民航青?？展芊志?張得力

雷電是一種規(guī)模性靜電放電的自然現(xiàn)象，根據(jù)其產(chǎn)生的破壞影響分為電磁效應(yīng)、電效應(yīng)，熱效應(yīng)等。雷擊電磁脈沖式伴隨雷電流發(fā)生的輻射電磁場(chǎng)。當(dāng)此種雷電在雷達(dá)站周邊發(fā)生時(shí)，它的脈沖會(huì)通過(guò)感應(yīng)導(dǎo)入供電模塊和傳輸鏈路形成感應(yīng)電流，它的動(dòng)能對(duì)設(shè)備會(huì)造成損害，產(chǎn)生的高壓會(huì)導(dǎo)致雷達(dá)系統(tǒng)失效宕機(jī)。青?？展茔由嚼走_(dá)站于2016年建成并開(kāi)始運(yùn)行，地處北山山頂，海拔2800多米，臺(tái)站附近緊鄰VHF臺(tái)站和電視臺(tái)，電磁環(huán)境復(fù)雜，地勢(shì)較高，雷達(dá)塔高45米，很容易受到雷達(dá)襲擊；而青海空管監(jiān)視手段匱乏，雷達(dá)數(shù)量少，除了調(diào)撥的移動(dòng)雷達(dá)外，僅有此一部二次雷達(dá)設(shè)備，因此對(duì)此臺(tái)站的防雷保護(hù)和性能檢測(cè)非常關(guān)鍵和重要。

一、雷達(dá)站系統(tǒng)防雷工程

由主機(jī)房、供電系統(tǒng)、天線塔等組成泮子山雷達(dá)站設(shè)施。施工圖設(shè)計(jì)時(shí)為了降低造價(jià)和便于安裝維護(hù)，在臺(tái)站邊角布置天線塔；雷達(dá)塔的旁邊布置設(shè)備機(jī)房，這樣有利于高頻饋線長(zhǎng)度的減小。

1.設(shè)備配電的保護(hù)與防范

雷達(dá)塔為雷達(dá)站最高建筑，泮子山雷達(dá)塔高45米，比較容易受直擊雷襲擊，此類防護(hù)主要通過(guò)架設(shè)避雷。泮子山臺(tái)站從電視臺(tái)接入一段外部供電路由，為防止對(duì)架空電力線路和埋地未經(jīng)屏蔽保護(hù)的電纜遭受雷擊的破壞，需要在設(shè)計(jì)和施工時(shí)做好屏蔽措施、接地保護(hù)、等電位連接，電源防雷等的保護(hù)措施。避雷器連接示意圖如圖1所示。

圖1 避雷器連接示意圖

2.設(shè)備信號(hào)鏈路的保護(hù)與防范

一般通過(guò)傳輸鏈路將信號(hào)源引接至監(jiān)視系統(tǒng)的自動(dòng)化，在發(fā)生雷電時(shí)，其產(chǎn)生的電磁場(chǎng)會(huì)在信號(hào)數(shù)據(jù)線和光纜中發(fā)生過(guò)電壓，從而會(huì)傳輸至設(shè)備機(jī)房造成室內(nèi)設(shè)備低壓電子部分的損害。針對(duì)該模塊主要從室外和室內(nèi)引入的線路進(jìn)行保護(hù)隔離；將金屬帶電的物體通過(guò)SPD 接地為防止互耦電位差發(fā)生閃絡(luò)及事故擴(kuò)大，等電位連接可以進(jìn)行電流分流和高電壓差的消除。本雷達(dá)站由于配電線路長(zhǎng)，因此設(shè)計(jì)時(shí)，電力線采用鎧裝纜埋地穿管引入，所有穿越防雷區(qū)的鐵管在入戶處進(jìn)行可靠的等電位連接。

二、雷達(dá)站的防雷設(shè)計(jì)和實(shí)施方法

根據(jù)防雷國(guó)標(biāo)規(guī)范和民航行業(yè)規(guī)范要求，防雷系統(tǒng)分為直擊雷保護(hù)和感應(yīng)雷保護(hù)，結(jié)合泮子山雷達(dá)站設(shè)施組成、性能特點(diǎn)和泮子山高地附件構(gòu)筑物的特征，對(duì)雷達(dá)站防雷設(shè)計(jì)和實(shí)施方法進(jìn)行分析探討。

1.直擊雷的防護(hù)措施

1.1 天線的防雷保護(hù)實(shí)施

泮子山雷達(dá)站的天線塔為最高建筑（45米），主要主要架設(shè)在塔頂部位，在塔頂架設(shè)避雷針，力求設(shè)計(jì)合理，從而可對(duì)直擊雷進(jìn)行很好的保護(hù)效果；如果想保證天線塔完全不受直擊雷在實(shí)際操作施工時(shí)是不現(xiàn)實(shí)的，因此，一般按照99.90%的概率覆蓋設(shè)計(jì)；為了在實(shí)際使用中達(dá)到有效的保護(hù)效果，必須要求在初步設(shè)計(jì)中對(duì)避雷針的防護(hù)范圍和高度設(shè)計(jì)的合理性進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣和評(píng)估分析。避雷針?lè)雷o(hù)示意圖如圖2所示。

圖2 避雷針?lè)雷o(hù)示意圖

1.2 輸入輸出電線、線纜的防雷保護(hù)與實(shí)施

泮子山雷達(dá)站設(shè)備機(jī)房在二樓，在機(jī)房房頂對(duì)稱方向鋪設(shè)避雷網(wǎng)，屋頂周圍女兒墻采用圓鋼鋪避雷帶。 在拐彎處增設(shè)一條銅帶為雷電流專用引下線接入地下，從而保證大電流發(fā)生時(shí)可以快速的泄入地面。雷達(dá)機(jī)房利用樓體主筋進(jìn)行作為雷電流的專業(yè)引下線，沿機(jī)房四周每隔18米，以95mm2入地線接入人工地網(wǎng)。從而形成完整的雷電流引下通道。

2.感應(yīng)雷的防護(hù)措施

2.1 供電系統(tǒng)的防雷保護(hù)與實(shí)施

泮子山雷達(dá)站采用雙路市電供電，同時(shí)配有UPS和油機(jī)提供可靠的空管二級(jí)保障用電。通常采用三級(jí)防雷保護(hù)；市電控制柜輸入部分選高性能避雷器為一級(jí)防護(hù)，在UPS端增設(shè)防雷過(guò)壓保護(hù)器為二級(jí)防護(hù)，在機(jī)房?jī)?nèi)重要設(shè)備端安裝防浪涌過(guò)壓保護(hù)器為三級(jí)防護(hù)。通過(guò)三級(jí)防護(hù)設(shè)置，保證供電設(shè)備在雷電期間不至中斷，從而影響運(yùn)行安全。SPD保護(hù)連接示意圖如圖3所示。

圖3 SPD保護(hù)連接示意圖

2.2 雷達(dá)站信息傳輸網(wǎng)的防雷保護(hù)實(shí)施

針對(duì)電子信息設(shè)備受到的不同干擾均采用屏蔽線纜，線纜屏蔽的有效性可很好的降低同等瞬變電磁環(huán)境中的耦合信號(hào)，將所有信息傳輸網(wǎng)線纜均做等電位處理。室內(nèi)信號(hào)線沿橋架和金屬線槽分開(kāi)敷設(shè)，并做好電氣連接和相關(guān)保護(hù)措施。

2.3 雷電站機(jī)房等電位連接保護(hù)及實(shí)施

雷達(dá)機(jī)房?jī)?nèi)安置有總接地匯流板和分接地匯流板，使用規(guī)格不低于25*3m的銅排或多股銅纜熱焊端接，房?jī)?nèi)等電位連接使用M網(wǎng)方法，各種接地均以最短距離連接至等電位連接帶上，從而可防止電勢(shì)差對(duì)設(shè)備的損壞。

2.4 雷達(dá)天饋和低頻信號(hào)的防雷設(shè)計(jì)及實(shí)施

二次雷達(dá)屬于大功率設(shè)備，和、差等的射頻饋線較長(zhǎng)，通過(guò)在塔內(nèi)進(jìn)行屏蔽金屬線，對(duì)對(duì)傳輸?shù)奈⒉ㄦ溌吩趦啥思釉O(shè)避雷器，其他弱電信號(hào)除屏蔽外還接入匹配的SPD裝置。

2.5 接地裝置的測(cè)試

通過(guò)測(cè)試和維護(hù)反饋，雷達(dá)站的防雷設(shè)計(jì)系統(tǒng)是合理的，選用的防雷設(shè)備和材料是可靠的，綜合的性價(jià)比是最高的，實(shí)施的結(jié)果是有效的可行的。地阻測(cè)試記錄如表1所示。

表1 地阻測(cè)試記錄

三、結(jié)束語(yǔ)

防雷設(shè)計(jì)和性能測(cè)試完成后不是工作的終結(jié)，而是臺(tái)站防雷工作的開(kāi)始，隨著使用的周期和自然環(huán)境的變化后續(xù)對(duì)防雷系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生重要影響，因此還應(yīng)由專業(yè)資質(zhì)的單位進(jìn)行定期檢測(cè)維護(hù)，對(duì)標(biāo)防雷國(guó)標(biāo)進(jìn)行評(píng)估和改進(jìn)。在平時(shí)運(yùn)行中，機(jī)務(wù)員還應(yīng)做好日常檢查，特別是雷雨季節(jié)的專項(xiàng)檢查和防護(hù)，做到安全關(guān)口前移，為設(shè)備可靠運(yùn)行做好安全保障。