浅析民航通信系统中的防雷与接地

摘 要：随着科技的发展，大规模的集成电路技术被广泛应用于民航通信系统中，而这类设备的内部工作电压通常都不是很高，雷击通常都会产生巨大的电压，对我们的设备造成损害，因此防雷保护的重要性就愈加凸显，而系统科学的接地可以有效的防止雷击，可以保证我们的设备正常运行。

关键词：通信系统；防雷；接地

引言

随着民航事业的不断发展，航班量的持续快速增加，近年来通信设备也逐渐增多，为了提高通信设备的可靠性和安全性，解决雷击危害带给我们的困扰，我们就需要对雷击产生的原因和特点有一定的了解，而系统科学的接地，不仅可以有效的防止雷击的发生，还能改善通信系统信号的质量，我们要充分认识防雷与接地在通信系统中的作用。

1 雷击的几种形式

雷击有以下三种形式：直击雷，感应雷和球形雷，在雷雨天气，直击雷和感应雷较常出现，球星雷则比较少见。

1.1 直击雷

直击雷是带电云层与建筑物、其它物体、大地或防雷装置之间发生的迅猛放电现象，并由此伴随而产生的电效应、热效应或机械力等一系列的破坏作用。直击雷会在极短的时间释放巨大的能量，破坏性很强。

1.2 感应雷

感应雷分为两种情况。一种情况是静电感应，当雷云来临时地面上的一切物体，尤其是导体，由于静电感应，都聚集起大量的与雷电极性相反的束缚电荷，在雷云对地或对另一雷云闪击放电后，云中的电荷就变成了自由电荷，从而产生出很高的静电电压（感应电压）。

另一种情况是电磁感应，在雷电闪击时，由于雷电流的变化率大而在雷电流的通道附近就形成了一个很强的感应电磁场，对建筑物内的电子设备造成干扰、破坏。

1.3 球形雷

球状雷俗称滚地雷，闪电的一种，通常都在雷暴之下发生，就是一个呈圆球形的闪电球，一般很少遇见。

2 通信系统的雷电防护

通信系统中设备遭受雷击主要的影响就是过压过流危害，而通信设备的硬件集中化程度很高，一旦设备的电压或者电流超过额定值，就会对设备造成损害。通常避免设备遭受雷击的方法有四种：一是疏导；二是隔离；三是等位；四是中和。具体的防护措施有以下两种。

2.1 外部防护

外部防护主要采用避雷针、避雷线、避雷网等避雷装置和接地装置来加以防护。其主要原理为当雷电放电接近地面时，此时地面的电磁场会因雷电而发生畸变现象，并在避雷针顶部形成局部电场强度畸变，以影响雷电先导入电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线、接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护的建筑物免受雷击。通常情况下，安装避雷针和接地装置都有各自的严格的要求，而采用避雷针是防止直击雷最有效的方法之一。目前，几乎所有的民航塔台顶和设备机房楼顶都安装避雷杆和避雷针，就是为了防护可能随时到来的雷击灾害。

2.2 内部防护

内部防护主要是为了防止感应雷，主要分为三部分：电源部分的防护、信号部分的防护、接地处理。在民航通信系统中，精密的设备以及UPS前端通常会对地加装避雷器，目的就是用分流的方法将雷电过电压能量分流疏导至大地，从而达到保护的目的。

3 接地的意义及分类

所谓“接地”，就是为了工作或保护的目的，将电气设备或者通信设备中的接地端子，通过接地装置与大气做良好的电气连接，并将该部位的电荷注入大地，以降低危险电压和防止电磁干扰。设备之所以会遭受雷击，很大程度上主要是设备或者系统的接地不完善引起的，接地是内部防护的重要组成。下面简单介绍一下接地系统的组成和接地方式。

3.1 接地系统的组成

接地是通过接地装置实现的，接地装置是接地线和接地极的总和。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地极。接地线是指电气装置、设施的接地端子与接地极连接用的金属导电部分。

3.2 接地方式

接地方式主要可分为保护接地和系统接地。保护接地是使设备机壳与大地等电位，以避免机壳带电影响人身及设备安全，如屏蔽地、机壳地、防雷地等；系统接地是为系统各个部分提供稳定的基准电位，如模拟信号地、数字信号地等。下面是几种常用的接地方式。

3.2.1 保护接地

所谓保护接地，指电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等，由于绝缘损坏有可能带电，为防止其危及人身和设备的安全而设的接地。

3.2.2 工作接地

工作接地是为了满足电力系统运行需要的接地。正常情况下流过工作接地极的电流是几安至几十安的不平衡电流，但在系统发生接地故障时，则会有高达数十千安的短路电流流过接地极，短路电流的持续时间不长，一般为0.5秒左右。

3.2.3 防雷接地

防雷接地是为了消除过电压危险影响的接地，例如避雷針、避雷线和避雷器的接地。防雷接地只是在雷电冲击的作用下才会有电流流过接地装置，雷电流值可达数十至数百千安，持续时间为几十微秒。

3.2.4 屏蔽接地

屏蔽接地的目的是将电磁干扰波引入大地，抑制外来电磁干扰对通信电子设备的影响，同时也可以减小电子通信设备的干扰影响到其他电子设备。

3.2.5 信号接地

为保证信号具有稳定的基准电位而设置的接地，例如检测微小电流、电压和放电损耗等电气参数的接地。

4 结束语

在民航通信系统中，接地技术被广泛应用于各个设备，在甚高频和高频通信系统中，屏蔽接地、防雷接地和信号接地等都是必不可少的，在一定程度上，设备接地性能的良好与否不仅决定了话音信号质量的好坏，而且还关系着设备与维护人员的安全，所以，我们在实际工作中，一定要牢记防雷与接地的重要性，并且做好防雷装置的巡视检查，避免雷击灾害的发生。

参考文献

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[2]曹志峰，陈刚，吕元彬.浅谈通信设备的雷电防护[J].科技信息，2011.

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[4]赖世能.通信系统防雷接地技术[M].北京：人民邮电出版社，2008.

作者简介：闫磊，男，助理工程师，主要研究方向：甚高频通信系统。