民航空管通信导航监视设备的防雷策略

肖志杰

（民航中南空管局设备工程公司，广东 广州 510000）

0 引 言

随着民航空管的发展，尤其是通信导航监视设备的创新与研发，更加精密的电子设备投入到了民航空管工作中。而这些精密电子设备为确保其良好的功能性舍弃了许多其他的性能，如抗过电流电压、绝缘性以及抗干扰的能力均比较低，一旦遭受到雷电过量电压的破坏，则很大可能会中断系统运行，造成相关设备的损伤[1]。

1 雷电对民航空管通信导航监视设备的损害

雷电是云层与空气、大地或不同云团间电位差达到临界值时，产生的较为剧烈的放电现象，对民航通信导航监视设备造成损害的雷电为直击雷和感应雷。

直击雷是雷云较为集中地对地面一点释放强烈电流的现象，很大可能会直接击中空管设备。而当雷电击中电线或信号线时，雷电电荷会沿着通信线缆破坏相应的设备，造成设备的严重损坏[2]。

感应雷又可细分为静电感应雷和电磁感应雷两种。它是因直击雷放电现象，引发的周边金属导体电磁感应生成的电磁浪涌。因为雷电流具有不稳定性，其起伏变化比较大，所以极易形成强烈的交变电磁场，使周围金属导体产生电磁感应现象，进而产生感应电流，此电流会不受控地向四周物体放电。感应电流传输到通信设备的线路上，会使一些精密设备的内部架构遭到强烈破坏，甚至会产生电火花，引燃附近的可燃物，造成火灾或爆炸，增加了民航空管通信导航监视设备的运行风险[3]。

2 最易受雷电损伤的民航空管通信导航监视设备

最易受雷电损伤的民航空管通信导航监视设备主要包括如下3种。第一，通信设备中，对空通信的甚高频设备及其天线和馈线等极易被雷电击伤。第二，接入民航空管通信导航监视设备的各种和的电源线和接地线。第三，民航空管通信导航监视设备的信号线路，主要包括外部接至通信设备的信号线，如由雷达站接引至空管系统的雷达信号线、从遥控后台引至民航空管的内部语音系统的地空信号线以及程控信号线等，还包括长距离信号线路，如由通信监管机房引至民航空管通信导航监视设备塔台的各种终端信号线。

3 民航空管通信导航监视设备的防雷措施

3.1 外部防雷措施

外部防雷措施主要是通过将接闪器、引下线以及接地体组成电流泄流的电流通路，来更好地防护直击雷。外部防雷应在建筑前期设计和规划，项目施工的过程中考虑到位，以便充分利用建筑自身金属部件，实现经济和实用性防雷目的。

3.1.1 接闪器

接闪器是代替民航空管通信导航监视设备承受雷击电流的金属导体，主要分为主动式避雷针和被动式避雷针两种。被动式的避雷针适用范围更为广泛，主要包括避雷带和避雷网等，它的保护范围比较小，极易出现侧向跳火现象，普遍存在导电通量小的缺点。而主动式的避雷针则是通过控制雷击落点，实现对民航空管通信导航监视设备的防护，其保护的范围相对被动性避雷针较大。民航空管通信导航监视设备防雷工作必须选择主动式的避雷针。

3.1.2 引下线

引下线是连接接地设备与接闪器的金属导体，是雷电流通路组合的中间环节，也是雷电电荷流泻出去的重要通道。民航空管这种拥有较多高精电子通信设备的防雷工作，一定要单独安装较为独立且保持在安全距离的接闪器和引下线，以减小强雷电流对设备的破坏程度[4]。

3.1.3 接地体

接地体是外部防雷保护和电路流通的关键，其作用是向地面泄放雷电电流，以降低防雷设备的对地电压，接地体的电阻最好控制在10 Ω以内。接地体常见形式为自然接地体和人工接地体两种。自然接地体是将建筑基础材料中的钢筋导体引为接地体，其数量较多、入地深度基本达标且与地面的接触性良好，是上好的泄流工具。人工接地体是指环绕建筑周围人工安置的接地设备，维护成本较高。两种接地体各有利弊。因此，外部防雷最好合理对接人工接地体与自然接地体，形成完整的接地系统，防护民航空管通信导航监视设备。

3.2 内部防雷措施

内部防雷措施主要是防止感应雷的侵入，减小设备遭受雷电电磁脉冲的影响。

3.2.1 信号线路防雷

信号传输线路中，感应雷能够影响周围磁场和产生感应电压，进而破坏设备的内部结构。因此铺设民航线缆时，不仅要适当增加信号线缆和电源线间的距离，减少因距离过近导致金属导体耦合产生较强的过电压，还要尽量保证设备信号线与电源线间的回路面积能够达到最小，减小因感应雷产生的回路感应电势，避免设备被破坏[5]。

3.2.2 SPD防护

雷电落在民航空管通信导航监视设备钢构塔上时，雷电流会经钢塔导入到通信导航监视设备内。若能够良好屏蔽通信导航监视设备，可以将大部分的雷电流在设备屏蔽层分流出去。在设备钢构塔上加装电浪涌保护器（SPD），将能够更直接地阻挡住剩余下的雷电流，保护民航空管通信导航监视设备，使其不被雷电所伤。SPD的保护原理为当雷电流强度值超过了SPD的自启动值时，SPD将导通接地，释放出接收到的浪涌电流，而当雷电流的强度值小于SPD的自启动值时，SPD会与地面断开连接，恢复正常的高阻抗状态。SPD主要包括信号类和电源类两类，能够为电源提供合适的过电压，减小设备因受雷击出现浪涌现象的概率，避免过电压力增大而对设备造成严重的损坏。民航空管通信导航监视设备的防雷工作要依据不同的情况选用不同种类的SPD，以抑制设备的雷电过电压，有效减小雷电对设备的损害程度，更好地防护民航空管通信导航监视设备，为民航的平稳运行提供保障。

3.2.3 降低人为因素产生的影响

在民航空管的防雷工作中，相关工作人员要定期检测防雷设备，加强对防雷工作的施工监管力度，提升竣工验收质量。定期查探防雷系统的后期维护是有效保护民航空管通信导航监视设备的重要措施。因此，工作人员必须在每年雷雨季节之前，全面排查防雷系统，加强对民航空管通信导航监视设备的线路巡视，监测防雷设备的实时数据信息，以保证其安全性。

维护方面的工作人员一定要具备较强的专业技术能力，熟知相关的技术规范，并且能够熟记避雷设备的标准性能参数，充分了解雷雨天气的应急工作流程。民航空管的相关部门要集中高素质人才，组建专业的防雷团队，增大员工的培训力度，邀请相关方面的专家授课，提升维护工作人员的综合素质，进而提高防雷工作的质量。

4 结 论

防雷策略是确保民航通信导航监管系统畅通运行，提高设备安全性的关键。因此，必须从内外两方面做好防雷工作，保证民航通信导航监管系统运行的高效性与稳定性。