民航機場電子設(shè)備雷電危害與防護分析

馬林

摘要：雷電的發(fā)生是不可預(yù)測的，造成的危害是巨大的，應(yīng)該對此加以高度重視。在現(xiàn)階段發(fā)展過程中，我國民航機場的運轉(zhuǎn)都是采用電子設(shè)備，而電子設(shè)備因為其特性而很容易受到雷電的入侵，在一系列的作用之下可能導(dǎo)致機場的電子設(shè)備發(fā)生損壞或者是出現(xiàn)癱瘓的現(xiàn)象，會給整個機場的運行帶來嚴(yán)重的后果，繼而嚴(yán)重影響飛機的出行安全。它不僅僅影響著民航企業(yè)安全生產(chǎn)與發(fā)展，也對人們的生命、財產(chǎn)等方面安全都構(gòu)成威脅。因此，如何有效的避免雷電對民航電子設(shè)備的危害，并在此基礎(chǔ)上研究制定有效的解決策略，是民航企業(yè)需要重點思考的一個問題。

關(guān)鍵詞：民航機場;電力設(shè)備;雷電

引言

雷電打擊民航機場的電子設(shè)備，將會導(dǎo)致電子設(shè)備系統(tǒng)癱瘓，影響飛機安全。應(yīng)詳細(xì)了解民航機場電子設(shè)備雷電危害，積極總結(jié)適當(dāng)?shù)姆雷o措施，提高民航機場的運行安全。

1民航機場電子設(shè)備與雷電概述及重要性

1.1概述

關(guān)于雷電危害，其本身屬于爆發(fā)性自然危害，主要表現(xiàn)為伴有雷鳴、閃電的放電現(xiàn)象，在不同地物條件下有不同雷電表現(xiàn)，從雷電活動一般地物條件看，對于空曠地中孤立建筑物、接收天線、輸電線路、大樹以及其他帶有尖端放電特性的設(shè)備，均易受到雷擊，特別對于電子化、信息化等設(shè)備，危害表現(xiàn)更加明顯。以當(dāng)前民航機場為例，近年來建設(shè)中逐漸引入較多設(shè)備，如飛機跑道導(dǎo)航設(shè)備、程控交換機、塔臺內(nèi)指揮設(shè)備、衛(wèi)星接收設(shè)備、指揮中心設(shè)備、高頻收發(fā)設(shè)備、雷達設(shè)備、自動轉(zhuǎn)報設(shè)備以及微波通信設(shè)備等，這些電子設(shè)備對雷電均保持較高的敏感性。雖然當(dāng)前電子設(shè)備的性能不斷被改善調(diào)整，但由于運行中均需控制在一定電壓范圍下，所以對于雷電帶來的高壓很難應(yīng)對，一旦電子設(shè)備處于運行狀態(tài)，受雷擊影響，可能直接出現(xiàn)設(shè)備損壞問題，電子設(shè)備（如圖1）相關(guān)數(shù)據(jù)也因此消失，這樣在電子設(shè)備癱瘓情況下，將影響機場整體運行，飛機出行安全同樣受到嚴(yán)重影響。

1.2重要性

當(dāng)前，我國已經(jīng)進入了數(shù)字化信息時代當(dāng)中，社會的正常運轉(zhuǎn)，已經(jīng)離不開諸多電子設(shè)備儀器的幫助。而在民航機場當(dāng)中，保障其正常運行的正是其內(nèi)部諸多的高精電子設(shè)備元件。在進行民航電子設(shè)備高精電子設(shè)備元件設(shè)計的過程當(dāng)中，設(shè)計人員為了增強這些設(shè)備的整體性能，同時減少這些電子設(shè)備所產(chǎn)生的能源消耗，在這些電子設(shè)備當(dāng)中大量使用了能夠進行低壓運轉(zhuǎn)的大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路，并在此基礎(chǔ)上，使用了大量含有高科技新技術(shù)的電子元件。這些電子設(shè)備原件雖然在使用的過程中能夠展現(xiàn)出良好的性能，但是其自身的耐壓能力卻很弱，因此非常容易受到電磁環(huán)境的干擾。尤其是因為雷擊所造成的強大電磁脈沖和對供電系統(tǒng)造成的電壓激增，都可能對民航機場當(dāng)中的電子設(shè)備造成毀滅性的破壞，嚴(yán)重時可能會讓民航機場的運行系統(tǒng)陷入全面的癱瘓，給民航機場帶來無法挽回的經(jīng)濟損失。

2雷電對民航機場電子設(shè)備的危害

在民航機場中，存在著許多對雷電十分敏感的電子設(shè)備，主要包括有雷達設(shè)備、自轉(zhuǎn)通報設(shè)備、指揮中心設(shè)備、衛(wèi)星接收設(shè)備等，這些設(shè)備都是在一定電壓范圍內(nèi)工作的，因此，當(dāng)雷電到來時，恰巧是機場設(shè)備正常工作的時候，就會遭受到雷擊。雷電災(zāi)害屬于一種具有爆發(fā)力的自然災(zāi)害，信息時代下，我國對電子設(shè)備的使用逐漸增加，雷電對其產(chǎn)生的影響也隨之加大。長此以往，它對人們的生命財產(chǎn)安全、公共服務(wù)等構(gòu)成了巨大威脅。隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，民航走上了電子化、信息化道路。機場中的電子設(shè)備逐漸增加，發(fā)揮的作用也逐漸廣泛，在機場運行和管理中處于重要地位。對于這些設(shè)備，雷電如同“天敵”般存在著。受雷電威脅的電子設(shè)備主要包括：雷達設(shè)備、自動轉(zhuǎn)報設(shè)備、微波通信設(shè)備、衛(wèi)星接收設(shè)備、程控交換機等。這些設(shè)備都是人工制造，在特定的電壓下工作，而雷電中蘊含著十幾高斯的電壓，對電子設(shè)備產(chǎn)生的危害不可估計。因此，當(dāng)雷電來臨時，機場中的電子設(shè)備恰好處于工作狀態(tài)時，將存在高概率的雷擊。當(dāng)機場中承受的雷擊超出其本身所能夠承受的范圍時，機場中的電子設(shè)備將被損壞，內(nèi)部數(shù)據(jù)全部消失。若設(shè)備因此而癱瘓，則將直接阻礙整個機場的運行，從而無法保障飛機的出行安全。

3民航機場電子設(shè)備雷電入侵途徑

一是雷電通過機場電子設(shè)備傳輸渠道而對其進行人侵。因電子設(shè)備傳輸渠道比較長，一般線路都埋設(shè)在地下或者架設(shè)在空中，這些都是雷電最容易入侵的地方，雷電通過切斷電源的方式而快速損壞機場電子設(shè)備。

二是雷電直接擊中機場的天線、雷達或者導(dǎo)航設(shè)備等，造成機場電子系統(tǒng)損壞。對于機場電子設(shè)備而言，雷擊后是設(shè)備直接癱瘓，影響飛機的飛行安全。

三是通信線路在傳導(dǎo)途中感應(yīng)雷擊。雷電云雨和金屬物之間產(chǎn)生閃擊也容易造成機場電子系統(tǒng)的癱瘓。機場配置的電子設(shè)備本來就帶有一定程度的弱電，能夠吸引大氣中的雷電，產(chǎn)生強烈的反應(yīng)，造成一定程度的破壞。

4民航機場雷防區(qū)的劃分

民航機場雷防區(qū)主要分為四種：第一，LPZOA區(qū)。民航機場受到雷電的影響，設(shè)置LPZOA區(qū)能夠?qū)⒗纂婋娏魅课諏?dǎo)入，當(dāng)然這個過程中電磁場也會出現(xiàn)衰減。比如：民航機場中的入戶信號線與電源線等，或是民航機場中的通信天線、非鎧裝鋼制電纜等，一些設(shè)備因為埋入地下水電氣金屬管，所以避雷裝置不能有效保護該區(qū)域。第二，LPZOB區(qū)。這個區(qū)域中，相對遭受雷擊的機率較低，可是雷擊現(xiàn)象出現(xiàn)時，這個區(qū)域中的電磁場也會出現(xiàn)變化，但是該區(qū)域大部分處于避雷裝置可控范圍內(nèi)。第三，LPZI區(qū)。這個區(qū)域遭受雷電直擊的可能性并不高，區(qū)域中包含很多電流較小的導(dǎo)體，加上電磁場區(qū)域受到雷擊影響，出現(xiàn)一定的衰減，可以使用電磁場屏蔽技術(shù)，合理控制電磁場的變化。第四，減弱電流的導(dǎo)入，消減電磁場的強度，采取適當(dāng)?shù)姆览状胧Y(jié)合相關(guān)儀器進行針對性的防雷。

5民航機場電子設(shè)備雷電的防護措施分析

5.1選取合格的避雷設(shè)備，安裝合理的避雷系統(tǒng)

在民航電子設(shè)備防雷危害的過程中，首先要通過安裝相關(guān)的避雷設(shè)施來減少雷電的入侵，而要實現(xiàn)這一目標(biāo)，就需要選取合格的避雷設(shè)備、安裝合理的避雷系統(tǒng)，從而在一定程度上避免雷電對民航電子設(shè)備的危害。避雷設(shè)備包括避雷針及避雷器等設(shè)備，避雷針的工作原理是當(dāng)雷雨天氣來臨時，天空出現(xiàn)電云層，由于避雷針是針狀，能夠感受到大量電荷，并且將其聚集，在此基礎(chǔ)上帶電云層形成通路，避雷針又是接地的，避雷針就可以把云層上的電荷導(dǎo)入大地，確保安全性;避雷器的工作原理是一旦出現(xiàn)高電壓，且危及被保護設(shè)備絕緣時，避雷器將高電壓沖擊電流導(dǎo)向大地，從而限制電壓幅值，當(dāng)過電壓消失后，避雷器迅速恢復(fù)原狀，使系統(tǒng)能夠正常供電。其次，為了防止雷擊電磁脈沖的影響，可以采用完善的綜合防雷手段和安裝電涌保護器系統(tǒng)，通過以上兩種方式來形成一套完整的防雷體系，以此來有效避免雷電對民航電子設(shè)備的危害，減少雷擊事故的產(chǎn)生。

5.2提升人員專業(yè)能力，建立雷電預(yù)警機制

在民航電子設(shè)備防雷危害的過程中，需要根據(jù)機場所在的位置和經(jīng)驗來實行防雷措施，這樣做的目的在于能夠做到具體問題具體分析，從而確保工作人員的人身安全。第一，要找有經(jīng)驗、有資質(zhì)的雷電防御專家對防雷設(shè)備進行檢查，保障相關(guān)部門將防雷工作落實到位;第二，提高工作人員的專業(yè)素質(zhì)與專業(yè)能力，在對外的人才招聘方面要選取了解并掌握防雷技巧的人才，在對內(nèi)的人才培訓(xùn)方面要通過培訓(xùn)活動的開展來提升內(nèi)部人員的能力和素質(zhì)，為有效避免雷電對民航電子設(shè)備的危害奠定基礎(chǔ)。例如可進行以雷電知識為學(xué)習(xí)內(nèi)容的培訓(xùn)，通過對雷電各個方面的研究分析，在掌握的基礎(chǔ)上更好的做好防護措施。第三，需要建立雷電預(yù)警機制，通過嚴(yán)密的雷電預(yù)警保護機制，有效預(yù)防民航機場電子設(shè)備遭到雷擊。

5.3調(diào)整防雷措施，升級電子設(shè)備防雷保護

民航機場的電子設(shè)備數(shù)量眾多，必須要保證電子設(shè)備的安全運行，為民航機場的良好發(fā)展奠定基礎(chǔ)。保護電子設(shè)備，要提升對防雷的重視。及時調(diào)整防雷措施，優(yōu)化屏蔽防雷手段，比如：在通信傳輸方面，傳輸?shù)碾娎|要選擇防雷效果較好的類型，具有屏蔽性質(zhì)，做好電纜的接地安裝，要安裝防雷裝置，尤其是其中的金屬屏蔽層。結(jié)合實際安裝與運行情況，添加波導(dǎo)分流型避雷器，將電纜進行隔離保護，提升電流導(dǎo)入大地的速度。對于均壓防雷措施的實施，結(jié)合民航機場防雷發(fā)展現(xiàn)狀，做好屏蔽工作，將電壓劃分，減小電壓的影響。做好雷電的攔截及防雷等措施，及時安裝雷電吸收設(shè)備，將其安裝到防雷裝置中，及時減弱雷電，保證裝置的正常運行，安全引雷入地。分流防雷措施的應(yīng)用主要依靠高科技手段，使用高科技防雷裝置，及時對雷電進行導(dǎo)入，減小雷電對民航機場電子設(shè)備的影響，提升民航機場的安全防護能力。

5.4控制雷電入侵途徑，減小對電子設(shè)備的影響

必須從途徑上進行雷電控制，提升民航機場的防御能力。比如：必須控制好傳送線路的保護，及時安裝雷電防御裝置，特別是距離較長的傳輸渠道，必須對其構(gòu)建方式進行調(diào)整，防止雷電的打擊。從防御系統(tǒng)著手，重視防御設(shè)計，避免雷達或天線等遭到雷擊，提高電子設(shè)備的運行安全。及時從雷電入侵的途徑上阻止雷電影響，實現(xiàn)電子設(shè)備正常運行，為民航機場做出更多貢獻。

結(jié)語

綜上所述，隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，民航走上了電子化、信息化道路，機場中的電子設(shè)備逐漸增加，發(fā)揮的作用也逐漸凸顯，在機場運行和管理中處于重要地位。雷電中蘊含著十幾高斯的電壓，對電子設(shè)備產(chǎn)生的危害不可估計。對此，應(yīng)采取積極措施，安裝合理的避雷系統(tǒng)，提升相關(guān)人員的專業(yè)素質(zhì)，加強電子設(shè)備的防雷保護等，在保障民航公司經(jīng)濟利益不受損害的同時，保障乘客的生命財產(chǎn)安全。

參考文獻

[1]胡兵.雷電對民航機場電子設(shè)備的危害[J].中國新通信，2015，（14）：100.

[2]金柏杉，涂宇飛.雷電對民航機場電子設(shè)備的危害[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017，（22）：88.

[3]李訊.雷電對電子設(shè)備的危害分析與防護[J].科技創(chuàng)業(yè)，2017，23（11）：169-170.

[4]徐朝霞.雷電對民航機場電子設(shè)備的危害[C]//第五屆中國國際防雷論壇，2017.

[5]鄒昌宏.如何避免雷電對民航電子設(shè)備的危害[J].電子測試，2017，（12）：123-124.

[6]胡兵.雷電對民航機場電子設(shè)備的危害[J].中國新通信，2014，14：100.