浅谈无线电导航设备台站防雷接地的重要性

赵明川

【摘要】 随着中国民航的快速发展，机场建设越来越多，无线电导航设备机房的规范化建设就显得尤为重要。目前，很多机场导航设备机房的防雷保护、接地系统做的不是很规范，导航设备遭受雷击的可能性大大增加，对机场的安全运行十分不利，就如何做好无线电导航台站的防雷接地工作，展开分析讨论，从导航设备天馈系统的防雷保护、接地网与接地系统、设备接地及接地线、进站动力电缆的防护等几个方面给出合理可行的防护措施。

【关键词】 无线电导航 防雷系统 设备接地 接地系统

引言：随着民用无线电导航台站建设的规范化，仅仅做好天线的直击雷防护是不够的，还必须从联合接地、电磁屏蔽、等电位连接、馈线的接地分流、雷电的过压防护以及站内电源系统雷电过电压保护等多方面进行综合防护才能达到良好的防护效果。

一、无线电导航台站防雷接地的重要性及意义

1、无线电导航台站的特殊地理位置。为了满足无线电导航台站的电磁环境要求，台站通常建设在平坦、宽阔地带，无障碍物遮挡，这样能满足无线电信号的正常传播。但这同时也造成雷击的可能性大大增强。

2、雷击造成的危害。2006年6月，长春机场24号下滑近场监控天线遭雷击，造成下滑近场监控故障，直接经济损失近万元；2010年6月份长白山机场全向信标台遭雷击，造成信标台故障，直接经济损失数万元；2013年7月，长春机场06号下滑台遭雷击故障，造成06号下滑设备故障，直接经济损失数万元。这些雷击事件，轻则造成设备板件故障，重则造成设备故障瘫痪，导致机场的安全运行受到不同程度的影响。

3、做好无线电导航台站防雷接地的重要性。无线电导航设备为飞机进近着陆提供引导信号，导航设备正常与否，直接关系到飞机运行是否正常。在雷雨季节，尤其是能见度不好的时候，飞行员依靠盲降设备的程度比平时更高，如果导航设备遭受雷击，造成设備故障，直接影响飞行安全，所以做好导航设备的防雷系统至关重要。

二、目前存在的几种实际情况

2.1等电位未连接

存在个别导航设备机房的机房地网与天线及铁塔地网未连成一体，也就是说设备机房与天线地网存在电势差，二者不在等电位体上，这样一来，当有雷电时，势必造成雷电释放电流时形成电势差，造成电流逆向，对设备的损坏程度不容估量。2006年长春机场近场监控天线遭雷击就是由于非等电位体造成的，直接经济损失就近万元。

2.2天线馈线未接地分流

下滑天线馈线未使用屏蔽套管包装，或将馈线安放置天线架外侧。由于导航设备安装的不规范，以及对防雷接地知识的认识不足，造成有部分导航设备在安装时，只安装了避雷针，未对馈线电缆加装套管，造成了极大的隐患。长春机场06号下滑台便存在这种情况，2013年7月遭雷击，造成下滑台监控混合网络单元故障，停机数天，直接经济损失达数万元。

2.3导航台地网电阻偏大，未增加辐射型水平地网

个别导航台地网接地地阻大于1欧姆，又未增加辐射性水平地网，造成雷电泄放浪涌电流不利，形成逆势电流，对设备造成破坏。2010年长白山机场全向信标台遭受雷击，就是因为地阻值较大没有辐射型水平地网泄流，造成逆势电流击穿电缆，设备故障停机，直接经济损失近万元。

三、无线电导航台站的防雷与接地

3.1供电系统的防雷与接地

（1）进入导航台的电缆距离导航台200米以外埋地，埋地深度不得小于0.7米。电缆的金属保护层在机房墙边与导航台地网连接。（2）电力电缆在进入机房前，套入至少15米长的镀锌钢管，钢管应首尾电气贯通。钢管一端在机房墙边与导航台地网连接，另一端应连接埋设的接地体。（3）对于航路导航台来说，当电力变压器设在站外时，对于低处年雷暴日大于20天、大地电阻率大于100Ω/m的暴露地区的架空高压电力线路，宜在其上方架设避雷线，其长度不宜小于500m。（4）导航设备电源应安装多级防护的浪涌保护装置（SPD）。SPD的接地线应垂直与预留的接地端连接，长度应不大于0.5米。导航设备电源的第一级SPD安装在双路电源转换开关箱的电源输出端，通流量应大于120KA，应选用包含开关及限压功能的3+1型SPD。（5）电源避雷器的耐雷电冲击指标等参数应符合相关标准、规范的要求。

3.2导航台站的地网与接地系统

（1） 联合接地。将导航设备机房基础接地体和机房四周的环形地网接地体和天线及铁塔地网用水平接地体相互连通形成一个共用地网。导航台站内开关电源的工作地也要与该接地系统连通，以获得相同的电位参考点。（2）导航台地网的组成。导航台地网由机房基础地网（接地体）、机房四周的环形地网、天线及铁塔地网（接地体）等组成。机房地网由机房建筑物（含地桩）和外围环形接地体组成。（3）设备接地及接地线。1、台站内接地母线的截面积，应根据最大故障电流和机械强度选择，但一般不应小于35mm2。一般设备的接地线，应使用截面积不小于16mm2的多股铜线。2、环境监控系统等小型设备的接地线，应采用适当截面积的多股铜线分别连接到本机架的汇流排，然后用16mm2的多股铜线连接到机房汇流排。3、光缆的金属加强芯和金属护层应在分线盒或ODF架内可靠连通，并于机架绝缘后使用截面积不小于16mm2的多股铜线连接到机房内第一级接地汇流排上。4、室内走线架及各类金属构件必须接地，各段走线架之间必须电气连通；活动地板（防静电）下设的金属支架，至少应有两根是从接地汇流排引入的接地线。

3.3天线铁塔的防雷与接地

（1）天线塔上应安装接闪器，沿铁塔外侧安装引下线。引下线与天线塔地网连接。（2）天线塔上障碍灯的电源线应采用具有金属外护层的电缆，电缆的金属护外套应在塔顶及进机房入口处的外侧就近接地。（3）天线塔内安装金属套管，馈线电缆套入金属管内安装。金属套管在铁塔侧宜采用活连接方式。

3.4天馈线系统的防雷与接地

（1）在天线系统与功率分配单元连接处同轴电缆应安装馈线避雷器，以防止自天馈线引入的感应雷。（2）选择馈线避雷器时，应考虑阻抗、衰耗、工作频段等指标与导航设备相适应。 （3）馈线在天线连接位置、离塔位置及进入机房位置，通过专设的接地线直接与导航台地网连接。

3.5其他附属设备的防雷与接地

（1）机房内走线架、吊挂铁架、机架或机壳、金属通风管道、金属门窗等均应做保护接地。（2）光缆加强芯接地，雷电通过外界进入光缆，加强芯不接地容易导致光缆纤芯被雷击坏，光缆加强芯应该就近固定在固定盘上并通过接地线接入本机架的接地铜排。

四、结束语

导航设备在雷雨季节能够安全稳定的运行，保障飞行安全，做好台站的防雷接地工作显得尤为重要，只有把导航设备天馈系统的防雷保护、接地网与接地系统、设备接地及接地线、进站动力电缆的防护等几个方面的防护措施落到实处，才能将雷电对导航设备的损害降到最低。

参 考 文 献

防雷接地所依据的标准和规范

一、IEC相关标准

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 通则

IEC61024-1-1：1993建筑物防雷 第一部分 第一部分 防雷装置保护级别的确定

IEC61024-1-2：1998建筑物防雷 第一部分 第二部分 防雷装置的设计、施工、维护和检测二、国家标准、行业标准

GB50057-1994 建筑物防雷设计规范

IB-TM-2010-004民用航空导航台建设指导材料