飞机场雷电防护浅析

陈可裕 潘波 金敬国

摘 要：飞机场雷电防护的要点包括航站楼、航管楼、导航台、供油和储油工程、机场跑道附属设施、飞机维修车间等建（构）筑物，涉及到机场、航空、空管、航空食品、货运、酒店、飞机维修、油料公司等多个单位的防雷安全机场防雷是根据机场建筑物、所处地理位置和设备特点，综合防雷技术设计既充分考虑直击雷防护，又严格执行电子设备的雷击电磁脉冲和电涌保护，做到相辅相成，有效而经济合理。随着民用航空事业的蓬勃发展，作为运输终端的各地机场的规模不断扩展。由于机场一般处于郊野空旷地带，其塔台航管楼、航站楼、油罐、机库、导航台、气象雷达站相对于附近其他建筑物或设施较高，时有雷击事故发生，而且这些建筑物内部装有大量昂贵的电子设备，很容易被感应雷击中。所以应该做好机场的防雷工作，确保人身和财产安全。

关键词：外部；内部防雷；雷电防护；接闪塔；防雷检测

中图分类号：V351 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）17-0187-02

（1）2012年3月23日，一声巨响，春雷直接击中了青岛机场北村导航台NDB设备东侧32米高的天线铁塔。安装在铁塔顶部避雷针当场被击碎坠落，机房的照明灯管也被击得粉碎，由于备用发电机的控制板被击坏，未能自动启动，致使当时整个导航台陷入一片黑暗；（2）2012年4月20日，两名国航机务人员在首都机场做地面保障时遭雷击。事发时，雷电通过工作人员头戴的有线耳机，将两人击中。经过救治两人身体无碍。他们戴着有线耳机是方便与乘务人员通话联系，但按机场安全规定，雷雨天地勤人员不该戴有线耳机工作；（3）2013年8月11日，北京首都国际机场一保洁员在三号航站楼（T3）停机坪遭雷击身亡；（4）潮汕国际机场一架停场已完成当天航后维护的飞机遭到雷击，机上无乘客和机组人员，没有造成人员伤亡。近年全国各地机场雷击事故报道屡见不鲜，由此可见，航空公司每年（加油站、油库等易燃易爆场所半年）应开展防雷装置安全检测工作，并定期组织机场工作人员学习防雷知识和防雷措施，并应在机坪等空旷处设置雷击危险警示，增设躲避设施刻不容缓。

随着飞机的出现，世界各地间的距离随之缩短，朝发夕至已成为不争的事实。然而航空安全一直是困扰着人们选择出行的一大难题。据相关专家提供的数据显示，客机每1000小时就将遭遇一次雷击，平均每年两次，雷电对飞机飞行安全的威胁极大。完善的机场防雷和飞机防雷是飞机安全飞行和着陆的有力保障，飞机的雷电防护试验即通过在实验室模拟真实的雷电环境，对飞机整机及各零部件承受直接效应和间接效应的能力进行考察及验证，因此我们应高度重视飞机的雷电防护。然而机场防雷也是机场工程建设不可忽视的一项，此文中我重点讲述机场防雷。目前随着现代电子技术的不断发展，大量精密电子设备的使用和联网，使原来的避雷设施对这些电子设备的保护却显得无能为力。也由于这些设备的敏感性高，抗雷电电磁脉冲的能力差，很容易受到雷电浪涌的侵害，而这些设备的损坏将会对安全生产和飞行安全带来直接的影响。因此机场人员密集的场所、设备集中的场所，每年度的防雷安全检测是有力保障飞机安全飞行和机场乘客和工作人员安全的重要环节。

飞机场需要雷电防护的区域主要包括进场航线区域、候机楼、油库、停机坪、塔台、机库及其他附属建筑等。我们需要重点关注以下几点：

1 进场航线区域的雷电防护

由于飞机机身是一個等位体，且中、高空中云间放电电流不会很大，飞机在数千安的雷电放电电流流过时也不会有致命威胁。但在飞机进场时，航线在雷云层下方，由地面上涌的数万安培的电流可能会威胁飞机的安全，因此应当对进场航线布置防雷措施。需要处理的区域在航线低于1000m的范围内，在跑道延长线的航线两侧，一直延长到转弯点外1-2km，以夹角5°-15°散开，安装接闪塔，如图1所示。

接闪塔应是安装点附近200m内最高的建筑，其必须使用有主动上行雷功能的设备。这些接闪塔的目的不是接雷，而是产生主动上行雷，利用断续的容性上行先导放电，将电流束电荷直接送到1000m左右低空的带电云层中，减少云中所带电荷量，将可能产生的下行雷电消弭于无形。

2 候机楼的雷电防护

候机楼的雷电防护分为外部防雷和内部防雷两部分。外部防雷装置由接闪器、引下线和接地装置三部分组成；内部防雷装置包括等电位连接、屏蔽设施、加装的避雷器以及合理布线和良好接地等措施。根据《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2016）成都双流国际机场候机楼（以T1航站楼为例）应划为第二类防雷建筑物。T1航站楼利用自身金属屋面做接闪器，采用航站楼钢柱作防雷引下线；在T1航站楼内的计算机、设备机房等均有较完善的内部防雷装置。在此次防雷检测过程中所测试的接地电阻阻值均符合相关国家标准要求。

3 油库的雷电防护

机场油库属于危险品存储间，近来因雷电发生的危险品存储间事故时有发生，因此我们除了需要合格的防雷装置外，还要注意高危建筑不应接闪才能真正保护建筑本身。由于机场油库一般都不太大，设置一座有效的接闪塔便可满足其防护需求。接闪塔的安装位置和接地体的走向应避开油料输送管道，如果油库在飞机起降跑道附近，可以适度降低接闪塔的高度。

4 停机坪的雷电防护

停机坪是机场内除了跑道外最大的空旷区域。在此区域内主要防护方法是竖立高于飞机和机坪照明灯的接闪塔，接地电阻值可以放宽到100Ω。若利用机坪照明灯柱做为接闪塔需做特殊处理。接闪塔的引下线与灯柱应保持10KV以上的绝缘；在灯柱顶部使用一个300μH左右的联接电抗保持与引下线的接触，限制雷电流幅值；独立接地并控制在30Ω以下，接地体与灯柱接地保持100Ω电阻即可。

5 塔台的雷电防护

塔台是机场内的面向跑道空旷面的最高建筑物，也是受雷电威胁最大的建筑物，其上安装的雷达等设备是现代机场运行的生命线。广州白云机场就曾出现因雷电破坏导航雷达而停止飞机起降数小时的事故。为有效保护，塔台顶部的防雷保护装置必须使用合格的接闪器。并在自由段加平流电感，独立引下并独立接地，接地电阻阻值控制与接闪器下平流电感的冲击电抗相当即可。他台上的接闪器如果是带有主动上行雷功能的设备，则在大部分雷雨条件下，上行先导不可视，附近也听不到雷电放电的轰鸣声。

6 机场内电子信息系统综合防雷

民用机场是运送乘客，装载货物等重要的交通场所，由于它一般处于郊野空旷地带，其塔台、油罐、导航台点、航站楼、机库相对于附近其他建筑物较高，时有雷击事故发生，特别是这些建筑物内部装有大量的电子信息设备，很容易因感应雷击电磁脉冲而遭到破坏，严重影响飞行的安全，造成重大国家财产损失和人员伤亡。因此，既要重视对重要建筑物的防直击雷的设计和施工，又要加强对这些建筑物内部大量的电子设备的防雷击电磁脉冲和内部过电压的保护的设计和管理，才能做到安全可靠。一个完善的综合防雷系统应如图2所示的结构和措施组成。

7 机场作人员需增强防雷安全常识

对于机场机坪的工作人员而言其实产生最大威胁的是地闪，但在防护重点上应放在防范直接雷击。在机场的停机坪雷雨天气避雷有一些相对安全的区域：①灯杆避雷相对安全区域：停机坪内以灯杆为中心，3～25米半径所组成的同心圆环区域，雷闪时附近人员可以在此短暂躲避；②飞机避雷相对安全区域：雷雨天气飞机机身3米外至16米内区域为避雷安全区域（C、D类飞机），雷雨天气飞机机身3米外至22米内区域为避雷安全区域（E类飞机）；③登机廊桥下、立交桥下、下沉路面处、金属棚顶的车辆内部为雷雨时的相对安全区域，可以临时躲避。对于需要在雷雨天气下仍然还要在机场停机坪工作的人员来讲，还是要注意一些防雷措施。只要按相关守则和制度操作，就能最大程度避免出现意外。雷雨天气期间，机场工作人员禁止进行车辆流动加油作业；禁止进行机坪电气类设备检修和高空作业；暂停廊桥对接航空器；一些敞篷车辆，如传送带车、行李小拖车等驾驶员应选择安全区域合理进行安全防护；工作人员尤其注意雷雨天气不应在机身下躲避；尽量不要在停机坪拨打或接听手机。

8 结语

理论结合实际，我们将上述机场防护知识应用到实际工作中，为切实加强运输生產旺季保障工作，最大限度地消除或减少雷电灾害的发生，确保飞行安全，根据国家和民航行业防雷技术的相关要求，成都市防雷中心对成都双流国际机场的所属设施设备进行了2018年度防雷检测。根据我中心事先与成都双流国际机场安全负责人的沟通和协调，成都双流国际机场通导队制定了详细的检测顺序，并积极协调机场相关部门，确保检测的顺利进行。历经两周时间，在机场通导队人员和机场各部门的配合下，市防雷检测中心工作人员顺利完成了对机场所属的航站楼、通信、导航、气象等空管设施设备、锅炉房设施设备、候机楼弱电设施设备、停机坪设施设备的联合接地、电源供电系统接地、SPD接地和机房等电位连接情况的检测。检测结果表明所检项目均符合国家和行业对相关设施设备防雷标准的要求。此外机场通导队人员还与防雷检测中心工作人员对在检测过程中发现的问题进行了沟通和探讨。对检测中发现需要加强的地方，成都双流国际机场将组织相关人员进行分析，按照防雷检测中心工作人员建议尽快进行整改。此次防雷检测工作的顺利完成，为成都双流国际机场更好地应对雷雨天气，保障设备和飞行安全、提高机场保障能力和安全生产起到了积极作用。

参考文献

[1]《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2016）[S].

[2]《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2015[S].

[3]梁江东，程文峰.现代工程防雷技术[M].出版社：中国电力出版社，2016，（4）.

[4]《机场防雷关键 机场完成2016年防雷检测》中国安防展览网：转载，2016，（6）.