車載通信系統的防雷設計

張鵬

摘要：隨著經濟的發展和社會的進步，我國通信技術得到了全面的發展，另外隨著社會的進步對于通信技術有了更高的要求，隨著車載通信系統的應用將會越來約廣泛，其發展、升級的速度也越來越快。因此本文針對車載通信系統的防雷設計進行探究具有重要意義。

關鍵詞：車載通信系統;防雷;設計

中圖分類號：V55?文獻標識碼：A?文章編號：1672-9129（2020）09-0055-01

1?概述

雷電是地面和電離層間的放電現象。雷電的存在對于人們的生產生活來說存在著很大的安全隱患，在放電的時候電壓達到了百萬伏，而車載通信系統相對于一般的固定安裝的通信系統在雷電防護方面具有很多先天的劣勢，這就更需要對車載通信系統進行專門的雷電防護設計。

2?雷電損害分析

雷擊對車載通信系統所造成的破壞性后果體現于下列三種層次：首先是直接造成了車載設備，使其出現了損壞的問題，同時也會有人員傷亡的情況出現。其次，雷擊會使得很多的設備器件受到損害，使其的使用性能受到影響。最后，雷擊在很大程度上會造成車載系統中的信號傳輸和數據丟失等問題，嚴重的話會使得整個車載系統癱瘓或者是崩潰。

雷電對車載通信系統的影響，主要由以下三個方面造成：直擊雷、傳導雷、感應雷。

（1）直擊雷：雷電直接擊中車載通信系統，在整個過程中雷電的會和接地的一些設施傳導電流，另外很大一部分的電流會通過車載系統中的供電系統進行有效地分流，同時很多的能量也通過車載系統的通信網絡出現分流，而不同的能量分配比例會影響到整個的車載通信系統，比例會隨著車載系統的結構不同而產生差異。

（2）傳導雷：傳導雷主要是通過傳輸線對車載通信系統產生影響的。傳導雷中包括了地電位的反擊，這種形式的形成是雷電擊中了車體周圍的建筑物，使得整個的電壓升高。

（3）感應雷：在周圍一公里左右范圍內發生雷擊時，在所有的導體上產生足夠強度的感應浪涌。因此車載通信系統的各種電力、信息線路將會產生感應電壓而對設備造成危害。

3?車載通信系統防雷隱患分析

車載通信系統工作時處于室外空曠處，需應對各種危險天氣，易遭受雷擊損害。若遭受雷電侵害，車載設備及機構可能造成損壞，重則有人員傷害，而且還可能造成被遮蔽車輛的損傷，后果嚴重。所以需要重視車載通信系統的防雷設計，能好做好防雷工作。

4?防雷設計

4.1設計原則。

（1）考慮環境因素、雷電活動規律、系統設備的重要性、發生雷災后果的嚴重程度，分別采取相應的防護措施;

（2）全面規劃、綜合治理、優化設計、多重保護、技術運用、經濟合理、定期檢測、隨機維護的原則，進行綜合設計及維護;

（3）采用直擊雷防護、等電位連接、屏蔽、合理布線、其用接地系統和安裝電涌保護裝置等措施進行綜合防護。堅持預防為主，安全第一的指導方針。

4.2具體方案。車載通信系統的雷電防護系統應由直擊雷防護和感應雷電防護兩部分組成，各部分都有其重要作用，不存在替代性。直擊雷防護也可以稱為外部防護，可使車載系統避雷雷電直接擊中而導致毀滅性的損傷。感應雷電防護也可以稱為內部防護，主要是由均壓等電位連接、過電壓保護組成，可均衡系統電位，限制過電壓幅值。車載通信系統的雷電防護是一個綜合的系統工程，防雷設計應采用直擊雷防護、等電位連接、屏蔽、合理布線、其用接地系統和安裝電涌保護裝置等措施進行綜合防護。

（1）直擊雷的防護。車載通信系統常常是在野外駐扎，同時有可能需要經常移動位置，綜合考慮成本和操作便利性，采用可移動升降桿式避雷針。具體又有被動式避雷針和主動式避雷針兩種，可根據車載通信系統的實際情況酌情選用。

①被動式避雷針。被動式避雷針也可以稱為引雷針，其雷擊泄放原理為：當雷云放電接近地面時它使地面電場發生畸變。在避雷針的頂端，形成局部電場集中的空間，以影響雷電先導放電的發展方向，引導雷電向避雷針放電，再通過接地引下線和接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護物體免遭雷擊。被動式避雷針具有成本較低，架設方便等優點。直擊雷的防護主要通過避雷針、引下線和接地極將直擊雷電流泄放入地，保護后勤保障車輛免遭直擊雷的襲擊。

具體實施時可在車體中線上距離車體間隔5m地面設置升降桿，在上端設置避雷針，引下線采用50mm2多芯銅線將避雷針與接地裝置連接。升降桿高度可利用滾球法計算得知。在實施時還應注意各連接部位的連接應扎實可靠，接地電阻值應盡量小，最好采用多個接地地釘組成接地網，同時保證各接地地釘之間及地釘與車體之間的間隔距離均大于3m。

②主動式避雷針。主動式避雷針主要是利用等離子原理進行雷電防護，它可以把車載通信系統表面的感應電荷及時釋放到附近的空氣中，使電荷分布均勻，使得附近的場強和電流達不到空氣擊穿的數值，從而使得車載通信系統避免遭受雷擊。

主動式避雷針不需要接地系統，非常適合車載通信系統使用，甚至在車輛行進中依然可以起到直擊雷防護的效果。但其價格較被動防雷系統明顯偏高，可根據系統使用地域、使用方式和防護要求等級進行選用。

（2）感應雷電（電涌）防護。

①在車載通信系統市電電源、發電機電源入口處加裝高性能模塊式電源防雷器，預防電壓異常、過電壓及雷擊過電流損壞內部設備;

②在車載通信系統天線饋線進入車體的部位加裝射頻防雷器件，射頻防雷器件的選用需綜合考慮射頻工作頻率、發射功率、駐波和阻抗匹配等指標，最好能根據實際需求定制專用防雷器件;

③在車體有線信號接口窗處加裝信號防雷模塊。選擇時應注意需要防護的線纜芯數、線路工作電壓、阻抗匹配等特性參數。

參考文獻：

[1]張子龍，王興.新型車載通信系統設計[J].指揮信息系統與技術.2019（2）.