飛機場雷電防護淺析

陳可裕 潘波 金敬國

摘 要：飛機場雷電防護的要點包括航站樓、航管樓、導航臺、供油和儲油工程、機場跑道附屬設施、飛機維修車間等建（構）筑物，涉及到機場、航空、空管、航空食品、貨運、酒店、飛機維修、油料公司等多個單位的防雷安全機場防雷是根據機場建筑物、所處地理位置和設備特點，綜合防雷技術設計既充分考慮直擊雷防護，又嚴格執行電子設備的雷擊電磁脈沖和電涌保護，做到相輔相成，有效而經濟合理。隨著民用航空事業的蓬勃發展，作為運輸終端的各地機場的規模不斷擴展。由于機場一般處于郊野空曠地帶，其塔臺航管樓、航站樓、油罐、機庫、導航臺、氣象雷達站相對于附近其他建筑物或設施較高，時有雷擊事故發生，而且這些建筑物內部裝有大量昂貴的電子設備，很容易被感應雷擊中。所以應該做好機場的防雷工作，確保人身和財產安全。

關鍵詞：外部；內部防雷；雷電防護；接閃塔；防雷檢測

中圖分類號：V351 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）17-0187-02

（1）2012年3月23日，一聲巨響，春雷直接擊中了青島機場北村導航臺NDB設備東側32米高的天線鐵塔。安裝在鐵塔頂部避雷針當場被擊碎墜落，機房的照明燈管也被擊得粉碎，由于備用發電機的控制板被擊壞，未能自動啟動，致使當時整個導航臺陷入一片黑暗；（2）2012年4月20日，兩名國航機務人員在首都機場做地面保障時遭雷擊。事發時，雷電通過工作人員頭戴的有線耳機，將兩人擊中。經過救治兩人身體無礙。他們戴著有線耳機是方便與乘務人員通話聯系，但按機場安全規定，雷雨天地勤人員不該戴有線耳機工作；（3）2013年8月11日，北京首都國際機場一保潔員在三號航站樓（T3）停機坪遭雷擊身亡；（4）潮汕國際機場一架停場已完成當天航后維護的飛機遭到雷擊，機上無乘客和機組人員，沒有造成人員傷亡。近年全國各地機場雷擊事故報道屢見不鮮，由此可見，航空公司每年（加油站、油庫等易燃易爆場所半年）應開展防雷裝置安全檢測工作，并定期組織機場工作人員學習防雷知識和防雷措施，并應在機坪等空曠處設置雷擊危險警示，增設躲避設施刻不容緩。

隨著飛機的出現，世界各地間的距離隨之縮短，朝發夕至已成為不爭的事實。然而航空安全一直是困擾著人們選擇出行的一大難題。據相關專家提供的數據顯示，客機每1000小時就將遭遇一次雷擊，平均每年兩次，雷電對飛機飛行安全的威脅極大。完善的機場防雷和飛機防雷是飛機安全飛行和著陸的有力保障，飛機的雷電防護試驗即通過在實驗室模擬真實的雷電環境，對飛機整機及各零部件承受直接效應和間接效應的能力進行考察及驗證，因此我們應高度重視飛機的雷電防護。然而機場防雷也是機場工程建設不可忽視的一項，此文中我重點講述機場防雷。目前隨著現代電子技術的不斷發展，大量精密電子設備的使用和聯網，使原來的避雷設施對這些電子設備的保護卻顯得無能為力。也由于這些設備的敏感性高，抗雷電電磁脈沖的能力差，很容易受到雷電浪涌的侵害，而這些設備的損壞將會對安全生產和飛行安全帶來直接的影響。因此機場人員密集的場所、設備集中的場所，每年度的防雷安全檢測是有力保障飛機安全飛行和機場乘客和工作人員安全的重要環節。

飛機場需要雷電防護的區域主要包括進場航線區域、候機樓、油庫、停機坪、塔臺、機庫及其他附屬建筑等。我們需要重點關注以下幾點：

1 進場航線區域的雷電防護

由于飛機機身是一個等位體，且中、高空中云間放電電流不會很大，飛機在數千安的雷電放電電流流過時也不會有致命威脅。但在飛機進場時，航線在雷云層下方，由地面上涌的數萬安培的電流可能會威脅飛機的安全，因此應當對進場航線布置防雷措施。需要處理的區域在航線低于1000m的范圍內，在跑道延長線的航線兩側，一直延長到轉彎點外1-2km，以夾角5°-15°散開，安裝接閃塔，如圖1所示。

接閃塔應是安裝點附近200m內最高的建筑，其必須使用有主動上行雷功能的設備。這些接閃塔的目的不是接雷，而是產生主動上行雷，利用斷續的容性上行先導放電，將電流束電荷直接送到1000m左右低空的帶電云層中，減少云中所帶電荷量，將可能產生的下行雷電消弭于無形。

2 候機樓的雷電防護

候機樓的雷電防護分為外部防雷和內部防雷兩部分。外部防雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成；內部防雷裝置包括等電位連接、屏蔽設施、加裝的避雷器以及合理布線和良好接地等措施。根據《建筑物防雷設計規范》（GB50057-2016）成都雙流國際機場候機樓（以T1航站樓為例）應劃為第二類防雷建筑物。T1航站樓利用自身金屬屋面做接閃器，采用航站樓鋼柱作防雷引下線；在T1航站樓內的計算機、設備機房等均有較完善的內部防雷裝置。在此次防雷檢測過程中所測試的接地電阻阻值均符合相關國家標準要求。

3 油庫的雷電防護

機場油庫屬于危險品存儲間，近來因雷電發生的危險品存儲間事故時有發生，因此我們除了需要合格的防雷裝置外，還要注意高危建筑不應接閃才能真正保護建筑本身。由于機場油庫一般都不太大，設置一座有效的接閃塔便可滿足其防護需求。接閃塔的安裝位置和接地體的走向應避開油料輸送管道，如果油庫在飛機起降跑道附近，可以適度降低接閃塔的高度。

4 停機坪的雷電防護

停機坪是機場內除了跑道外最大的空曠區域。在此區域內主要防護方法是豎立高于飛機和機坪照明燈的接閃塔，接地電阻值可以放寬到100Ω。若利用機坪照明燈柱做為接閃塔需做特殊處理。接閃塔的引下線與燈柱應保持10KV以上的絕緣；在燈柱頂部使用一個300μH左右的聯接電抗保持與引下線的接觸，限制雷電流幅值；獨立接地并控制在30Ω以下，接地體與燈柱接地保持100Ω電阻即可。

5 塔臺的雷電防護

塔臺是機場內的面向跑道空曠面的最高建筑物，也是受雷電威脅最大的建筑物，其上安裝的雷達等設備是現代機場運行的生命線。廣州白云機場就曾出現因雷電破壞導航雷達而停止飛機起降數小時的事故。為有效保護，塔臺頂部的防雷保護裝置必須使用合格的接閃器。并在自由段加平流電感，獨立引下并獨立接地，接地電阻阻值控制與接閃器下平流電感的沖擊電抗相當即可。他臺上的接閃器如果是帶有主動上行雷功能的設備，則在大部分雷雨條件下，上行先導不可視，附近也聽不到雷電放電的轟鳴聲。

6 機場內電子信息系統綜合防雷

民用機場是運送乘客，裝載貨物等重要的交通場所，由于它一般處于郊野空曠地帶，其塔臺、油罐、導航臺點、航站樓、機庫相對于附近其他建筑物較高，時有雷擊事故發生，特別是這些建筑物內部裝有大量的電子信息設備，很容易因感應雷擊電磁脈沖而遭到破壞，嚴重影響飛行的安全，造成重大國家財產損失和人員傷亡。因此，既要重視對重要建筑物的防直擊雷的設計和施工，又要加強對這些建筑物內部大量的電子設備的防雷擊電磁脈沖和內部過電壓的保護的設計和管理，才能做到安全可靠。一個完善的綜合防雷系統應如圖2所示的結構和措施組成。

7 機場作人員需增強防雷安全常識

對于機場機坪的工作人員而言其實產生最大威脅的是地閃，但在防護重點上應放在防范直接雷擊。在機場的停機坪雷雨天氣避雷有一些相對安全的區域：①燈桿避雷相對安全區域：停機坪內以燈桿為中心，3～25米半徑所組成的同心圓環區域，雷閃時附近人員可以在此短暫躲避；②飛機避雷相對安全區域：雷雨天氣飛機機身3米外至16米內區域為避雷安全區域（C、D類飛機），雷雨天氣飛機機身3米外至22米內區域為避雷安全區域（E類飛機）；③登機廊橋下、立交橋下、下沉路面處、金屬棚頂的車輛內部為雷雨時的相對安全區域，可以臨時躲避。對于需要在雷雨天氣下仍然還要在機場停機坪工作的人員來講，還是要注意一些防雷措施。只要按相關守則和制度操作，就能最大程度避免出現意外。雷雨天氣期間，機場工作人員禁止進行車輛流動加油作業；禁止進行機坪電氣類設備檢修和高空作業；暫停廊橋對接航空器；一些敞篷車輛，如傳送帶車、行李小拖車等駕駛員應選擇安全區域合理進行安全防護；工作人員尤其注意雷雨天氣不應在機身下躲避；盡量不要在停機坪撥打或接聽手機。

8 結語

理論結合實際，我們將上述機場防護知識應用到實際工作中，為切實加強運輸生產旺季保障工作，最大限度地消除或減少雷電災害的發生，確保飛行安全，根據國家和民航行業防雷技術的相關要求，成都市防雷中心對成都雙流國際機場的所屬設施設備進行了2018年度防雷檢測。根據我中心事先與成都雙流國際機場安全負責人的溝通和協調，成都雙流國際機場通導隊制定了詳細的檢測順序，并積極協調機場相關部門，確保檢測的順利進行。歷經兩周時間，在機場通導隊人員和機場各部門的配合下，市防雷檢測中心工作人員順利完成了對機場所屬的航站樓、通信、導航、氣象等空管設施設備、鍋爐房設施設備、候機樓弱電設施設備、停機坪設施設備的聯合接地、電源供電系統接地、SPD接地和機房等電位連接情況的檢測。檢測結果表明所檢項目均符合國家和行業對相關設施設備防雷標準的要求。此外機場通導隊人員還與防雷檢測中心工作人員對在檢測過程中發現的問題進行了溝通和探討。對檢測中發現需要加強的地方，成都雙流國際機場將組織相關人員進行分析，按照防雷檢測中心工作人員建議盡快進行整改。此次防雷檢測工作的順利完成，為成都雙流國際機場更好地應對雷雨天氣，保障設備和飛行安全、提高機場保障能力和安全生產起到了積極作用。

參考文獻

[1]《建筑物防雷設計規范》（GB50057-2016）[S].

[2]《建筑物電子信息系統防雷技術規范》GB50343-2015[S].

[3]梁江東，程文峰.現代工程防雷技術[M].出版社：中國電力出版社，2016，（4）.

[4]《機場防雷關鍵 機場完成2016年防雷檢測》中國安防展覽網：轉載，2016，（6）.