淺談無線電導航設備臺站防雷接地的重要性

趙明川

【摘要】 隨著中國民航的快速發展，機場建設越來越多，無線電導航設備機房的規范化建設就顯得尤為重要。目前，很多機場導航設備機房的防雷保護、接地系統做的不是很規范，導航設備遭受雷擊的可能性大大增加，對機場的安全運行十分不利，就如何做好無線電導航臺站的防雷接地工作，展開分析討論，從導航設備天饋系統的防雷保護、接地網與接地系統、設備接地及接地線、進站動力電纜的防護等幾個方面給出合理可行的防護措施。

【關鍵詞】 無線電導航 防雷系統 設備接地 接地系統

引言：隨著民用無線電導航臺站建設的規范化，僅僅做好天線的直擊雷防護是不夠的，還必須從聯合接地、電磁屏蔽、等電位連接、饋線的接地分流、雷電的過壓防護以及站內電源系統雷電過電壓保護等多方面進行綜合防護才能達到良好的防護效果。

一、無線電導航臺站防雷接地的重要性及意義

1、無線電導航臺站的特殊地理位置。為了滿足無線電導航臺站的電磁環境要求，臺站通常建設在平坦、寬闊地帶，無障礙物遮擋，這樣能滿足無線電信號的正常傳播。但這同時也造成雷擊的可能性大大增強。

2、雷擊造成的危害。2006年6月，長春機場24號下滑近場監控天線遭雷擊，造成下滑近場監控故障，直接經濟損失近萬元；2010年6月份長白山機場全向信標臺遭雷擊，造成信標臺故障，直接經濟損失數萬元；2013年7月，長春機場06號下滑臺遭雷擊故障，造成06號下滑設備故障，直接經濟損失數萬元。這些雷擊事件，輕則造成設備板件故障，重則造成設備故障癱瘓，導致機場的安全運行受到不同程度的影響。

3、做好無線電導航臺站防雷接地的重要性。無線電導航設備為飛機進近著陸提供引導信號，導航設備正常與否，直接關系到飛機運行是否正常。在雷雨季節，尤其是能見度不好的時候，飛行員依靠盲降設備的程度比平時更高，如果導航設備遭受雷擊，造成設備故障，直接影響飛行安全，所以做好導航設備的防雷系統至關重要。

二、目前存在的幾種實際情況

2.1等電位未連接

存在個別導航設備機房的機房地網與天線及鐵塔地網未連成一體，也就是說設備機房與天線地網存在電勢差，二者不在等電位體上，這樣一來，當有雷電時，勢必造成雷電釋放電流時形成電勢差，造成電流逆向，對設備的損壞程度不容估量。2006年長春機場近場監控天線遭雷擊就是由于非等電位體造成的，直接經濟損失就近萬元。

2.2天線饋線未接地分流

下滑天線饋線未使用屏蔽套管包裝，或將饋線安放置天線架外側。由于導航設備安裝的不規范，以及對防雷接地知識的認識不足，造成有部分導航設備在安裝時，只安裝了避雷針，未對饋線電纜加裝套管，造成了極大的隱患。長春機場06號下滑臺便存在這種情況，2013年7月遭雷擊，造成下滑臺監控混合網絡單元故障，停機數天，直接經濟損失達數萬元。

2.3導航臺地網電阻偏大，未增加輻射型水平地網

個別導航臺地網接地地阻大于1歐姆，又未增加輻射性水平地網，造成雷電泄放浪涌電流不利，形成逆勢電流，對設備造成破壞。2010年長白山機場全向信標臺遭受雷擊，就是因為地阻值較大沒有輻射型水平地網泄流，造成逆勢電流擊穿電纜，設備故障停機，直接經濟損失近萬元。

三、無線電導航臺站的防雷與接地

3.1供電系統的防雷與接地

（1）進入導航臺的電纜距離導航臺200米以外埋地，埋地深度不得小于0.7米。電纜的金屬保護層在機房墻邊與導航臺地網連接。（2）電力電纜在進入機房前，套入至少15米長的鍍鋅鋼管，鋼管應首尾電氣貫通。鋼管一端在機房墻邊與導航臺地網連接，另一端應連接埋設的接地體。（3）對于航路導航臺來說，當電力變壓器設在站外時，對于低處年雷暴日大于20天、大地電阻率大于100Ω/m的暴露地區的架空高壓電力線路，宜在其上方架設避雷線，其長度不宜小于500m。（4）導航設備電源應安裝多級防護的浪涌保護裝置（SPD）。SPD的接地線應垂直與預留的接地端連接，長度應不大于0.5米。導航設備電源的第一級SPD安裝在雙路電源轉換開關箱的電源輸出端，通流量應大于120KA，應選用包含開關及限壓功能的3+1型SPD。（5）電源避雷器的耐雷電沖擊指標等參數應符合相關標準、規范的要求。

3.2導航臺站的地網與接地系統

（1） 聯合接地。將導航設備機房基礎接地體和機房四周的環形地網接地體和天線及鐵塔地網用水平接地體相互連通形成一個共用地網。導航臺站內開關電源的工作地也要與該接地系統連通，以獲得相同的電位參考點。（2）導航臺地網的組成。導航臺地網由機房基礎地網（接地體）、機房四周的環形地網、天線及鐵塔地網（接地體）等組成。機房地網由機房建筑物（含地樁）和外圍環形接地體組成。（3）設備接地及接地線。1、臺站內接地母線的截面積，應根據最大故障電流和機械強度選擇，但一般不應小于35mm2。一般設備的接地線，應使用截面積不小于16mm2的多股銅線。2、環境監控系統等小型設備的接地線，應采用適當截面積的多股銅線分別連接到本機架的匯流排，然后用16mm2的多股銅線連接到機房匯流排。3、光纜的金屬加強芯和金屬護層應在分線盒或ODF架內可靠連通，并于機架絕緣后使用截面積不小于16mm2的多股銅線連接到機房內第一級接地匯流排上。4、室內走線架及各類金屬構件必須接地，各段走線架之間必須電氣連通；活動地板（防靜電）下設的金屬支架，至少應有兩根是從接地匯流排引入的接地線。

3.3天線鐵塔的防雷與接地

（1）天線塔上應安裝接閃器，沿鐵塔外側安裝引下線。引下線與天線塔地網連接。（2）天線塔上障礙燈的電源線應采用具有金屬外護層的電纜，電纜的金屬護外套應在塔頂及進機房入口處的外側就近接地。（3）天線塔內安裝金屬套管，饋線電纜套入金屬管內安裝。金屬套管在鐵塔側宜采用活連接方式。

3.4天饋線系統的防雷與接地

（1）在天線系統與功率分配單元連接處同軸電纜應安裝饋線避雷器，以防止自天饋線引入的感應雷。（2）選擇饋線避雷器時，應考慮阻抗、衰耗、工作頻段等指標與導航設備相適應。 （3）饋線在天線連接位置、離塔位置及進入機房位置，通過專設的接地線直接與導航臺地網連接。

3.5其他附屬設備的防雷與接地

（1）機房內走線架、吊掛鐵架、機架或機殼、金屬通風管道、金屬門窗等均應做保護接地。（2）光纜加強芯接地，雷電通過外界進入光纜，加強芯不接地容易導致光纜纖芯被雷擊壞，光纜加強芯應該就近固定在固定盤上并通過接地線接入本機架的接地銅排。

四、結束語

導航設備在雷雨季節能夠安全穩定的運行，保障飛行安全，做好臺站的防雷接地工作顯得尤為重要，只有把導航設備天饋系統的防雷保護、接地網與接地系統、設備接地及接地線、進站動力電纜的防護等幾個方面的防護措施落到實處，才能將雷電對導航設備的損害降到最低。

參 考 文 獻

防雷接地所依據的標準和規范

一、IEC相關標準

IEC 61024 otection of structures against lightning（建筑物的防雷）

IEC61024-1：1990建筑物防雷 第一部分 通則

IEC61024-1-1：1993建筑物防雷 第一部分 第一部分 防雷裝置保護級別的確定

IEC61024-1-2：1998建筑物防雷 第一部分 第二部分 防雷裝置的設計、施工、維護和檢測二、國家標準、行業標準

GB50057-1994 建筑物防雷設計規范

IB-TM-2010-004民用航空導航臺建設指導材料