浅谈信标台设备的避雷

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【摘 要】 本文介绍了雷电入侵的种类及危害，并以信标台导航设备为例，着重介绍天线系统、电源系统、遥控信号线路的避雷体系，并对台站的防雷工作提出自己的建议。本文在总结经验的基础上，介绍了各种避雷方法，希望能更好地完善和解决好导航台各设备的避雷工作。

【关键词】 信标台设备 雷电入侵 系统避雷 接地

0 引言

雷电放电是指云层之间或云层对地之间极性相反电荷的碰撞，雷电放电时产生高达几十千安至几百千安的雷电流。如果雷电击中了导航台附近的电力线、通信线路及导航设备的天线，雷电产生的强电流将沿线入侵到导航台，直接破坏导航设备，轻则损坏设备上某块电路板的元件，重则可导致设备完全损坏，不仅使国家经济利益蒙受巨大的损失，还会直接影响对飞行安全的保障。

1 雷击危害种类及避雷方法

雷击的危害主要有两方面：（1）直击雷：指雷电直接击在设备的室外天线系统上，因电效应和热效应等造成天线系统的损坏。（2）感应雷：指雷电放电时在附近的金属导体上产生静电感应和电磁感应，产生瞬时强电流、过电压，作用到设备的发射机、电源和遥控系统上造成损害。

目前防雷措施很多。但其避雷的原理及目的都是将雷电产生的能量释放出去。我台设备根据情况分别采用了避雷针、电源避雷器、线路避雷器等技术措施。

2 DVOR/DME设备避雷系统

设备的避雷，分为室外的天线系统避雷和室内的电源系统和信号线系统避雷两种情况。室外需防止直击雷击到天线系统；室内需防止感应雷通过电源线路和信号线路对设备的入侵。

（1）室外天线系统主要就是发射机天线和监控天线，主要采用接闪技术即安装避雷针、引下线及接地系统。避雷针是吸引闪电电流的金属导体，然后通过引下线把闪电电流引到接地体上，接地体是埋在地下的导体，它把闪电电流泻放到大地中去。具体设施如下：DVOR发射天线基础49个，中央天线一个，处在反射网的中心，边带天线48个，每个天线的基础与反射网相连，再通过反射网引线同接地体相连，接地电阻为1.2Ω。DME收发天线紧靠着DVOR平台边缘。DVOR监控天线安装在支撑杆上，通过支撑杆同接地极相连，其接地电阻约为1.2Ω。距离反射网平台2米安装三根避雷针，每根避雷针相隔120°，反射网地下铺地网，避雷针通过引下线与地网相连。

每根避雷针的保护范围即为以避雷针为直径的球体，这样整个天线场处于三根避雷针的保护之下。当发生雷击时，避雷针主要是吸引雷电电流，通过引下线将雷电流引入地下，通过地网将电流泻放出去，保护天线系统免遭雷击。

（2）室内DVOR/DME避雷分为电源系统避雷和遥控信号线路避雷。根据统计分析表明：80%的雷击事故是雷电波侵入电源线造成的，因此电源系统的避雷尤显重要。

我台电源系统避雷采用氧化锌避雷器，它主要由氧化锌压敏电阻构成。其主要工作元件为金属氧化物非线性电阻片，它具有非线性伏安特性，阻值随外部电压的过电压而急剧变小。每块压敏电阻从制成时就有一定的开关电压，在正常运行时，避雷器的压敏电阻具有极高阻值，呈绝缘状态；当出现雷电过电压时，电压超过启动值后，电阻呈低阻被击穿，相当于短路状态，泻放电流，避雷器两端维持较低的残压，对设备起保护作用。待过压结束，避雷器立即恢复极高阻值，继续保持绝缘状态，保证系统的正常运行。

在设备供电系统中，采用分级保护的方式，从供电系统配电房开始，逐步进行能量泄放，对瞬态过电压分为三个阶段抑制。当设备受到瞬态过电压侵袭时，避雷器能快速动作将过能量泄放。

第一阶段：在配电间设备供电系统中，进线A、B、C相和地之间，并联安装大容量电源避雷器，要求该级电源保护器具备100KA/相以上的最大冲击容量，限制电压应小于1500V。可承受直击雷和感应雷的大电流和高能量浪涌能量，吸收并将大量的浪涌电流分流到大地。第二阶段：在设备机房进线A、B、C相和地之间，并联安装容量为40KA/相以上，限制电压小于1200V大容量电源避雷器。机房电源避雷器，将配电间输入三相供电剩余浪涌能量进行更完善的吸收，对于瞬态过电压具有极好的抑制作用。此时机房的空调器及其它用电设备，可以从第二阶段引入电源。第三阶段：在设备电源和设备之间并联安装设备电源避雷器。要求的最大冲击容量为20KA/相或更低一些，要求的限制电压应小于1000V，以达到完全消除微小瞬态过电压目的，同时也可以保护用电设备免受系统内部产生的瞬态过电压影响。

通过这三个阶段抑制，完成了DVOR/DME设备供电系统的避雷保护。

（3）遥控信号线路避雷采用信号避雷器。DVOR/DME设备的遥控，通过遥控单元接口，利用通讯电缆同机房设备遥控接口相连接。信号避雷器采用分流入地技术，分流就是在一切从室外来的导线与接地线之间串联避雷器，当直击雷或感应雷在导线上产生的过电压波沿着这些导线进入时，避雷器的电阻突然降到低值，近于短路状态，将闪电电流分流入地，从而保护设备的遥控单元。

3 对台站防雷工作的建议

（1）定期检查防雷设施，并设专人负责，定期对设备的接地阻值进行测量；特别是在雷雨过后，要检查避雷器有无击坏，各种接地有无断裂。

（2）定期检测避雷器，防止因时间长材料老化而动作电压下降，既容易损坏避雷器，又起不到避雷作用。

（3）雷灾发生后应及时处理，采取措施，避免再次雷击。

4 结语

做好导航系统设备避雷工作，为设备正常运行和飞机的飞行安全提供有力的保障，是笔者论述本选题的初衷，也是确保飞机飞行安全的职责所在。

参考文献：

[1]《电子设备雷击保护导则》（GB7450-87）.

[2]《建筑物防雷设计规范》（GB 50057-94）.

[3]《通信工程电源系统防雷技术规定》（YD5078-98）.