机场雷灾事件的分析与解决方案研究

刘树锋 郭馨 谢孟君

摘 要：近年来，我国机场雷灾事故频频发生，究其原因，主要是因为机场塔站及其附属设施等遭受雷电影响所致，这在一定程度上不仅给国家利益造成了较大的损失，而且也给广大旅客的生命财产安全构成了极大的威胁。因此，要想减少机场雷灾事件的发生，就要结合其雷灾事故的具体原因，采取有效措施对机场塔站的防雷安全性能进行不断的强化与提升。本文也会通过实际案例，对机场雷灾事件的主要诱发原因进行着重分析，并提出相应的解决对策，以便有关人士参考。

关键词：机场塔站;雷灾事故;原因分析;解决方案

分类号：F272.92;F562.6

受当地雷暴天气和短时强降水等因素所影响，某机场塔站管制层电子设备均遭受到不同程度的雷电攻击。据现场情况报道可以得知，这次雷击事件并未造成人员伤亡，共计损毁机场塔台管制层设备如下：两套ATEN KVM 切换器、四套 UNCLASS 切换器和一套GPS时钟显示器外加八台 HP Z400工作站和一块二次雷达测试应答机解码板。针对该次事故，机场塔站工作人员通过对事故发生当天气象要素的调查分析，总结出具体事故发生原因，并在此基础上制定出完善可行的防雷控制措施。

一、雷灾事故原因调查分析

1.气象要素的调查

通过对事故当天气象预报信息的调查分析，可以得知，在该机场新塔台附近 3 km范围内，共发生15次电流强度在24-70之间的正闪雷电。 另外，当地气象台在当天还发布了雷暴、大风预警等气象预报信息。在下午14时-15时时间段内，有强烈的回波单体经过该机场雷达站点，单体走向主要由站点向东北方向发展，至雷达西南方向发展到最强并逐渐消散。单体最强回波强度达到 60-65dBZ，回波高度已经超过12 km， 对流过程十分明显。

2.雷灾原因分析

根据现场勘察情况，该机场塔站雷灾事故的发生原因可以从以下几个方面去体现：首先，该机场塔站在建设设计过程中，虽然结合了国家相应的技术标准对塔站建筑及设备等进行了相应的防雷设计，但由于未根据现场区域地闪活动情况来确定相应的防雷风险等级，所以设计的防雷措施根本无法满足等级区域范围内的防雷需求;其次，该机场塔站所布置的雷电防范措施大多集中在重點危险区域和风险高发区域中，而非重点区域中的布置数量却相对少很多，一旦地闪活动一般在这些非重点区域中发生，势必会因防雷措施设置数量不足，而导致相应的电子设备遭受到严重的雷击损害;最后，该机场在投运扩建过程中，对塔站相应的电子设施设备进行了全面的技改，但由于这些电子设施设备在技改过程中都是在原有基础上来进行，新进设备数量相对较少，这就使得整个塔站管制层设备的应用功能与设计目标之间存在一定的差异，这种情况下就会降低塔站设备的防雷功能，增加其雷电发生概率。

二、雷灾事件解决方案分析

根据该机场塔站雷电灾害风险评估结果，确定出塔站易受雷电侵袭的高风险区，并在此基础上合理安排各处防雷工程建设，主要采取以下几点防雷解决对策来提升塔站整体防雷性能：

1.由于该机场塔台水平线上存有突出外墙的物体和设备，所以为了避免滚球半径45m球体从屋顶周边接闪带处向地面垂直下降时会接触到这些突出外墙的物体，进而产生较大的雷击反应，应提前对这些突出外墙的物体进行防雷设计，并做好等电位连接工作。

2.为了避免出现雷电灾害时，雷电电流流经塔台引下线和接地装置时，会产生较大的高电位，进而对周围金属物或电子系统线路等造成一定的损害，应在布置防雷措施时，在防雷区交界处对这些导电物进行等电位连接，并按照相应的防雷设计要求，采取穿钢管埋地引入的方式布置与电子信息系统连接的非屏蔽金属信号线缆。为了确保线缆的防雷性和安全性，应确保埋地长度大于15 m， 且在入户处对电缆屏蔽槽或金属管道进行等电位连接。

3.要根据国家相应的技术标准以及区域地闪活动情况来确定塔站防雷风险等级，不仅要对区域塔台指挥间设备、信号线缆以及内墙面和泄放雷电流的金属立柱之间的间距进行严格的把控，而且还要对电子信息系统线缆与防雷引下线的最小平行净距和最小交叉净距进行合理的控制， 并按照相关规范要求做好线缆屏蔽措施，这样才能提升塔站的防雷性能，降低电子设备受雷击损害几率。

4.为了最大化降低雷击事故的发生概率，该机场塔台指挥间与设备间的信息和电源接口处都要分别设置相配套的电源以及相应等级的信号浪涌保护器。另外，各类电子信息设备必须结合其自身的工作电压要求，来安装适配的电源线路进行保护。同时，还要对其保护距离、 连接导线长度以及被保护设备耐冲击电压额定值等因素进行充分的考虑，进以在此基础上选择能量适配的浪涌保护器加以全面的防护，这样才能更好的提升塔站管制层设备的整体防雷性能及其实效功能作用。

5.按照相应的设计要求，在对该机场塔台布置防雷措施时，必须做到科学合理的划分，确保相应的防雷装置数量及应用性能等能够充分满足各个区域的抗雷击要求，尤其是墙角、边缘以及显著突出物等部位的防雷设计，应尽量采取防侧击雷措施进行防护。与此同时，还要准确计算机房设备到屏蔽层的安全距离，并将屏蔽层与就近防雷等电位进行连接。尽可能对原有防雷等级不足的电子设备进行重新更换，这样才能最大化提升塔站的安全性，避免雷击对相关设备造成危害。

结束语：

综上所述，通过本文对某机场塔台雷灾事件的分析，可以得知，只有全面加强塔站防雷工程设计，根据实际情况， 提出科学合理的防雷设计方案，并引进先进的防雷设备，掌握各电子设施设备的防雷设计要求，这样才能提升塔站的整体抗雷击风险能力，降低雷电灾害的发生概率。

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