民航空管通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備的防雷策略

孔祥堯

摘 要 民航空管通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備是保障民航正常運(yùn)行的關(guān)鍵，現(xiàn)代研究證實(shí)，雷電是影響空管通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行的重要因素，必須要予以重視。本文圍繞民航空管通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備防雷工作進(jìn)行了研究，先介紹了空管通信設(shè)備防雷的必要性，再對(duì)如何做好防雷進(jìn)行了討論，希望能對(duì)相關(guān)人員工作有所幫助。

【關(guān)鍵詞】通信導(dǎo)航監(jiān)控 空管設(shè)備 防雷

雷達(dá)管制的實(shí)施對(duì)空管設(shè)備的保障能力提出了很高的要求，雖然相關(guān)技術(shù)的發(fā)展顯著降低了空管設(shè)備故障概率，但是雷擊依然會(huì)直接影響空管設(shè)備運(yùn)行，增加了航空運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，應(yīng)該重視對(duì)民航空管通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備設(shè)施防雷工作的研究，為保證航空安全提供幫助。

1 民航空管通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備防雷擊的必要性

在當(dāng)前民航正常運(yùn)行中，空管通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備局為了能夠更好的發(fā)揮作用，通常會(huì)被安置在地勢(shì)較高或者空曠的位置，其中雷達(dá)、高頻設(shè)備等經(jīng)常被安防在山上，其高度要明顯高于周圍建筑物。這種情況下，一旦出現(xiàn)雷雨天氣，空管設(shè)備的室外天線、室內(nèi)設(shè)備等都會(huì)成為雷擊對(duì)象，被雷擊破壞。同時(shí)，空管設(shè)備本身具有特殊性，其中含有大量微電子器件，這些器件的耐壓效果差，一旦出現(xiàn)雷擊后，就可能出現(xiàn)大面積的破壞。例如，綿陽(yáng)南郊機(jī)場(chǎng)在2013年的一次雷擊事故中，衛(wèi)星傳報(bào)室的衛(wèi)星通信TES接口被完全損壞，無(wú)法修復(fù)，對(duì)該機(jī)場(chǎng)造成了損失。因此，做好民航空管通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備設(shè)施防雷具有實(shí)際意義。

2 民航空管通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備防雷策略

2.1 直擊雷防護(hù)

安裝避雷針時(shí)應(yīng)該充分考慮到機(jī)場(chǎng)天線類型、設(shè)備類型等基本思想，合理的分配避雷針的數(shù)量位置等，確保能在最大程度上減少遮蔽，在不影響天線波束的基礎(chǔ)上，保證防雷效果。一般情況下，要保證室外天線安裝的高度與位置能完全處在接閃器滾球半球的范圍內(nèi)，這樣才能避免雷擊損害。

當(dāng)前大部分機(jī)場(chǎng)所采用的空管設(shè)備多為一次/二次雷達(dá)、甚高頻設(shè)備等，這些設(shè)備需要單獨(dú)建立鋼結(jié)構(gòu)或者混凝土結(jié)構(gòu)的天線塔。在防雷保護(hù)中，不僅要保證天線被設(shè)置在接閃器的滾球半徑內(nèi)，還要保持天線距離避雷接閃器的水平安全距離。例如在鐵塔上安裝雷達(dá)天線避雷裝置時(shí)應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注以下問(wèn)題：

（1）機(jī)場(chǎng)雷達(dá)天線安裝在單獨(dú)鐵塔上，鐵塔上設(shè)置避雷針?biāo)母捎貌Ａт摴苤舞F塔，并均勻分布在鐵塔四周；選擇橫截面為70mm的銅線為避雷針引下線，從玻璃鋼管中引出后，用扁銅帶沿著鋼柱外側(cè)直接接入地體。為了保證防雷質(zhì)量，需要在塔體上安裝均壓環(huán)，其安裝間隔為5m/個(gè)。其中需要注意的是，避雷針引下線與電源線橋架、雷達(dá)信號(hào)線等必須要保持一定的距離，以1m以上為佳，這樣才能在最大程度上保證兩線的空間距離，確保不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。

（2）確定天線自由角度。假設(shè)機(jī)場(chǎng)在天線塔附近必須要安裝避雷針或者其他的桿子，那么在安裝過(guò)程中需要注意的是，應(yīng)該將這些桿子安裝在雷達(dá)不輻射的位置上（例如天線塔背向跑道的區(qū)域），并且要盡量控制桿子半徑。

如果要安裝的桿子必須要安裝在天線塔周圍，并且兩者之間的距離小于10m，則必須要保證桿子的半徑小于等于40mm，否則桿子的直徑過(guò)大會(huì)增加該方位上因?yàn)榭讖蕉氯鴮?dǎo)致天線方位旁瓣增加的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）應(yīng)該將避雷針安裝在天線圓掃區(qū)域外，并盡可能的靠近天線，但是還應(yīng)該保持一個(gè)安全距離。

2.2 信號(hào)傳輸系統(tǒng)與電源的電涌保護(hù)

（1）電涌也是雷擊的一種常見(jiàn)表現(xiàn)形式，會(huì)對(duì)信號(hào)線、電源等造成影響。在電涌保護(hù)中，應(yīng)該在各類電纜的進(jìn)線處、雷電分區(qū)界面配置多個(gè)信號(hào)避雷器，再配合接地線，就能有效改善雷擊浪涌沖擊問(wèn)題。但對(duì)于航管業(yè)務(wù)樓需要注意的是，由于其中具有甚高頻共用系統(tǒng)首發(fā)信號(hào)通信纜線，則需要在總配架線的信道內(nèi)設(shè)置信號(hào)浪涌保護(hù)SPD。

（2）光纖具有通信能力強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前信號(hào)傳輸?shù)氖走x方法。在當(dāng)前的機(jī)場(chǎng)信號(hào)傳輸中，光纖逐漸取代銅纜通信，成為通信的主要方式。目前大部分機(jī)場(chǎng)在空管通信中普遍采用SDH光環(huán)網(wǎng)，例如機(jī)監(jiān)雷達(dá)、一次二次雷達(dá)站、航管業(yè)務(wù)樓等，都依靠光環(huán)網(wǎng)完成數(shù)據(jù)傳輸。因此可以認(rèn)為，做好光纖及光纖傳輸設(shè)備的防雷保護(hù)十分重要。

考慮到光纜內(nèi)所傳輸?shù)男盘?hào)不受雷電干擾，但是金屬加強(qiáng)芯或者金屬外護(hù)層本身會(huì)受到雷電磁場(chǎng)的影響，會(huì)感應(yīng)到較為明顯的電流，當(dāng)帶有金屬加強(qiáng)芯或者金屬外護(hù)層的光纜接入室內(nèi)機(jī)房時(shí)，在雷電天氣下就有可能轉(zhuǎn)變?yōu)槔纂娫?。因此在防雷保護(hù)中必須要關(guān)注這個(gè)問(wèn)題，并做好以下工作：

1.帶有金屬加強(qiáng)芯或者金屬外保護(hù)層的光纜在進(jìn)入建筑物后，應(yīng)該將金屬芯或者保護(hù)層直接接地，并將進(jìn)線端的金屬芯或者金屬外護(hù)層就近接地。

2.對(duì)于雷擊事件頻繁地地段，采用尼龍加強(qiáng)芯光纜或者無(wú)金屬構(gòu)建光纜，將遭受雷擊的概率降到最低。

3.當(dāng)光纜連接到光傳輸設(shè)備時(shí)，根據(jù)光端機(jī)使用相對(duì)應(yīng)的傳輸信號(hào)，并嚴(yán)格按照光端機(jī)的通信接口情況做好防雷保護(hù)。例如，在光導(dǎo)纖維接收器的入口處分別設(shè)置一組SPD（也可以采用三級(jí)保護(hù)），并與機(jī)箱相連接；于光端機(jī)的電源輸入端增加電源浪涌避雷器，做好過(guò)流保護(hù)。

（3）在電涌保護(hù)中還應(yīng)該注意的是，再無(wú)特殊要求的情況下，場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)天線塔與一次二次雷達(dá)站天線塔的航空指示燈應(yīng)該使用太陽(yáng)能障礙燈，并將燈就地接地，不需要加裝電源避雷器。這種方法能夠避免雷電或者強(qiáng)磁場(chǎng)直接通過(guò)供電線金融機(jī)房?jī)?nèi)部而造成威脅。如果實(shí)踐發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)能障礙燈的效果不理想，也可以采用傳統(tǒng)的障礙燈代替，但是必須要從室內(nèi)機(jī)房引出電線連接到室外障礙燈中，并且要做好SPD避雷器保護(hù)。

對(duì)于無(wú)用的管道、電纜等應(yīng)該直接拆除，或者按照儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行接地處理；應(yīng)該在技術(shù)人員的指揮下做好電纜空余電線的接地處理工作，保證接地質(zhì)量。

3 結(jié)論

民航空管通信導(dǎo)航監(jiān)控設(shè)備設(shè)施防雷處理對(duì)于整個(gè)民航的運(yùn)行安全具有重要影響，因此技術(shù)人員必須要重視對(duì)防雷技術(shù)的研究，根據(jù)機(jī)場(chǎng)以往的雷擊歷史總結(jié)規(guī)律，及時(shí)地采取防雷措施，通過(guò)電涌保護(hù)、直擊雷防護(hù)等措施，強(qiáng)化對(duì)空管通信系統(tǒng)的管理，避免雷擊現(xiàn)象發(fā)生，為提高機(jī)場(chǎng)航行安全奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

中國(guó)民用航空中南地區(qū)空中交通管理局 廣東省廣州市 510406