谈浮空器的防雷工程构成

喻庐荣

摘要：随着我国科学技术的大力发展，浮空器在我国已投入使用，但其发展速度比较有限。目前，浮空器通常在3000米到4600米间工作，在地面至15KM高度间，该距离正位于雷电活动较为频繁的地方。所以浮空器在该高度工作极易受到雷电的干扰，使浮空器的安全运行受到一定的威胁。本文从浮空器防雷的特点开始着手，再对浮空器的防雷工程构部分进行了分析，对浮空器的防雷措施提出了个人建议，供相关者参考使用。

关键词：浮空器；防雷工程；措施

浮空器进行防雷工程，能够进一步提高浮空器的安全性，从而使其能够正常运行。当前我国浮空器的使用还在投入阶段，在使用期间出现了许多问题，尤其是由于其所处的位置高度会受到雷电的干扰。所以，要使浮空器在我国的应用范围更加广泛，使其技术不断进步与发展，就一定要加强防雷措施，不断完善防雷工程，从而使浮空器在正常工作时不受到外界因素的影响，这样才能提高浮空器的精准度。本文对防雷工程的构成进行了探析，目的在于提高浮空器的防雷标准。

1.浮空器防雷特点

浮空器分为多种，其中较为常见的是系留式浮空器，其工作是在高空平台和地面利用高压传输线、控制线、钢缆等相互连接。浮空器通常在3000至4600米间的高度工作，该距离是地面离15KM高度间，在雷电活动较为频繁的位置，所以，浮空器在正常运行时会因为雷电的干扰而出现一些问题，从而使浮空器无法正常使用。

2.浮空器的防雷工程构成

浮空器的防雷工程由地面系统的防雷系统、浮空器系留塔的直击雷的防护、系留线的屏蔽与接地以及控制系统的雷电电磁脉冲防护等方面组成，其具体展开如下：

2.1 地面系统的防雷系统

浮空器地面控制中心的防雷系统是由多方面组成的，其中包括了防护直击雷、供电系统的电雷防护与接地、信号监督与控制系统的防护雷电、系留线浮空器的防护和接地。要使浮空器地面的防雷系统更加完善，必须要加强这些方面的控制与改善，使防雷系统更加科学合理。要做好浮空器的防雷工程，首先要从地面控制中心开始，不断提高其地面控制中心的防雷技术，组织专家和相关人员对防雷工程进行讨论，不断改善浮空器的防雷措施。如果浮空器地面控制中心所进行的防雷系统能够更加合理，就能确保浮空器能够正常运行。

2.2 浮空器系留塔的对直击雷的防护

当前，浮空器系留塔有两种形式，一种是使固定式浮空器系留塔，另外一种是移动式浮空器系留塔。不管是那种形式的浮空器系留塔，其都具有充气与系留两种功能；除了充气式系统所充气体为氢气，还要进行易燃易爆的防范环境的防雷措施设计外，通常来说均能够根据二类防雷来进行防雷设计。而移动式浮空器留塔的话通常是将工程车辆作为其载体进行的。因为移动式浮空器留塔防雷的重中之重是对直击雷进行防护，还有就是能够将防雷接地的装置快速地进行安装与撤离。

通常来说移动式浮空器系留塔运用于野外的环境的数量比较多，有些在山谷进行工作，有些在山顶进行工作。因此我们必须要对工作位置的雷电风险进行分析并分级，运用较为恰当的避雷针与防雷接地的系统保护浮空器，使其能够避免雷电所带来的不良影响。对于移动式浮空器系留塔系而言，其移动性较为明显，所以，要保护其不受直击雷的影响，要采取多种方式进行，其中最为主要的两种方式是：第一是运用迅速防雷接地的系统，第二是利用可升可降的避雷针。从而减少直击雷对浮空器的干扰。而迅速防雷接地的系统与可升可降的避雷针的主要目的使为了能够在野外环境工作时快速地进行安装和撤离。同时能够按照浮空器系留塔所处高度，对避雷针进行有效调节，从而将保护浮空器的范围改变。通常来说，避雷针系统能够升和降的高度应该在7m至26m之间，它的材料主要有玻璃钢与工程铝合金。迅速防雷的系统则是利用强度比较高的螺旋钢棒或是铜镀钢，然后采用电锤方式，迅速打進地里，在撤收的时候，一般反方向旋转就能够简单迅速地将其拔出来。

2.3 浮空器系留线的接地与屏蔽

因为系留式的浮空器的信号与供电均是采用系留线进行的。系留线需要横穿雷电浮动较为频繁、气象变化较为复杂的对流层，因此系留线电缆不仅要有非常高强度的抵抗拉伸的水准，还要具备抵抗直击雷电磁脉冲的较强能力。

当前，我国系留式浮空器所使用的系留电缆与系留链的材料与方式，虽然已经符合了抗拉伸的标准要求，然而其防抗雷电电磁脉冲与防抗直击雷的作用还是没有到位。因此，要想使浮空器的防雷效果更加显著，就要加强系留电缆与系留链的防雷效果，要加强其防雷效果就必须使其防抗雷电电磁脉冲与防抗直击雷的作用可以到位。目前我国出现过高空工作平台因为受雷击影响而导致高空作业平台的供电系统被破坏，从而使浮空器没有达到工作任务。所以，我们必须做好浮空器的防雷工程，只有这样做才能确保浮空器能够在高空中顺利开展工作。我们查阅了国内外有关资料与工程个别案例发现，使用蔽层作为等电位的连接，能够有效方式雷电电磁冲的威胁，然而蔽层抵抗直击雷的效果还没有得到证实。因此，要多投入资金到浮空器防雷工程领域，促进防雷技术的快速发展。

因为系留链一端和地面连接，一端和高平工作仓连接，为了防止高空仓里面的设备和系留链的电位不够均匀，应该所有都使用等电位进行连接。另外，在进行雷达等精密设备的建设时，其应该专门设计一个屏蔽外壳，从而降低雷电电磁脉冲不断干扰这些设备，这样的话会导致浮空器所获取的数据不够准确。而使用浮空器作业，就是因为其所获取的数据较为精准，所以要不断完善浮空器的防雷工程，提高其防雷能力。

2.4 控制系统的雷电电磁脉冲防护

综合性较强的浮空器所进行平台的控制系统具有一定的复杂性。通常而言，工作仓所承载的设备比较多，而主要的设备有以下几种：监督控制设备、观测气象的设备、雷达设备、供电设备等等。在供电系统高压部分，高压在进入到变压器之前，应该安装型号相对应的避雷器，而在变压器输出端口，总配电箱的位置应该安装220V、通流量在10KA到20KA左右的限压式防雷器。在各种各样的通讯接口、视频接口都应该根据其工作的电压、传输协议的属性等选择适当的防雷器，这样才能避免雷电磁脉冲对设备的不良影响，从而确保浮空器的控制系统能够正常运行，这样就能提高整体浮空器的工作质量与工作效率。

结束语：

总而言之，目前浮空器在我国的发展速度较慢，其还在处于探索阶段。而在我国比较经常使用的浮空器有两种，一种是低空遥控式浮空器，另外一种是高空综合探测式浮空器。第一种浮空器一般用在商业活动比较多，而第二种浮空器的话主要用于军用观测与气象观测。要使我国浮空器的应用范围更加广泛，必须提高浮空器防雷工程的质量，投入大量研发资金，培养专业人才，这样才能提高浮空器在我国发展的速度，也使我们能够受益于浮空器的应用。

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（作者单位：中国电子科技集团公司第三十八研究所）