唐飞
摘 要：云南属山地高原地形，在导航台选址时为了确保无线电信号的良好覆盖，导航台的台址均选在较高的山顶，由于导航台接地良好，同时又有电磁信号发送，极易建立雷击通道。建设于山顶的导航台处于雷暴高发区域，雷暴更是持续时间长、多发、强烈。本文对云南民航导航台遭受雷击事件后，通过对引起设备设施雷击损坏原因的分析、并优化防雷措施，总结防雷经验后，为高山导航台的防雷提供经验，供同行借鉴。
关键词：导航台;设备设施;防雷
中图分类号：V351.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）18-0205-02
民用航空导航台是为飞机提供无线电定位的台站。马龙导航台是昆明长水机场配套建设的导航台，2012年与昆明长水机场同时投入使用。主要设备为INDRA公司DVOR/DME设备及配套的两路市电、高、低压配电柜、双柴油发电机、光纤链路等设备设施。导航台地处2301米高海拔的山顶，2013年8月15日18：00，导航台附近出现雷暴天气，其中一个雷直接在导航台DME设备监控天线和生活区之间接地，雷击过后造成市电停电、DME设备NMP板故障等设施故障。
1 设备设施故障情况
（1）两路高压供电中断：其中一路高压线路故障，高压出线柜有跳闸告警指示，重启后恢复;另外一路高压线路故障，由供电局检修线路后恢复。（2）设备故障：DME设备 NMP板故障，导航台集中监控无法连接到导航设备，至长水机场的远程监控中断。（3）低压中断：低压配电房1号配电箱有“主机保护”故障指示，并有异响;机房、宿舍配电箱插座空开跳闸。（4）其他设施故障：子母电话机母机无显示，无法使用;雨水收集系统控制箱液位显示器无显示;外网调制解调器无显示，无法使用。
2 雷击后设备设施检查情况
雷击过后马龙导航台对台站设备、附属设施及防雷设施、器件进行了全面检查，情况如下：
（1）DVOR/DME设备除NMP故障外均工作正常，故障显示时间为8月15日18：00，8月16日15：00更换NMP板件后恢复正常。（2）导航台防雷设施未发现故障情况，防雷设施及现场损坏设备设施未发现明显雷击点及痕迹。（3）子母电话机母机故障，雨水收集系统为传感器故障，外网调制解调器故障。（4）配电房配电箱、机房、宿舍配电箱插座空开及避雷器均无损坏，重新闭合后恢复正常供电。（5）供电线路经当地供电部门排查，故障部分均属当地供电网络设施，我方产权线路均无故障。
3 故障原因分析
本次马龙导航台雷击事件是建台以来第一次出现，雷击造成设备设施损坏较多，雷击事件发生后导航台高度重视，组织技术人员对导航台进行了现场勘查，分析原因，具体情况如下：
3.1 雷击故障损坏设施分布图
从图1中可以看出，此次雷击造成的影响波及台站三栋建筑的所有区域。
3.2 损坏设施类型分析
从表1可以看出，本次故障主要集中在低压端的用电设备及传感器上，共同特点为低功率设施，而空开跳闸我们分析为空开的漏电保护装置启动，保护性跳闸。
3.3 雷击路径分析及结论
此次雷击经过现场勘查，综合故障点分布及损坏类型分析为：
（1）雷击发生于距台站附近，供电线路感应雷电，路径分析为：高压线路→高压配电设备→低压配电设备→各生活区配电箱→弱电设施。因雷击并未造成高压线路、避雷器、跌落保险等的损坏，直击雷的可能性不大，从损坏的设施类型来看，大部分部件为低功率设施，因此由供电线路感应雷电产生浪涌造成后续设施损坏的可能性较高。（2）从DME设备NMP的接口特点分析，NMP输出为RS232接口，极易被雷电感应损坏，该板件位于机柜内部，与外界并不直接连接，但与其连接的本地监控线缆布线与DME天线馈线存在交叉，DME天线是存在感应雷电可能性较大的地方，雷电感应路径为：DME设备天线→ DME设备馈线→交叉感应雷电至本地监控线→DME设备NMP RS232接口损坏。（3）结合昆明长水机场配套建设的4个台站情况及以往经验分析，4个台站在设备、供电、防雷、布线等情况基本相同的情况下，其中盘龙导航台的雷击比马龙导航台的还要更为频繁和严重，通过一年多的运行，其他导航台并未出现过类似大面积被雷击的设施设备情况，因此我们分析认为本次马龙导航台的雷击事件为偶发小概率事件。
4 防雷措施优化
鉴于以上分析，为降低导航台在以后的运行中雷击带来的损害，我们对导航台的防雷设施进行改进。
（1）调整和梳理机柜内部布线，尽量减少弱电线缆与外接馈线的交叉重叠，降低感应雷电的几率。（2）将监控线缆等弱电线缆采用铜箔进行包裹，两端有效接地。（3）设备机房内、外网调制解调器出口端各加装一个浪涌保护器。（4）对设备端现有的各类浪涌保护器接地进行改进，应直接连接到接地排上而不应连接到机柜上。（5）生活区外网、电话端加装浪涌保护器，并有效接地。
5 高山导航台防雷击经验分享
（1）导航台建设前期，做好防雷工程设计、评估、检测验收。防雷工程是一项技术性很强的工作，专业性要求高，应该在防雷工程的各个阶段指定技术人员负责此项工作，请有资质的防雷机构设计、评估、施工。要按照国家和民航颁布的规范和标准来落实各项防雷措施。（2）设备防雷应合理安装避雷针，充分利用建筑物的钢筋作为导流设施进行直接雷防护，并合理使用避雷带、避雷针、机房整体屏蔽进行侧击雷防护。不论采用哪一种接闪器，在确定其保护范围时，应该严格的按照国标中的滚球法进行计算。（3）为防雷击放电时在泻流通道导体上产生静电感应和电磁感应，设备机房应采取法拉第笼进行整体屏蔽，并对弱电信号线采取穿管、包裹屏蔽材料等措施，且在接地连接上要注意连接方式有效。（4）接地装置的性能及科学合理的接地方式至关重要，良好的接地是防雷的基础。雷电的能量目前还不能被任何装置吸收转换，唯一的去向是疏导至大地，与大地中的电荷中和。因此，接地装置的性能及科学合理的接地方式至关重要。实践证明，在台站内尽可能的采用联合接地，有利于消除因地电位的不平衡，避免地电位反击造成的损害。整个地网应形成闭合的环路，这对于地网较为均衡的泄放雷电流而不至于在局部形成高电位很重要。在条件允许的情况下，应尽可能的使整个地网闭合以利于均压。（5）设备防雷要注意弱电系统各级之间的能量配合，要特别注意防雷器件的残压和被保护器件的冲击耐压值和响应速度的配合，要进行正确的等电位连接，防止地电位差造成的危害。（6）对重要设备机房和各类线槽的整体屏蔽要在基础建设和设备安装时完成。在防雷的各项措施中，我们往往比较重视采用各种浪涌保护器来防止各种传输线感应的雷电波，而忽略了屏蔽的重要性。如果屏蔽比较到位、比较严密的话，雷电波是难以感应到线路中的，即使感应到线路中，其能量也被大大削弱，那么再采取后续的防护措施也比较容易取得好的效果。除增强台站直击雷、感应雷防护措施外，防堵高压变电线路上的雷电入侵尤为重要。（7）在防雷工艺安装过程中需着重注意以下几点：一是安装线路的线径不足或长度过长，使得浪涌保护器的实际残压较高，不能有效保护设备;二是等电位连接或接地线安装时，有意无意使设备的金属部分成为跨接的导体，未能严格实行单点连接，从而使雷电流必然通过设备，或者引入其他不必要的干扰源;三是线缆沿建筑物外部敷设时，应与避雷带、引下线保持一定的距离，同时应避免与之平行敷设，以减小感应的强度;四是对暂时不用或备用的线缆，空线对，除应尽可能的与在线设备脱离开外，还应重视入室一端的等电位连接并做好接地处理;五是条件许可的情况下“强弱分开”布放，有利于降低信号线路的感应几率;六是在布置设备或连接设备间的线路时，尽可能的避免传输线构成环路或减少环路包围的面积，以减少穿越其中的雷电感应出的磁通量。
6 结语
由于雷暴易引起设备设施的损坏，所以在导航台的日常运行中设施的防雷任务就显得非常重要。怎样才能做好导航台防雷工作，最大限度减少设施因雷击原因造成的损失，是每一位导航台人员应该认真考虑的问题。通过总结防雷经验，优化防雷措施后，长水机场四座配套导航台未再遭受较大范围设施设备雷击事件，大大减少了雷击造成的设施损坏，确保了导航台的正常运行，有效保障了飞行安全。
参考文献
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