民航空管通信导航监视设备的防雷策略

孔祥尧

摘 要 民航空管通信导航监视设备是保障民航正常运行的关键，现代研究证实，雷电是影响空管通信导航监视设备运行的重要因素，必须要予以重视。本文围绕民航空管通信导航监视设备防雷工作进行了研究，先介绍了空管通信设备防雷的必要性，再对如何做好防雷进行了讨论，希望能对相关人员工作有所帮助。

【关键词】通信导航监控 空管设备 防雷

雷达管制的实施对空管设备的保障能力提出了很高的要求，虽然相关技术的发展显著降低了空管设备故障概率，但是雷击依然会直接影响空管设备运行，增加了航空运行安全风险。因此，应该重视对民航空管通信导航监视设备设施防雷工作的研究，为保证航空安全提供帮助。

1 民航空管通信导航监视设备防雷击的必要性

在当前民航正常运行中，空管通信导航监视设备局为了能够更好的發挥作用，通常会被安置在地势较高或者空旷的位置，其中雷达、高频设备等经常被安防在山上，其高度要明显高于周围建筑物。这种情况下，一旦出现雷雨天气，空管设备的室外天线、室内设备等都会成为雷击对象，被雷击破坏。同时，空管设备本身具有特殊性，其中含有大量微电子器件，这些器件的耐压效果差，一旦出现雷击后，就可能出现大面积的破坏。例如，绵阳南郊机场在2013年的一次雷击事故中，卫星传报室的卫星通信TES接口被完全损坏，无法修复，对该机场造成了损失。因此，做好民航空管通信导航监视设备设施防雷具有实际意义。

2 民航空管通信导航监视设备防雷策略

2.1 直击雷防护

安装避雷针时应该充分考虑到机场天线类型、设备类型等基本思想，合理的分配避雷针的数量位置等，确保能在最大程度上减少遮蔽，在不影响天线波束的基础上，保证防雷效果。一般情况下，要保证室外天线安装的高度与位置能完全处在接闪器滚球半球的范围内，这样才能避免雷击损害。

当前大部分机场所采用的空管设备多为一次/二次雷达、甚高频设备等，这些设备需要单独建立钢结构或者混凝土结构的天线塔。在防雷保护中，不仅要保证天线被设置在接闪器的滚球半径内，还要保持天线距离避雷接闪器的水平安全距离。例如在铁塔上安装雷达天线避雷装置时应该重点关注以下问题：

（1）机场雷达天线安装在单独铁塔上，铁塔上设置避雷针四根，采用玻璃钢管支撑铁塔，并均匀分布在铁塔四周；选择横截面为70mm的铜线为避雷针引下线，从玻璃钢管中引出后，用扁铜带沿着钢柱外侧直接接入地体。为了保证防雷质量，需要在塔体上安装均压环，其安装间隔为5m/个。其中需要注意的是，避雷针引下线与电源线桥架、雷达信号线等必须要保持一定的距离，以1m以上为佳，这样才能在最大程度上保证两线的空间距离，确保不会发生危险。

（2）确定天线自由角度。假设机场在天线塔附近必须要安装避雷针或者其他的杆子，那么在安装过程中需要注意的是，应该将这些杆子安装在雷达不辐射的位置上（例如天线塔背向跑道的区域），并且要尽量控制杆子半径。

如果要安装的杆子必须要安装在天线塔周围，并且两者之间的距离小于10m，则必须要保证杆子的半径小于等于40mm，否则杆子的直径过大会增加该方位上因为孔径堵塞而导致天线方位旁瓣增加的风险。

（3）应该将避雷针安装在天线圆扫区域外，并尽可能的靠近天线，但是还应该保持一个安全距离。

2.2 信号传输系统与电源的电涌保护

（1）电涌也是雷击的一种常见表现形式，会对信号线、电源等造成影响。在电涌保护中，应该在各类电缆的进线处、雷电分区界面配置多个信号避雷器，再配合接地线，就能有效改善雷击浪涌冲击问题。但对于航管业务楼需要注意的是，由于其中具有甚高频共用系统首发信号通信缆线，则需要在总配架线的信道内设置信号浪涌保护SPD。

（2）光纤具有通信能力强、可靠性高等优点，成为当前信号传输的首选方法。在当前的机场信号传输中，光纤逐渐取代铜缆通信，成为通信的主要方式。目前大部分机场在空管通信中普遍采用SDH光环网，例如机监雷达、一次二次雷达站、航管业务楼等，都依靠光环网完成数据传输。因此可以认为，做好光纤及光纤传输设备的防雷保护十分重要。

考虑到光缆内所传输的信号不受雷电干扰，但是金属加强芯或者金属外护层本身会受到雷电磁场的影响，会感应到较为明显的电流，当带有金属加强芯或者金属外护层的光缆接入室内机房时，在雷电天气下就有可能转变为雷电源。因此在防雷保护中必须要关注这个问题，并做好以下工作：

1.带有金属加强芯或者金属外保护层的光缆在进入建筑物后，应该将金属芯或者保护层直接接地，并将进线端的金属芯或者金属外护层就近接地。

2.对于雷击事件频繁地地段，采用尼龙加强芯光缆或者无金属构建光缆，将遭受雷击的概率降到最低。

3.当光缆连接到光传输设备时，根据光端机使用相对应的传输信号，并严格按照光端机的通信接口情况做好防雷保护。例如，在光导纤维接收器的入口处分别设置一组SPD（也可以采用三级保护），并与机箱相连接；于光端机的电源输入端增加电源浪涌避雷器，做好过流保护。

（3）在电涌保护中还应该注意的是，再无特殊要求的情况下，场监雷达天线塔与一次二次雷达站天线塔的航空指示灯应该使用太阳能障碍灯，并将灯就地接地，不需要加装电源避雷器。这种方法能够避免雷电或者强磁场直接通过供电线金融机房内部而造成威胁。如果实践发现太阳能障碍灯的效果不理想，也可以采用传统的障碍灯代替，但是必须要从室内机房引出电线连接到室外障碍灯中，并且要做好SPD避雷器保护。

对于无用的管道、电缆等应该直接拆除，或者按照储存标准进行接地处理；应该在技术人员的指挥下做好电缆空余电线的接地处理工作，保证接地质量。

3 结论

民航空管通信导航监控设备设施防雷处理对于整个民航的运行安全具有重要影响，因此技术人员必须要重视对防雷技术的研究，根据机场以往的雷击历史总结规律，及时地采取防雷措施，通过电涌保护、直击雷防护等措施，强化对空管通信系统的管理，避免雷击现象发生，为提高机场航行安全奠定基础。

参考文献

[1]郝娜.防雷及接地技术在民航通信系统中的应用[J].电子技术与软件工程，2017（20）：39.

[2]黄裕文，钟秉武.机场空管设备雷电防护[J].气象科技，2015，40（03）：497-501.

作者单位

中国民用航空中南地区空中交通管理局 广东省广州市 510406