新型雷達裝備安全防護分析及對策建議

曹江田 任大慶 劉飛虎 孫犇宇 楊冬

摘?要：本文結合新型雷達裝備結構設計、制造工藝和維護使用特點，緊密聯系形勢任務轉變和操作使用特點，分析目前新型雷達裝備安全防護工作面臨的新挑戰，研究剖析雷達裝備安全防護事故的發生機理，進一步提出了雷達裝備安全防護工作組織實施的措施，就基層單位如何有效開展裝備安全防護工作給出指導性建議。

關鍵詞：雷達；安全防護；建議

雷達裝備安全防護工作是雷達裝備管理工作的一項重要內容，保持雷達裝備的良好狀態，是圓滿完成戰備任務的前提條件。本文重點圍繞新型雷達結構設計、制作工藝和維護使用特點，研究探討開展新型雷達裝備安全防護工作的好方法。

一、新型雷達裝備結構設計、制作工藝和使用維護特點

（一）結構設計特點

為滿足大空域、多任務、復雜電磁氣象條件下雷達探測能力，新型雷達廣泛采用新技術、新體制。其結構設計逐步由反射網式喇叭天線、電子管類發射機、分離元器件和功能模塊印制電路板組成的功能單一、結構簡單的老舊雷達，向以陣列式天線面板、全固態式發射機和基于PC平臺的信號數據處理及雷達監視控制一體化設計的新型雷達轉變。新型雷達大多實現功能算法數字化軟件化處理，監視控制網絡化管理、功能擴展和結構升級方便快捷，結構組成更加復雜精密，操作功能更加強大完善，其可靠性、維修性、保障性、測試性、安全性和環境適應性等“六性”指標更高。

（二）制作工藝特點

為提升雷達各分系統指標精度，最大限度減輕整機功耗體積，提高性能，節約成本，新型雷達制作工藝大多采用新材料、新工藝。陣面天線板采用鋁質合金板材數控成型，具有質量輕、強度高的特點；發射分系統采用太空鋁板壓制成型，集成風冷水冷散熱，電磁兼容型和散熱性較好；功能電路板選用微帶線工藝，介電常數低、損耗小，系統一致性高。另外，電子設備艙部分，采用通用化、標準化和模塊化設計理念，優先考慮電磁和熱環境防護設計；插件分機連接選用印制背板設計，線纜連接科學明了；外觀涂裝規范一致；“三防”工藝貫穿設計制造全過程；雷達系統整機電氣性能優越，電磁兼容性良好，環境適應性高。

（三）操作保障特點

新型雷達集電氣、網絡、計算機和機械、液壓傳動等技術于一身，功能強大系統復雜，操作維護門檻高。一是雷達操縱人員需掌握雷達基本理論知識和型號雷達工作原理，以便根據雷達狀態、任務靈活操作裝備，確保裝備功能效能全效能發揮。二是雷達技術人員需具備較寬的知識面和技術技能，以便應對硬件、軟件、電氣、網絡、機械和液壓等工種的維護調整任務。三是雷達維修維護模式發生相應變化。老舊雷達參數由硬件調整逐步向軟件編譯轉變，定期維護維修逐步向基于狀態參數的視情維護和預防維修轉變。

二、新型雷達裝備安全防護工作面臨的嚴峻挑戰

（一）安全防護工作重視不夠，落實不實

目前，部分單位只注重雷達裝備的操作使用，對安全防護工作未能引起足夠的重視，對安全風險等級評估視而不見，認為只要正確操作雷達裝備就行。據調查，大多數的人員對裝備的安全防護沒有清醒的認識，導致安全防護工作開展不力，多數安全防護事故是由于操作人員思想麻痹、技術人員安全防護工作落實不到位造成的。

另外，部分單位安全防護工作還存在以下問題：一是安全形勢分析不切合單位實際，不針對裝備特點，安全防護舉措不細不實。二是安全防護工作浮于表面，存在應付了事的現象；檢查記錄都是良好、正常、未發現問題；沒有解決問題的登記。三是基層單位安全防護工作技能薄弱；安全防護工作制度不嚴格；安全防護工作不經常、不細致。

（二）安全防護工作理念陳舊、技術落后

雷達裝備新技術、新材料、新工藝的應用促使了安全防護工作的更新發展。新型雷達逐步將安全防護和環境控制等技術納入雷達系統一體化設計，雷達各系統及工作房（室）嵌入大量監控點，并配合各級機關配發的安全防護設施工具，依據雷達使用維護說明書和安全防護指導手冊，扎實組織安全防護即可實現工作末端落實。

調查發現，絕大多數基層技術人員安全防護理論落后陳舊，還停留在以前雷達裝備“八防”內容上，安全防護工作內容不延伸不發展。比如，雷達防雷就是關機，防火就是檢查滅火器和消防器材，根本沒有掌握雷電、火災危害和防雷防火原理知識；對于網絡計算機、液壓傳動、車輛平臺和電磁輻射等方面更是關注甚少。另外，雷達現有安全防護工作指導書籍和資料單一，內容陳舊，針對性、指導性不強。

（三）安全防護設施年久失修、狀態不佳

新雷達架設之初，往往安全防護壓力不大。隨著裝備使用年限增加，雷達系統安全防護設施、設備逐漸破損失效；營房整修穿墻打洞；新添電子設備逐步引接；后期設計考慮不周和疏于管理，將會導致雷達安全防護風險加劇。

統計發現，后期加裝設備和疏于管理而導致雷達安全防護性能降低最為常見。例如，后期加裝的線路管道未做防雷處理；防雷器成功避雷損耗后未及時檢查補充；防雷接地線后期施工被剪斷導致雷達系統防雷形同虛設，遭受雷擊；加裝設備和營房整修導致穿墻打孔，損壞雷達電磁防護，導致鼠蟲進入和溫濕度失控，引發事故；機械轉動部件磨損未及時處理導致磨損加劇，直至大盤損壞甚至天線倒塌；金屬部件外涂層脫落導致生銹，未正確處置導致生銹加劇甚至銹斷等情況時有發生，給雷達裝備安全運行帶來極大風險。

三、常見安全防護事故發生機理分析

雷達裝備常見安全防護事故比較常見，且危害較大的有以下幾類：雷擊、觸電、火災、機械轉動磨損和金屬銹蝕等。這些情況都易造成裝備性能下降和可靠性降低，甚至導致裝備故障報廢、傷人亡人等事故發生。

（一）雷擊

雷達站普遍位于海拔較高、周圍空曠無遮蔽地帶，易遭受雷電襲擊。電子設備遭雷擊的途徑有三類，即雷電直接擊中電子設備物理網絡線路、電子設備受雷擊感應過電壓和雷擊導致地電位抬高入侵電子設備。直擊雷為雷達直接擊中供電和通信線路的雷電，雷電將由導線和信號線傳遞至雷達設備，可損壞雷達裝備系統供電、無線通信設備和有限通信設備，甚至引起雷達系統癱瘓。雷達電氣設備工作時，附近形成大量回路和電磁場，感應雷的產生是由雷擊形成的瞬間高壓激蕩產生強電場、磁場，通過復雜感應和耦合現象損壞電子網絡設備。建筑物或避雷針（塔）遭雷擊時，地電位抬高入侵的產生，是由于雷電電流此時由引下線和接地體引入地面，臨時形成暫態高壓，大電流浪涌進入雷達設備，造成瞬間強電流沖擊設備而發生的事故。

由以上分析可見，要防直擊雷影響，采取的方法就是，通過接閃器和引下線將直擊雷電快速有效導入離設備較遠的大地。要防感應雷的影響，可以采取對雷達主要敏感設備進行電磁屏蔽防護。針對地電位抬高可以采取由壓敏電阻和放電管設計的防浪涌電路消除其影響。

（二）觸電

人體本身就是一個導體，當人在無防護措施下觸碰到帶電物體，并且同時接觸到其他導體時，由于形成電勢差，電流在人體內發生流動，則會發生人體觸電。

雷達作為典型的電氣設備，系統包含高壓和大電流，存在發生電擊事件風險。據統計，觸電事件大多發生在技術人員維護檢修和設備架設撤收期間，電擊事件通常發生在設備配電房（柜）、發射分系統和天線分系統等有高壓的分機部件。觸電事故發生的常見原因為電纜芯裸露、電纜間短路、機殼漏電和電容電感放電等。觸電是電流通過人體內部，將產生熱效應和化學生物效應，會損傷人神經、心肺系統，致人傷亡。電擊可擊穿電容、燒爆電阻、燒毀線圈、芯片和電路板，嚴重時甚至導致雷達故障、癱瘓、報廢。

針對人體觸電，要消除其影響就要防止電流經過人體形成通電回路。尤其在高電壓、大電流操作時，要做好人員防護，戴好絕緣手套，穿上絕緣鞋，設置安全員，遇有危險時及時切斷總電源。

（三）火災

火災也是常見裝備安全事故之一。由于雷達裝備包含大量易燃材料（油脂、聚乙烯類材料），且為高壓大電流大功率用電設備；發電機組燃油泄漏、發動機故障、雷達組件模塊高溫、供電故障漏電和人為失火等因素易導致電氣火災發生，給裝備和人身安全帶來較大威脅。

雷達裝備火災主要是由易燃物起火和電路起火造成。針對易燃物起火，平時要關注其機械摩擦過熱、高溫暴曬、火源靠近等因素的影響。電氣設備起火，主要原因是：線路短路；設備過負荷運行引起導線過熱；導線接頭松動接觸電阻過大，產生電火花和電弧等。針對電氣設備起火，應及時做好設備的檢查維護。

（四）機械轉動磨損

隨著雷達設備長時間工作，機械轉動磨損將會增加。雷達設備機械轉動磨損主要體現在以下幾個方面：一是天線大盤和基座長時間工作；地基下沉；潤滑劑補充不足；沙塵異物侵入等原因，使機械轉動部位出現阻塞和移位現象造成。二是發電機組由于長時間工作，活塞、汽缸、葉輪和基座等部件已松動，松動導致磨損變形加劇，從而影響裝備正常使用。三是液壓傳動部分由于油路堵塞、油管爆裂等原因造成液壓升舉、傳動系統無法正常工作。

針對第一種情況，要做好雷達天線的調平工作，防止齒輪組由于傾斜導致部分方位磨損加重；要及時補充加注潤滑油脂。針對第二種情況及時檢查發電機組工作情況，緊固松動部件。針對第三種情況利用裝備維護時機，對天線進行調平和翻轉，檢查液壓系統應用過程中出現的問題，并及時解決。

（五）銹蝕

金屬與周圍介質接觸中，常發生化學或電化學反應，引起金屬破壞，發生銹蝕。一般而言，電化學反應是造成金屬腐蝕的最主要原因。雷達裝備銹蝕一般發生在設備車外殼、天線車、天線反射網和部分板件模塊等部位。金屬發生銹蝕的內因與材料特性和其表面電化學反應不均勻有關，外因與腐蝕介質、相對濕度、溫度、腐蝕氣體和塵埃雜質有關。

金屬在相對濕度高于65%時易生銹。溫度較高，金屬易發生生銹；溫度太低，水蒸氣易在金屬表面凝結成水，也會導致金屬表面生銹?？諝猸h境中電解質較多時，金屬表面易形成酸性、堿性水膜，容易發生銹蝕。另外，一旦金屬表面形成銹斑，如不及時處理，銹蝕部位因大量吸附潮氣更易加劇銹蝕情況。

針對裝備銹蝕部位，要及時進行清潔除銹，并噴涂油漆或油脂，隔絕氧氣和電解質水膜與裸露金屬接觸，防止金屬件進一步發生氧化和電化學反應。

四、提升新型雷達裝備安全防護工作的幾點建議

安全防護工作應遵循“思想重視統一管理，健全制度嚴格落實，嚴密組織注重質量，以防為主防微杜漸”的原則，加強安全防護工作技能培訓，狠抓安全防護工作落實，切實提高安全防護工作實效。

（一）提高思想認識，注重全系統、全壽命安全防護

各級單位，從操作人員、技術人員到管理人員要充分認識到裝備安全防護工作的重要性，作為一項經常性工作來抓，明確責任分工，加強督促指導。要把雷達相關的各類裝備、各個分系統作為一個整體來抓，避免以偏概全，留有死角，從而影響整體安全防護效果。要把安全防護工作納入裝備全壽命管理范疇，貫穿裝備安裝架設、運行工作、維護保養到退役報廢各個階段，注意定時維護更新安全防護設施設備，完善細化安全防護預案，并用心執行。

（二）加強教育培訓，強化裝備安全防護工作能力

要組織基層單位學裝備用裝備，加強安全防護工作技能培訓，更新豐富安全防護知識體系和工作理念。要組織人員學習新型雷達設計理念和制作加工工藝，分析常見安全防護事故案例，研究駐地季節、氣候和環境特點規律，掌握安全防護事故發生機理、影響危害以及處置辦法，避免盲目錯誤行為，提升裝備安全防護工作的科學性和針對性。實現基層安全防護“門外漢”向“行家里手”轉變，切實提升落實裝備安全防護的工作能力。

（三）密切跟蹤檢查，確保安全防護工作落到實處

開展安全防護工作一定要嚴密組織，注重質量確保實效。目前安全防護相關制度法規比較健全，各級管理部門應該密切跟蹤檢查，指導基層實踐，精心開展安全防護演習演練，扎實組織裝備安全防護風險評估，確保安全防護工作落地有聲。

（四）把握防護時機，確保安全防護工作有效進行

各級單位要按照安全防護的要求，做好事前準備工作。北方秋冬季節風沙較大、天氣干燥，要及時收聽收看天氣預報，了解沙塵暴情況；提前檢查天線的防風及固定裝置，必要時降低天線轉速或及時放倒天線；惡劣天氣過后，應立即組織技術人員徹底搶修有明顯受損部位，以盡快恢復雷達裝備性能；要提前檢查補充消防設施設備，及時清除設備周圍雜草；要嚴控火源，充分利用氣味、溫度、聲音、外觀等方法及時發現火災隱患，并進行排除。

夏季氣候炎熱、雷雨較多時，要注意防潮、防雷、防高溫。雨季或潮濕天氣，金屬部件容易生銹，尤其是沿海鹽霧條件下影響更大；潮濕使潤滑油變質，絕緣材料的絕緣性能降低，尤其是有灰塵存在時，情況會更糟。所以要提前在工作環境中加裝除濕機和干燥機；檢查外露設備的密封和絕緣情況；檢查工作室有無漏水滲水，排水通道是否暢通。夏季雷雨多發，要提前檢查設備避雷器是否故障；避雷針接地電阻是否達標；地網是否完好；必要時關機拆線進行防雷；雷電過后，及時檢查避雷裝置及天線電纜、饋線情況，并修復。夏季氣溫較高，日照強烈，設備散熱困難，要提前檢查風冷、空調、水冷等散熱設備，保障雷達散熱正常；對冷卻液進行重新配比以保證散熱效率；必要時可清洗水箱散熱片、加裝空調和電扇。高溫時，潤滑油黏度降低，要更換高溫情況下的潤滑脂；橡膠制品容易變質，絕緣材料容易老化，要采取遮陽覆蓋措施進行保護。

冬季氣溫較低，雷達的外露部位易結冰霜、存積雪，要注意防冰凍。由于雷達天線積雪結冰會使轉動負載加大，需及時清除設備上的積雪積冰。低溫時，潤滑油黏度增大影響機器運行，需提前更換低溫潤滑脂；為防止水冷系統結冰需更換冷卻液。極寒條件下，橡膠制品變硬變脆，要用保溫棉進行包裹；電氣元件參數變化較大，要打開空調對工作環境進行加熱，必要時加裝熱風機或電爐。

維修雷達時，盡可能不帶電操作，必須帶電測試維修時，要保證至少兩個人同行，其中一個人注意用電安全，必要時及時切斷電源。

雷達安全防護工作是一項需要長期隨時關注的工作。要做好安全防護工作，就要隨時掌握雷達的工作狀態、季節性防護特點以及雷達防護的機理。并結合本單位實際，有針對性地做好安全防護落實工作。只有這樣才能使雷達安全正常運行，不發生意外情況，為各種任務的圓滿完成提供有力保障。

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作者簡介：曹江田（1974—?），男，漢族，陜西咸陽人，碩士研究生，副高級工程師，研究方向：雷達工程。