地面通信导航系统设备防雷及保护

白晓斌

摘要：本文浅析了通信导航系统与防雷技术的概念，探究了地面导航通信系统设备防雷及保护技术，以期为地面通信导航系统设备防雷及保护提供借鉴。

关键词：地面通信导航系统 防雷 保护

在我国航空通信设备中，大规模集成电路的应用日渐广泛，通信设备提出了较高的过电压要求。在航空系统中，地面通信导航系统相关设备对雷电具有较强的敏感性，雷击会对系统设备造成严重破坏。为有效保障地面通信系统设备的安全，必须采取有效技术对之实施防雷保护，有效增强地面通信导航系统的稳定性，实现对系统安全和相关财产安全的有效保障。

1 通信导航系统与防雷技术概述

1.1 通信导航系统概述

通信导航系统具有多样化的功能，不仅具备通信功能，还具备相对导航功能，且能实现对本系统成员的有效识别。当前，飞机相应的无线电通信突出问题主要是保密、信号隐蔽以及抗干扰。飞机装载的各类电子设备逐渐增多，其负担也不断加重，各类设备间存在严重的电磁干扰。对此，航空飞机装载的电子设备要具备多种用途，不仅具备相对导航功能，且能实现对本系统其它成员的有效识别。具备通信功能、识别功能以及导航功能的综合系统应运而生，该系统能提供多种服务，包括数字语音、可靠识别、精确测距以及实时数据等，且具有三种规格，即大、中、小规格。

1.2 防雷技术概述

防雷技术，是一种一体化的防护技术，该技术能对雷电组成拦截，并有效疏导雷电，并最终将雷电泄放入地，能有效避免雷电携带的电磁脉冲损害建筑物以及相关设备。当前，雷电探测、直击雷防护、侵入波防护以及SPD等防雷技术在航空运输中得到了日渐广泛的应用。

2 通信设备受雷害的途径
2.1 直击雷
直击雷指的是雷电直接作用在建筑物、地面以及其它物体上，造成的电效应、热效应和机械力。在直接雷的影响下，通信机房线缆受到高温、高压等的影响，进而出现燃烧、爆炸等情况，与此同时雷电产生的高压还会随着线路传递至机房中，进而破坏机房内的设备元件，甚至威胁机房工作人员的身体健康。雷电流一般在100KA以上。
2.2 感应雷
感应雷指的是导线在雷电放电时出现静电感应和电磁感应。静电感应因为雷云放电时，导通道中的电荷被迅速中和，然后电感应荷又在导体中被释放，进而产生电位差。电磁感应是因为雷电电流的快速变化而产生了电磁场，当电磁场作用于导线或者电缆上时就会产生感应电动势，雷电电流就会随着导线传至通信机房，进而破坏电源设备。
2.3 地电位反击
通信系统的工作接地和建筑物防雷接地引下线
在接地时是分开设置的，如果彼此间的绝缘距离无法满足安全要求时，因为雷电电流幅值大，变化率高，所以引下线就会出现放电情况，进而反击电流就会引入通信系统接地引下线，进而导致通信设备被雷击电流所损坏。与此同时，上述问题具有隐蔽性，因此在实际工作中，容易被人们所忽略，所以相关人员需要提高对其的忠实。

3 地面通信导航系统设备防雷及保护技术

3.1 外部措施

对地面通信导航系统实施防雷保护，可采取如下外部措施，即对各类避雷针，（诸如避雷网、避雷线以及避雷带等）以及各类接地装置进行应用。在防雷工程中，接地占据着重要地位，各类防雷技术对雷电流的最终处理均是将其送入大地。若缺乏有效的接地技术，则难以实现有效防雷。在电气设备中，少数金属部分不带电，保护接地即负责将此部分与接地体进行有效的金属连接，实现对接点相应的对地电压的有效降低，有效防止人体发生触电。定期对外部各项防雷设备进行检查，能在长期内实现对系统防雷的有效保护。要定期对各天线电缆进行检查，观察其是否与相应插座实现紧密连接；对各天线平衡进行检查，观察是否将不平衡变换电缆有效接上，观察是否存在绞扭现象，是否实现对天线支架杆的良好塞入；对天线配置的短路片以及电离片进行检查，观察它们是否契合台站频率作出调整；对边带天线相应的馈线进行检查，观察其是否实现与机房ADS的有效连接，在连接过程中，要对天线参数进行注意；对接地线进行检查，观察其牢靠性，对于地网接地，要确保接地电阻值在1欧姆以下。

3.2 内部措施

对地面通信导航系统实施防雷保护，可采取如下内部措施：在雷电预警发生时，要对相应应急预案进行迅速启动，对民航信号相应的传输系统进行有效保护。通信导航系统采用的专用电缆，对雷电防护的具体等级进行设置，在总配线架相应的分盒部位对SPD信号进行安装，且对该信号相应的放电电流进行控制，使之在3KA以下。与DMΕ进行合装，识别码可允许DVOR/DMΕ实施独立或联合工作。将地面避雷器加装于系统精密设备上，并将地面避雷器加装于UPS前端，将雷击产生的电流对地下进行疏导，有效保护相关精密数据实现良好的实时传输。要将避雷器加装于系统控制中心涉及的各类仪器上，并对仪器空线实施有效的屏蔽接地。将信号避雷器安装在机场四周相应的各机房内，并提前对光缆芯线进行良好的接地处理和有效维护，将金属护套接地有效包裹在外边，通过双重接地，实现有效避雷。

3.3 远点防雷技术

对阀型避雷器进行使用，此类避雷装置，是借助避雷器配置的避雷元件充分发挥其避雷限压作用。碳化硅以及氧化锌避雷器较为常用，这两类避雷器通流能力较大，且具有相对简单的结构和较高的可靠性，但使用期限相对较短，需加强检测并及时更换。

3.4 接地保护技术

接地保护，是指通过系统设备具备的接地端子与大气电气实现良好连接，并将大量电荷对大地进行有效导入，有效降低危险电压产生的危害。要通过有效接地实现对系统设备的有效防护。接地方式主要包括两类，一类是保护型接地，一类是系统型接地。

3.4.1 保护型接地

将电子设备相应的外壳对地面进行有效接入，及时将设备电流导出，实现对设备安全的有效保障。此类接地即使面对设备外壳以及绝缘层出现脱落的情况，也能有效保护导航系统，避免雷电对系统产生干扰。

3.4.2 系统型接地

此类接地能实现对系统设备安全的有效保障，并确定系统设备实现良好的稳定运行。此类接地能及时将设备故障产生的电流有效导入地面，避免电流过大导致系统设备烧毁。

屏蔽接地以及信号接地较为常用。屏蔽接地，是将屏蔽层有效连接接地系统，借助屏蔽电缆对系统设备供电，能有效防止户外设备遭受雷击。信号接地借助接地装置，能实现对微小电流和微小电压的有效检测，能实现对放电损耗的有效减少，还能增强信号稳定。

4 结语

综上所述，要加强外部措施、内部措施、远点防雷技术、接地保护技术等防雷保护技术在地面通信导航系统设备中的应用，实现有效的防雷保护，防止雷击严重破坏地面通信导航系统，有效保障地面通信系统设备的安全和稳定运行。

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