金向東

民航溫州空管站，浙江溫州 325000

溫州樂(lè)清雷達(dá)站防雷概述

金向東

民航溫州空管站，浙江溫州 325000

本文對(duì)民航雷達(dá)站的防雷設(shè)施進(jìn)行概述，對(duì)精密電子儀器的防雷保護(hù)進(jìn)行粗淺的解析。

雷達(dá)站；防雷；SPD(Surge Protective Device，浪涌保護(hù)器)

0 引言

溫州樂(lè)清雷達(dá)站位于甌江入?？冢忠虻貏?shì)相對(duì)較高，以致雷擊較為頻繁。雷達(dá)設(shè)備能否正常工作事關(guān)飛行安全，同時(shí)其配件較為精密、維修成本高，所以做好雷電防護(hù)至關(guān)重要。2003年臺(tái)站進(jìn)行的雷電防護(hù)工程受條件制約，加之對(duì)本地雷擊強(qiáng)度認(rèn)識(shí)不夠，每年都會(huì)有雷擊損失的報(bào)告，后來(lái)陸續(xù)進(jìn)行了多次改進(jìn)，在直擊雷防護(hù)、接地、外層屏蔽予于加強(qiáng)。

1 雷電種類

雷電主要有3種形式：直擊雷、感應(yīng)雷、球形雷。

1.1 直擊雷

帶電云層與建筑物、其它物體、大地或防雷裝置之間發(fā)生的迅猛放電現(xiàn)象，并由此伴隨而產(chǎn)生的電效應(yīng)、熱效應(yīng)或機(jī)械力等一系列的破壞作用。指帶電的云層與大地上某一點(diǎn)之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象，主要危害建筑物、建筑物內(nèi)電子設(shè)備和人。

直擊雷的電壓峰值通?？蛇_(dá)幾萬(wàn)伏甚至幾百萬(wàn)伏，電流峰值可達(dá)幾十千安乃至幾百千安，其破壞性很強(qiáng)，主要原因是雷云所蘊(yùn)藏的能量在極短的時(shí)間就釋放出來(lái)，從瞬間功率來(lái)講，是巨大的。

防避直擊雷通常都是采用避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網(wǎng)或金屬物件作為接閃器，將雷電流接收下來(lái)，并通過(guò)作引下線的金屬導(dǎo)體導(dǎo)引至埋于大地起散流作用的接地裝置再泄散入地。

1.2 感應(yīng)雷

直擊雷放電過(guò)程中，強(qiáng)大的脈沖電流對(duì)周圍的導(dǎo)線或金屬物產(chǎn)生電磁感應(yīng)發(fā)生高電壓以及發(fā)生閃擊的現(xiàn)象，主要危害建筑物內(nèi)電子設(shè)備。閃電放電瞬間，在附近導(dǎo)體產(chǎn)生靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象。雷達(dá)設(shè)備比較精密，做好感應(yīng)雷防護(hù)至關(guān)重要。

1.3 球形雷

在雷電頻繁的雷雨季節(jié)，偶然會(huì)發(fā)現(xiàn)殷紅色、灰紅色、紫色、藍(lán)色的“火球”，直徑一般十到幾十厘米，甚至超過(guò)1m，球形雷較為罕見(jiàn)。

所以，雷達(dá)站主要是做好直擊雷和感應(yīng)雷防護(hù)，球形雷即使有，現(xiàn)有的設(shè)施也能基本防護(hù)。雷達(dá)站防雷在建筑物電子信息系統(tǒng)雷電防護(hù)等級(jí)ABCD 4級(jí)中的B級(jí)。

2 雷達(dá)站防雷系統(tǒng)的劃分及施工方案

雷達(dá)站防雷主要分為雷達(dá)設(shè)備防雷、輔助設(shè)施防雷、生活設(shè)施防雷及接地線布局。

2.1 雷達(dá)設(shè)備防雷

這是雷達(dá)站防雷工作的重點(diǎn)，雷達(dá)設(shè)備按空間大致可分為天線系統(tǒng)和信號(hào)處理系統(tǒng)。由于維修成本高，不管是天線還是主機(jī)，直擊雷防護(hù)和感應(yīng)雷防護(hù)都很重要。

2.1.1 塔上避雷針

塔上圓球罩上的直擊雷防雷裝置保留，在球罩外塔平臺(tái)上新立4根玻璃鋼避雷針，確認(rèn)避雷針與引下線以及引下線與接地點(diǎn)連接良好并清除不需要的線纜，這樣基本能對(duì)直擊雷進(jìn)行有效防護(hù)。

2.1.2 塔上線路整理

1）做好塔上設(shè)備的接地，確定塔上設(shè)備只連接到單獨(dú)的引上線上而未與避雷針引下線相連接；

2）整理塔上線路，使線路清晰、整齊、穩(wěn)固，清除不需要線纜；

3）以金屬（軟）管、金屬槽、防波套等對(duì)塔上線路進(jìn)行雙層屏蔽，屏蔽層與屏蔽上塔線路的金屬槽相連接。

2.1.3 塔上設(shè)備安裝浪涌保護(hù)器SPD

1）障礙燈線、安全開(kāi)關(guān)、編碼器信號(hào)線、電話線、油位告警線安裝SPD；

2）SPD只能通過(guò)單獨(dú)的接地引上線接地，嚴(yán)禁使用避雷針引下線接地；

3）注意不能將單獨(dú)的設(shè)備接地引上線與避雷針引下線搭接，保持兩者一定距離，以防雷電流感應(yīng)破壞設(shè)備。

2.1.4 塔上至機(jī)房線路的屏蔽

1）將油位告警線更換為8芯屏蔽電纜；

2）將編碼器信號(hào)線、電話線、油位告警線封裝在金屬線槽中；

3）將驅(qū)動(dòng)電機(jī)電源線、障礙燈及安全線封裝在金屬線槽中。

2.1.5 對(duì)進(jìn)入機(jī)房的信號(hào)線、電源線安裝浪涌保護(hù)器SPD

在塔上線路進(jìn)入墻孔下方安裝信號(hào)SPD箱一臺(tái)。內(nèi)置編碼器信號(hào)線SPD、電話線SPD、油位告警線SPD各一只。在塔上線路進(jìn)入墻孔下方安裝電源SPD箱1臺(tái)，用于保護(hù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電源線、障礙燈及安全線。SPD箱下端進(jìn)入地板下鋪設(shè)的金屬槽道并連接各自設(shè)備。

2.1.6 機(jī)房?jī)?nèi)線路處理

1）所有設(shè)備接機(jī)房的（環(huán)形）地線；

2）機(jī)房地板下鋪設(shè)電源線金屬槽道、信號(hào)線金屬槽道和其它必要的金屬槽道，設(shè)備線纜全部進(jìn)入相應(yīng)的金屬槽道，去除冗余線纜。各屏蔽槽道離開(kāi)必要的距離。

2.1.7 GPS（Global Positioning System全球定位系統(tǒng)）時(shí)鐘防雷

將線路改為屏蔽線沿墻內(nèi)側(cè)穿過(guò)，穿鐵管下來(lái)進(jìn)入機(jī)房?jī)?nèi)SPD箱，內(nèi)置保護(hù)GPS的SPD。鐵管連接到室外接地環(huán)網(wǎng)上，SPD的地線接到機(jī)房地線上。

2.2 輔助設(shè)施防雷

電話作為雷達(dá)站對(duì)外聯(lián)絡(luò)的重要方式，要時(shí)刻保持正常；保持市電的正常供給也非常重要，否則只能啟用做為備用電源的柴油機(jī)為雷達(dá)站供電；機(jī)房空調(diào)保持機(jī)房一定的溫度和濕度；由于雷達(dá)設(shè)備十分精密，房屋外墻做好電磁屏蔽十分重要。

2.2.1 電話線、路由器防雷

1）將電話線穿鐵管埋入地下進(jìn)入室內(nèi)，在室內(nèi)墻邊安裝一箱體，內(nèi)置克隆配線架及模塊，將電話電纜打在配線模塊上。在模塊上安裝克隆型SPD一只，接地線接于電源機(jī)房的地線上；

2）路由器TP-LINK的網(wǎng)線端口，加裝信號(hào)線型SPD。

2.2.2 電源線防雷

1）三相四線電源線路進(jìn)入室內(nèi)的電源總開(kāi)關(guān)后的母排上加裝三相200KA并聯(lián)避雷器，串聯(lián)一組RT18/50A熔斷器；

2）低壓配電室輸出端加裝三相100KA（8/20us）并聯(lián)避雷器1臺(tái)；

3）在UPS室穩(wěn)壓電源輸入端加裝三相100KA（8/20us）并聯(lián)避雷器1臺(tái)；

4）高壓配電房頂建一防雷環(huán)。

2.2.3 機(jī)房空調(diào)

機(jī)房空調(diào)所用電源線或其它線纜應(yīng)在屏蔽的狀況下由電源室單獨(dú)提供，并注意與其它線纜的排布方向和距離。

2.2.4 房屋

1）去除外墻瓷磚，將整個(gè)房屋用10×25mm網(wǎng)格，1mm～1.5mm厚的金屬拉板網(wǎng)將外墻面和屋頂覆蓋，拉板網(wǎng)之間點(diǎn)焊連接；

2）用40×4mm熱鍍鋅扁鋼將拉板網(wǎng)周邊封連，并與共用保護(hù)接地網(wǎng)多點(diǎn)熱熔焊接；

3）外墻抹水泥砂漿，墻體表面做處理，外墻面刷外墻涂料，房頂做防水層，并在樓頂焊接熱鍍鋅扁鋼網(wǎng)；

4）把防盜窗和外墻金屬網(wǎng)連接。房屋進(jìn)行金屬網(wǎng)屏蔽是主要為了防止感應(yīng)雷對(duì)設(shè)備的破壞，同時(shí)也做到了直擊雷的有效防護(hù)。

2.3 生活設(shè)施防雷

1）衛(wèi)星電視

衛(wèi)星電視高頻頭線路兩端加裝信號(hào)線型浪涌保護(hù)器SPD。

2）監(jiān)控系統(tǒng)

（1） 紅外監(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)室外設(shè)備（紅外線探測(cè)儀和攝像頭）增加避雷針?lè)雷o(hù)，防止側(cè)擊雷和強(qiáng)雷擊電磁脈沖的影響，用線纜獨(dú)立引下到地網(wǎng)上。

（2）紅外監(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)線路的屏蔽隔離鋪設(shè)，杜絕該線路因地電位反擊而導(dǎo)致的直擊雷災(zāi)害，采用熱鍍鋅金屬管對(duì)系統(tǒng)的所有線路進(jìn)行屏蔽隔離，線路兩端分別加裝相應(yīng)的SPD防護(hù)。

3）上水管及增壓水泵

將上水管與建筑地相連，對(duì)增壓水泵室外線路穿鐵管屏蔽，并在進(jìn)入室內(nèi)后安裝SPD，SPD的地線接在電源地線上。

2.4 接地線布局

1）接地線事關(guān)整個(gè)防雷體系的好壞，所以之后的防雷改造對(duì)原來(lái)的接地線進(jìn)行了強(qiáng)化。在大門北后側(cè)圍墻外山坡稍平坦（道邊）處，新做一組接地裝置，以降低接地電阻。接地裝置采用帶長(zhǎng)效降阻劑接地極十?dāng)?shù)根，盡量降低接地電阻；

2）在臺(tái)站的6根塔桿底部鉆30米深井，內(nèi)置30×4mm銅排，并灌封降阻劑。在6根塔桿中上部用直徑10mm的鋁線分上下兩層依次連接，形成空中防雷網(wǎng)；

3）將四口深井式接地極用30×4mm銅排在地下0.8m處連接，并與原來(lái)地網(wǎng)連接，共同組成共用保護(hù)接地裝置；

4）用兩條不等長(zhǎng)的30×4mm銅帶挖溝埋深0.8m引入機(jī)房為共用保護(hù)接地裝置。

3 雷達(dá)站對(duì)防雷設(shè)施的維護(hù)及保養(yǎng)

在每周一的周維護(hù)和雷雨前及雷雨后，值班人員都要對(duì)所有的浪涌保護(hù)器SPD組件進(jìn)行檢查，以保證防雷設(shè)施處于正常的工作狀態(tài)，對(duì)損壞的組件進(jìn)行更換，并做好記錄。

4 結(jié)論

經(jīng)過(guò)多次改進(jìn)，樂(lè)清雷達(dá)站的防雷得到了有效的加強(qiáng)，雷擊損失明顯減少，為國(guó)家和單位省下了可觀的維修經(jīng)費(fèi)。

[1]溫州雷達(dá)站改造方案，2005-4-16.

[2]溫州2009雷達(dá)站改造方案，2010-1-26.

[3]GB50343-2004建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范.

[4]民航溫州雷達(dá)站雷電防護(hù)工程施工方案，2003-4-7.

[5]民用航空通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)施防雷技術(shù)規(guī)范.中國(guó)民航總局，2006-5-23.

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1674-6708（2011）48-0073-02