防止雷电对无线电通信导航设备的侵害

杨洁

摘 要：雷电在人们生产生活中所产生的危害已经很普遍，但通常情况下，人们所关注的焦点只是在于雷电对建筑设施产生的危害，其实不然，雷电的危害具有多面性，其中对电子设备所产生的危害是最大的，近年来，无线电通信导航设备的雷击事件频发，使机场无线电通信设备的应用受到严重的影响，因此，如何对无线电通信导航设备受雷击的侵害进行防止，是当前继续解决的重点问题。本文将对这方面问题展开研究。

关键词：雷电；无线电通信导航设备；侵害；雷击

雷电主要是在空中附带电荷的云团通过放电所产生的一种自然现象，同时也是一种自然灾害。据相关资料表明，在雷电灾害之中，精密电子设备是受损最为严重的。无线电通信导航设备属于精密电子设备中的一种，若收到雷击会导致飞机飞行安全受到影响，因此，需要相关管理人员以及技术人员做好雷击的防控工作，而若要做好此项工作，必须了解雷电对无线电通信导航设备产生的危害，从而有针对性的采取各项措施对雷电侵害进行防止，从而保证飞机运行的安全。

1. 雷电对无线电通信导航产生的主要侵害

电流在流动的过程中，主要是通过最小电阻的路径进行的，所以在大气层之中接地的低电阻导体便会将雷电引入地面。为了使通信覆盖的距离得到有效增强，无线电通信导航站一般都是建设在高山上或是空旷地域，其馈线一般较长，天线也比较高，这就构成了导体的条件，从而为雷击放电建立了良好的通道。无线电通信导航设备通常是由集成模块以及晶体管共同组成的，设备的耐冲击能量非常低，只有几十微瓦秒，而其中的集成模块的耐冲击能量更低，仅有几微瓦秒，设备一般仅能够承受700V的尖峰电压，当电压过高时，设备的元件便会被烧坏或是击穿。所以当设备被雷电击中时，如果设备保护不到位，则会导致设备因受到损伤而出现停机，更严重的情况下，无线电通信会发生中断，影响飞机运行的安全，所产生的后果不堪设想。

而雷击的过程中，会产生强大的冲击波和电流，并会出现较强的电磁辐射，这些都会造成无线电通信导航设备受到多重侵害，具体的侵害可表现在三个方面：其一，能够对设备产生直接危害，当出现雷击时，天线塔会成为放电通道，较强的雷电电流通入地面后会产生机械效应和热效应，从而导致机房、天线塔等设备设施受到侵害；其二，雷电产生的感应会破坏设备，雷电产生的感应主要是电磁感应和静电感应。当雷击出现时，电流会发生剧烈的变化，在一瞬间会形成较强的电磁场，设备导体将会对较高的电动势进行感应，从而使设备中的电子元件受到侵害；其三，雷电波对设备造成的侵害，雷电沿着控制线、信号电缆、电源线、波导管进入到机房，导致终端设备受损，并且还会波及到工作人员，使其安全受到影响。

2.无线电通信导航设备防雷侵害的措施

迄今为止，仍未存在某种方法能够对雷击放电进行防止。所以雷电保护主要是为了使雷击过程中产生的电荷能够安全的进入到通道，从而使设备以及人身免于受到波及。从雷击放电所经通道，其主要分为信号通道、空间通道、电源通道以及天馈通道等。所以，无线电通信导航设备防雷侵害主要分为如下四种：

2.1通信线路防止雷电

当机房受到雷击时，将会形成较大的电磁场，机房的控制线、信号线等都会对感应电压进行感应，从而使通信受到干扰，甚至会对通信导航设备进行损伤。而形成的感应电压类似于建筑物钢结构同布线之间形成的感应电压。其大小与建筑物钢结构同布线之间形成的面积存在关联，所以对此面积进行缩小是使感应电压得以降低的重点环节。可采取以下方法：（1）对布线的总体长度进行缩减，从而使雷电场所经过的空间达到最小化；（2）应将布线分布于机房一侧为最佳，并且应该与墙壁、柱子以及楼板靠近，主要的目的在于对布线与钢结构之间的距离与空间面积进行缩减；（3）各楼层设备应避免大线圈连线；（4）应将控制线、信号线等一系列双线组进行收绞，从而使感应电压得以减少；（5）应该屏蔽各重点线路，同时屏蔽层应该做好接地。

2.2机房防止雷电

机场机房设计和建设阶段，通常都进行雷电防护，例如，避雷装置的安装。若机房总体面积过大，并且脱离避雷装置的保护范围之内，则需要在机房屋顶周围安装适当的避雷装置，并且还应该对墙内钢筋做好接地，机房周围还应该将环形接地体埋于地下，机房内电缆屏蔽层以及各类设备的外部都应该进行接地连接。机房内的接地母线还应该同机房周围的避雷装置及环形接地体相连接。

2.3供电防雷

为了保证导航设备稳定供电，通常将不间断电源、稳压器安装于电源输入位置。但这些装置也难免于雷击。当前雷电波容易通过供电线路来对设备进行損坏，所以，应该做好供电防雷，可在地线和输入电源之间安装电子避雷器，并使之并联，从而使雷电电流进行限幅及限流。这种避雷器通常能够将高达6000V电压限制到600V之内，从而使电压保持在设备能够承受的范围之内，需要注意的是此类避雷器仍需要接地。

2.4天馈防雷

无线电通信导航设备的天线一般分为超短波天线、短波天线、卫星天线、微波天线以及雷达天线等。为了使天线效率得到提升，使通信距离得以延长，天线一般都是在建筑物上方进行架设，较高的天线会频繁受到雷击，因此，需要在天线上安装避雷装置，单独的天线塔应该安装避雷针、接地装置以及引下线。

馈线通常是由轴电缆组成，当馈线受电压以及冲击电流的作用时，相关的设备和介质可能会遭到破坏。为了使雷电波通过馈线影响设备这一现象得以防止，应将保护元件接入到馈线与设备相互连接位置的前端，从而通过限幅和分流，使雷击降至设备可承受范围。除此之外，还应该做好相应的接地连接，因此，应该做好防雷接地工作，所有避雷装置都应该进行良好的接地，从而使其能够发挥避雷作用。

3.结束语

综上所述，在无线电通信导航设备运行的过程中，必须要注意雷电对其侵害，应该清楚的认识到雷电对设备产生的影响主要在哪些方面，并通过采取有效的措施使容易受到雷电侵害的位置进行防护，从而保证无线电通信导航设备可正常运行，进而使机场的运行得到有效保障，最终保证人们出行的安全性。

参考文献

[1] 段建卫.浅谈雷电对无线电通信导航设备的危害[J].中国科技通信，2014（36）：107-107.

[2] 吴同.通信导航设备的防雷技术[J].电子技术与软件工程，2017（9）：37-37.

[3] 陈国新.论无线通信设备的防雷技术措施[J].科研，2016（8）：38-38.