试论民航通信导航系统中的防雷接地 吴启军

发表时间:2021/7/28   来源:《基层建设》2021年第14期   作者:吴启军
[导读] 近年来,我国民航事业取得了较快的发展,对其运输安全提出了更高的要求,通信导航系统容易受到雷击的威胁,影响系统正常运行,造成一定的安全隐患

        Ameco西南航线中心  四川省成都市双流区  610200
        摘要:近年来,我国民航事业取得了较快的发展,对其运输安全提出了更高的要求,通信导航系统容易受到雷击的威胁,影响系统正常运行,造成一定的安全隐患,需要采取科学有效的防雷接地措施,保障系统安全稳定运行,为民航飞机的安全飞行提供保障。
        关键词:民航;通信导航系统;防雷接地


        引言
        民航在飞行过程当中需要通过民航通信导航系统实现导航,但是通信导航系统特别容易受到雷电等自然灾害威胁,一旦遇到雷击之后将会产生较大电流,势必会对民航通信导航系统造成严重破坏,同时也会对通信导航系统正常稳定工作造成重大影响。为了使民航通信导航系统的可靠性、安全性得到提高,相关人士应采取合理措施加强防雷及接地处理,切实保障通信导航系统稳定性和安全性。
        1雷电对民航通信导航系统的危害
        雷电是一种自然现象,其破坏性较大,尤其是对精密电子设备的危害更大。通信导航系统是民用航空中不可或缺的重要组成部分之一,直接关系到飞机的飞行安全性,一旦通信导航系统发生故障问题,将会造成极其严重的后果。近年来,民航的通信导航台站中引入大量的通信设备,由此虽然使通信导航的整体性能获得大幅度提升,但由于这些通信设备采用的都是集成度较高的微电子电路,致使其对雷电脉冲较为敏感,如果发生雷击,在浪涌的作用下,会导致设备过压损坏,进而对通信可靠性造成影响,不利于飞机的安全飞行。当雷电击中民航通信导航台站所在的建筑物时,会引起过电压,并经由通信电缆入侵到台站内的通信导航设备当中,这样便会导致导航系统故障。因此,为最大限度地减轻雷电对民航通信导航系统的影响,必须采取合理可行的防雷接地技术措施,提高系统的耐雷水平。
        2雷击的形式
        雷击主要可以分成三种类型,分别是直击雷、感应雷以及球形雷。直击雷通过带电云层和物体之间发生放电现象,如和建筑物以及防雷装置上发生放电,之后将会产生电效应、热效应以及机械力等一系列具有破坏性的现象,直击雷将在短时间之内对环境释放出巨大能量,具有巨大的破坏性。感应雷则可以被分成静电感应式雷云、电磁感应式雷云,前者在来临的时候地面上的导体将会形成静电感应,聚集大量和雷电极性反向的束缚电荷,雷云在放电之后,电荷就变成了自由电荷,会产生很大的静电电压。后者在产生雷电闪击的时候,由于雷电流有着很大的变化,雷电流通道也就形成了更大的感应电磁场,建筑中很多电子设备都将受到干扰和破坏。球形雷也就是常说的滚地雷,在雷暴的情况中出现,是闪电的一种,呈现出球形形状的闪电球,但是这种雷击在日常生活中很少看见。
        3民航通信导航系统的构成和作用
        民航通信导航系统系统包括两个部分,一部分是飞行器上的电子系统,另一部分是地面上的电子系统,这两部分使用电磁波实现信号的传输,构成了通信导航系统。民航飞机在起飞之后,航空公司能够连续的接收飞机设备发送来的信息,对民航飞机进行实时检测。导航系统则是通过对飞行器加速度的测量,通过运算能够掌握瞬时速度,设备安装在飞行器内,不会受到外界的影响,对飞机的飞行进行导航。通过导航系统的应用,对飞机进行引导,让飞机可以沿着预定航线达到预定地点,可以随时提供飞机即时位置。除了民航之外,在军事领域,导航系统还能够和其他系统进行配合,完成对武器的投放、预警、侦察等任务。导航系统同样包括两个部分,分别是飞机上的电子系统以及地面装置。
        4民航通信系统防雷措施
        4.1内部防雷措施
        雷电电脉冲对空管设备的入侵主要有电源线路、信号线、馈线线路等三个通道。首先需要进行电源防雷,电源部位应安装三级防雷装置,根据作用配备防雷器,对电源进行保护。其次需要进行信号防雷,给传输设备上配备上对应的避雷装置,避免信号在实际传输过程中受到雷击的影响。室内电子设备较多时,应通过等电位联结、屏蔽、合理选择过电压保护器、合理布线和良好的接地等方法来减少雷电流和产生的电磁效应、防止反击及接触电压、跨步电压等二次雷害和雷电电磁脉冲所造成的危害。



        4.2外部防雷措施
        外部防雷装置由接闪器、引下线以及接地装置三部分组成。接闪器有三种形式:避雷针、避雷带以及避雷网,它位于建筑物的顶部、天线铁塔顶部、天线阵周边等,其作用是引雷或称截获闪电,把雷电流引下。引下线上和接闪器连接,下与接地装置连接,它的作用是把接闪器截获的雷电流引到接地装置。接地装置位于地下一定深度,它的作用是使雷电流顺利流散至大地中去。
        5民航通信导航系统中的防雷接地技术
        5.1等电位连接技术
        通信导航机房内的所有设备均应当进行等电位连接,将带电的金属以SPD(浪涌保护器)和汇流排进行连接,不带电的金属则可以导线与汇流排进行连接,并将汇流排进行接地,从而使所有通信设备达到等电位的状态,以此来对雷击尽心防范。对于高频通信导航台,可以采用M型共用结构,并遵循就地处理的原则。为使等电位连接的作用得以最大限度地发挥,应当确保连接质量。
        5.2屏蔽技术
        在通信导航系统防雷中,屏蔽是一种较为简单且有效的技术措施,通过对电缆进行屏蔽处理,能够对雷击产生的电磁脉冲干扰进行抑制。由于民航通信导航系统中有很多电缆都是在露天环境内布设,从而增大了雷击的可能性,如果电磁脉冲侵入电缆后,会对连接的通信设备造成影响。故此,可对电缆采取电磁屏蔽保护。进入通信机房的电缆需要进行屏蔽处理,并在屏蔽层的两侧进行可靠接地。
        5.3电源线路接地技术
        在通信导航系统的运行中,电源线将发挥重要作用,需要对电源线路施加全面的防雷防护措施。当前常用的措施为在电源线路中设置电子避雷器,遭受雷击时,能够通过接地线缆将雷击产生的电流传递到地面,以施加对电源线路的全面保护。在电子避雷器的应用中,首先需要对避雷器的参数进行合理选取,对于民航通信导航系统来说,避雷器通常选用高规格的设备,以提升避雷效果。其次为对接地线缆进行选取和维护,选取原则为线缆能够在规定时间内完成对电流的全面传输,通常要求线缆直径不低于50mm,并且接地线路要保持完好性,不可出现破损。最后为接地网设置,通常接地网需要与接地线缆进行多点连接,以提升电流的接地传输效果。
        5.4积极引进先进的科学技术
        近年来,我国科学技术得到突飞猛进的发展,传统的 民航空管通信导航防雷设备已经不能满足当前时代的发展需求,并且降低了防雷的防护作用。因此为了更好的提高民航 空管通信导航防雷设备的作用,应该积极引进先进的科学技 术,在民航空管通信导航设备的防雷工作中充分发挥现代科 学技术和大数据相结合的作用,对防雷工作进行深入分析,改变传统的防雷措施,整理日常该设备防雷工作中的所有相关数据,根据数据统计分析出现问题的原因,为防雷工作的改革提供有利的数据支撑,同时应当季节变化,加强气象监测和预报,提供准确的气象信息,保障飞机的运行安全。航空公司飞机维修部门对飞机的机载探雷气象雷达、放电设施设备进行换季检测,消除隐患,从而提出有效的解决措施,提高风险管理水平。
        结语
        民航通信系统中防雷地接技术的开展工作,需要明确防雷接地重要性,深入探讨防雷工作的具体方案,将先进的接地技术引用到民航通信系统的各个设备中。接地设备的性能关乎到通信信号质量的好坏,同时也关系到工作人员生命安全,要对防雷装置进行必要检查,将雷电对民航通信系统造成的损害降到最低。
        参考文献:
        [1]段长夏.民航通信导航系统中的防雷接地处理研究[J].中国战略新兴产业,2019(12):147-148.
        [2]谢端.关于民航通信导航系统防雷接地分折[J].电子技术与软件工程,2019(06):50-51.
        [3]段长夏.民航通信导航系统中的防雷接地处理研究[J].中国战略新兴产业,2018(06):147-148.

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