壓壓降值，對持續時間并無較高的敏感度。如果降低電壓至動作電壓值中，設備展開動作，不關聯與持續時間；對壓降值和驟降時間都敏感，此類設備涉及到了計算機等電力電子供電的設備，如果電源電壓跟最小運行電壓相比較小，在一定時間以后就會關停設備。空管臺站的敏感設備歸為此類設備中。

2 電壓驟降敏感曲線

電壓驟降承受能力即為，維護設備穩定運行的狀態中，把電壓可允許的最大降壓值輸入，此指標可以對設備對電壓驟降的敏感度進行反映，表示的方式就是最低正常運行電壓跟額定電壓的百分比。設備正常運行，密切的關聯于電壓驟降的持續時間，因此采取關系曲線，對于設備對電壓驟降敏感程度進行體現。

在二十世紀的八十年代，美國計算機和商用設備制造商協會CBEMA提出電壓容限曲線及有關聯的電壓擾動，涵蓋了電壓上升、電壓驟降、尖峰脈沖、斷電四種，避免電壓擾動的問題，導致損壞計算機及其控制裝置。在后來的發展中，CBEMA改稱為ITIC（信息技術工業協會），其所屬技術委員會也修訂了CBEMA曲線，如圖1。

圖1 ITIC 曲線

兩條曲線所處的位置都是120V，60Hz系統，應用于50Hz系統中，時間軸以周期（Cycle）為準。相較于CBEMA 曲線而言，ITIC曲線展開修整設備電壓驟降耐受能力，把光滑曲線線性化并分段，增添轉折點，讓電壓變化的定量化更加明確，也就是時間與峰值，推動便捷的分析設備電源。而且時間坐標標識了周波單位（Cycle），讓應用于其他頻率系統中實用度更高。對于ITIC 曲線進行分析，顯示其平面劃分成的區域是三個。首先，正常工作區。此區域的構成包括曲線、坐標軸，在此區域中的電壓/時間狀態，可以讓設備穩定運行；其次，無損壞區。處在位置是平面的右下方，異常問題包括電壓驟降過度、欠電壓以及斷電、停電等，如若出現這些問題就不能正常工作，但并不損壞設備。最后，損壞區。處于右上方，涵蓋了異常問題就是電壓驟升過度、電壓過度振蕩、過電壓等，不僅不能讓設備正常工作，而且會將設備燒壞。

在分析導航設備的電壓驟降問題方面，采取ITIC 曲線具有可靠性。將其在220V、50Hz 電力系統內套進，電壓驟降分別是100%、30%、20%，容許分別是24ms、0.6s、12s，同時電壓驟降10%，能夠長時間的穩定運行。

3 空管臺站主要敏感設備

3.1 雷達設備

雷達設備產生的作用不言而喻，其產生故障問題以后，管制員如同失去雙眼，由雷達管制模式下降至程序管制模式。其中的程序管制模式，只可以語音通話，工作主動性丟失，明顯提升航空器間隔，十分嚴重的影響到航班繁忙地區。現代空管系統中雷達設備比較常用的就是一次雷達、二次雷達，跟通信以及導航、自動化系統構建為陸基空管系統。

按照民航局提出的《空中交通管制L波段一次監視雷達技術要求》，技術要求明確規定，系統需要基于380V±38V、50Hz±2.5Hz供電環境中進行穩定可靠的運行，雷達總功耗需要在50KW之內為宜。《空中交通管制二次監視雷達系統技術規范》中的技術規定了，二次監視雷達系統電源需要具備的功能就是過流以及過壓保護。工作電源對于220V±22V、380V±38V的環境進行支持，頻率是45Hz-63Hz。例如，SELEX雷達機柜，電源模塊就是開關電源，輸出直流電平，提供給放大管和板件應用，包括+36V、+25V、±15V、±12V、±5V。

3.2 地空通信地面系統

地空通信地面系統，可以讓地面管制員經無線電，跟空中飛機之間展開相

應的聯絡工作。地空通信地面系統涉及到了兩方面，一個是甚高頻（VHF），另一個就是高頻（HF），國內空管應用甚高頻設備更多些。按照《甚高頻地空通信地面系統第1部分：語音通信系統技術規范》提出的內容，甚高頻地空通信地面系統中涵蓋的設備就是信號傳輸系統、遙控器以及收發信機、監控系統。對于供電技術指標方面，需要固定臺AC220V±22V，50Hz±5Hz，DC24V±2.4V。

3.3 導航臺設備

導航臺設備中，涵蓋了全向信標（VOR）、測距儀（DME）兩種。前者導航系統提供給飛機極坐標定位，在航路導航中進行運用，屬于測量方位。后者為遠程測量設備，功效就是對于飛機、地面裝置之間傾斜距離進行測量，屬于測量距離。飛行員經相應的參數，獲取此時刻飛機所處準確的部位。導航設備對監控系統產生非常關鍵的作用，全向信標、測距儀同機載接收機協同工作，達到飛機監控系統平穩運作的目標，提供給飛機不間斷的、全面的方位以及距離信息數據，也可當作是進場引導設備，保障監控系統安全可行。例如SELEX 1150A 全向信標的設備中，電源模塊為開關電源，此電源模塊中提供給測距儀的電源，將直流電平+28V、-24V、±15V、+5.2V 和+5V輸出，供板件應用。電壓驟降明顯的影響到空管設備的正常運行。經監測電壓驟降，可以得到有無需要治理空管臺站電壓驟降的結果。

4 空管臺站電壓驟降的監測

因為很多的空管臺站，實施了電力系統監控系統，實時的監測高低壓供配電系統，同時將歷史的數據資料進行儲存，提出正確的告警閾值。舉例子雷達站a，按照空管臺站敏感設備電壓驟降免疫曲線，提出低電壓告警閾值為基準電壓的90%。記錄好低電壓及持續時間，最后統計出免疫曲線的停機區域的電壓驟降次數情況。在三年內的電壓驟降類型中，出現7次電壓波動，導致因素就是地處工業區，周圍的工廠對其產生影響，頻繁的出現電壓波動；市電中斷12次，導致原因就是雷達站a處在邊遠農村山區位置，缺乏足夠的電網保障力度；開關跳閘2次，導致原因為開關老化跳閘等；防雷維護22次，為降低雷電的影響，接到雷雨預報后會切換臺站供電到油機供電，則供電中斷。電壓驟降類型是相對典型的，自身供電設備維護以及外部環境影響是主要原因，后者屬于不可控因素，前者為必要工作要求。所以，電壓驟降問題是不能避免的，應該加強科學的、針對性治理，維護空管臺站設備穩定運行。

5 結語

我國朝著民航強國的方向不斷邁進，空中交通管理系統應該有效的支持高效、安全以及先進的民用航空運輸系統，符合不斷增加的航空運輸量的需求以及安穩保障標準。研究分析電壓驟降的定義、導致因素以及了解到對設備安全運行危害性等，可以對治理電壓驟降問題起到重要的依據作用。未來要更加重視分析空管臺站敏感設備對電壓敏感度以及電壓驟降統計與監測數據等內容，提升治理空管臺站電壓驟降的意識。