民航自动转报机房防雷分析与研究

舒涛

摘 要：民航自动转报系统是重要的民航通信系统之一，为中国民用航空飞行学院的教学飞行训练提供保障。本文根据《民用航空通信导航监视设施防雷技术规范》（MH/T4020-2006）对自动转报机房的防雷系统进行了分析，找出了不符合规范的防雷设施，研究了防雷系统的改造方案。保证了机房设备的正常运行，为飞行训练提供保障。

关键词：自动转报；防雷系统；分析与研究

中图分类号：V351.36 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）23-0180-02

民航自动转报系统是一种重要的民航通信系统，实现对航管信息、航行情报、气象信息等数据进行自动存储和转发，为民航飞行安全提供了通信保障。雷电是一种自然现象，同时也是一种非常严重的自然灾害，尤其对通信机房内的设备危害较大，人们无法对雷电进行控制，只能加强对雷电的防护措施来减少其破坏了，降低损失。中国民航飞行学院自动转报系统为学院的飞行训练提供服务和保障，自动转报机房防雷设施的对设备起着保护作用，设备正常运行率直接关系到飞行安全，因此有必要对自动转报机房防雷进行分析研究，找出存在的问题并进行改造，保障设备正常运行，为飞行训练提供保障。

1 自动转报机房防雷系统综合分析

中国民航飞行学院自动转报机房位于四川广汉市郊区的飞行学院校园内，地势平坦开阔，周围无高大建筑物，年平均雷暴日32d，属于雷暴活动和雷电灾害多发区，机房所在航务楼高6层，相对突出，较容易遭受雷击。机房位于航务楼2楼，长8米宽4米。根据《民用航空通信导航监视设施防雷技术规范》（MH/T4020-2006）弟6条规定，自动转报机房所处地区年平均雷暴日数大于或等于30d但小于80d，但不满足特级条件的通信导航监视设施，属于甲级雷电防护等级[1]。对自动转报机房的防雷系统应按照甲级雷电防护等级要求来进行分析。

1.1 直击雷防护设施

根据MH/T4020-2006第7.1.1条规定，自动转报机房的直击雷防护设计应符合GB50057-94（2000年版）规定的第二类防雷建筑物要求。第二类防雷建筑物防直击雷的措施，宜采用装设在建筑物上的避雷网（带）或避雷针或由其混合组成的接闪器[2]。自动转报机房设置在航务楼的2楼，航务楼为6层高的建筑结构，根据MH/T4020-2006雷电防护区的划分方法自动转报机房所处位置属于LPZ1区，符合“一般机房及设备宜置于LPZ1区或更高防护区内”的通信导航监视设施雷电防护原则。楼顶装有避雷针，同时利用楼的混泥土钢筋作为引下线，来对直击雷进行防护，符合MH/T4020-2006的直击雷防护原则，可以对直击雷进行有效的防护。

1.2 供电系统电涌保护设施

机房供电系统为从总配电室引入的1路380v交流电，机房的配电箱安装有一个电源电涌保护器（SPD）；总配电室电源箱安装有一个电源SPD；两个电源SPD的安装不规范，两端的连接导线较长。不符合MH/T4020-2006的供电系统电涌保护原则，雷电保护等级为甲级的通信导航监视设施应安装三级电源SPD。供电系统得不到有效的雷电防护。

1.3 信号传输系统的电涌保护设施

自动转报机房内配有2套自动转报机柜和1套数据传输网络机柜。进出自动转报机柜的信号采用电话线路来传输，机柜内有电话配线架、DDN专线电话设备RJ11端口、网络交换机RJ45端口，都没有安装信号SPD；数据传输网络机柜采用光纤传输数据，DDN电话专线设备RJ11端口同样未安装信号SPD。不符合MH/T4020-2006的信号传输系统电涌保护原则，信号传输系统得不到有效的雷电防护。自动转报机房内还有1套电话分线箱，没有安装信号SPD，电话信号得不到有效的雷电防护。

1.4 等电位连接

通信导航监视设施应充分利用建筑物内金属构件的多重连接实现等电位，应将建筑物上的大尺寸金属件连接在一起，并于防雷装置相连。机房地面铺设有静电地板，室内的设备和金属门窗均没有进行等电位连接。不符合MH/T4020-2006对等电位的连接要求。

1.5 接地系统

航务楼外侧有接地网，接地网由直径为10mm的圆钢组成，并采用铜箔带引入机房，经测试接地电阻为3.6Ω。符合MH/T4020-2006对接地系统的要求。

2 自动转报机房防雷系统研究

通过对自动转报机房防雷系统的综合分析，直击雷防护和接地系统符合MH/T4020-2006规定，不需要进行改造；供电系统电涌保护、信号传输系统电涌保护、等电位连接不符合MH/T4020-2006规定，需要进行改造。

2.1 供电系统电涌保护改造设计

自动转报机房内供电系统由总配电室配电柜引入机房配电箱，经UPS（不间断电源）后到自动转报机柜。根据MH/T4020-2006规范第8.1.4条规定，自动转报机房的雷电防护等级为甲级，供配电系统应安装三级电源SPD保护。电源SPD两端的连接导线长度应小于0.5m或采用凯文接线方式，布放整齐，绑扎固定，短直不盤绕。电源SPD的选择符合MH/T4020-2006规范第8.2条规定。具体技术参数要求如表1所示。

（1）第一级电源SPD。将总配电室原有的SPD拆除，在两个总配电柜总空气开关后端各安装一套工作电压=AC380V、冲击电流Iimp（10/350μs）=25kA、电压保护水平Up≤2.5kV的三箱电源SPD，安装固定在总配电柜输入总开关附近的导轨上。在配电柜内分别按照1套接地排，与室外接地网相连。（2）第二级电源SPD。将机房配电箱内原有SPD拆除，在机房配电箱AC380V电源输入空气开关后端，安装一套工作电压=AC380V、标称放电电流In（8/20μs）=40kA、电压保护水平Up≤1.5kV的三相电源SPD，安装固定在机房配电箱内导轨上。就近利用与室外接地网连通的专用接地排接地。（3）第三级（末级）电源SPD自动转报机房内的所有设备都是通过UPS进行不间断供电，根据末级SPD安装在尽可能靠近设备处的原则，所以第三级电源SPD安装在自动转报机柜、网络数据传输机柜内的AC220V电源输入端。各安装一套工作电压=AC220V、标称放电电流In（8/20μs）=20kA、电压保护水平Up≤1.5kV的单相电源SPD（防雷插线板）。

2.2 信号传输系统电涌保护改造设计

根据MH/T4020-2006规范第9条规定，进出自动转报机房的通信线缆应选用有金属屏蔽层的电缆或敷设在首尾电气贯通的金属管道（如镀锌钢管）内，并埋地引入，金属屏蔽层或外护套、金属管道应两端就近接地。线缆的埋设深度不应小于0.7m，长度应不小于15m，且符合8.1.2的要求。

（1）电话配线架信号线SPD。根据MH/T4020-2006规范第9.1.3条规定，在自动转报机房内的电话总配线箱（60对线）和自动转报机柜電话线配线架（140对线）上，分别安装一个工作电压=DC170V、In（8/20μs）=5kA的电话线信号SPD，就近与机房内的专用接地排连接。（2）DDN专线电话信号线SPD。自动转报机房没有进行特殊的屏蔽，DDN电话专线的长度大于30m，根据MH/T4020-2006规范第9.1.5条规定，应当在DDN电话专线设备RJ11端口的两端分别加装一个工作电压=DC48V、额定电流=300mA的电话线信号SPD，就近与机房的专用接地排连接。（3）网络信号线SPD。根据MH/T4020-2006规范第9.1.5条规定，在自动转报机柜内的网络交换机设备RJ45端口的两端分别加装一个工作电压=DC3.3V、额定电流=300mA的网络线信号SPD，就近与机房的专用接地排连接。

2.3 等电位连接改造设计

根据MH/T4020-2006规范第11条规定，自动转报机房应联合使用建筑物和房间外部屏蔽、线缆屏蔽及设备等电位连接等措施。

（1）等电位连接网设计。根据MH/T4020-2006规范第11.2.3条规定，自动转报机房应采用M型等电位连接方法，所以应当在机房内部设置等电位连接网，设备就近与等电位连接网连接。在自动转报机房（4m×8m）内的静电地板下分别设置1处等电位连接网，等电位连接网采用30mm×3mm铜带制作，沿室内四周构成均压环，并用高度为100-150mm绝缘子与地面绝缘，均压环上每隔1～1.5m预留φ8mm接地螺栓孔，供设备接地使用。均压环在机房内与建筑预留等电位连接端子通过焊接多点连通。在均压环中间，采用35mm2铜编织带组成不大于600mm×600mm的均压网格，静电地板金属支架多都通过焊接与均压环网可靠连通。（2）设备等电位连接。采用35mm2铜编织带将机房内自动转报机柜、数据网络机柜、电话分线箱、金属配线架、UPS、电池柜等设备金属外壳、金属机架、金属线槽等就近与等电位连接网连接，机房内的金属门窗、静电地板金属支撑、电缆屏蔽层、光纤金属屏蔽层、金属加强芯等，采用10mm2的多股铜芯线就近与等电位连接网连接。

3 结语

本文对中国民用航空飞行学院自动转报机房的防雷系统根据《民用航空通信导航监视设施防雷技术规范》（MH/T4020-2006）进行了综合分析，其中直击雷防护设施和接地系统符合MH/T4020-2006规定；供电系统电涌保护、信号传输系统电涌保护、等电位连接不符合MH/T4020 -2006规定，分别对他们进行了改造设计，使自动转报设备得到了有效的雷电防护，保证了设备的正常运行，为飞行训练提供了保障。

参考文献

[1]中国民用航空总局.MH/T 4020-2006.民用航空通信导航监视设施防雷技术规范[S].北京：中国科学技术出版，2006.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 50057-2010.建筑物防雷设计规范[S].北京：中国计划出版社，2010.