測(cè)控雷達(dá)系統(tǒng)防雷技術(shù)研究

鄧世東

（中國(guó)人民解放軍91604部隊(duì)，山東 龍口 265700）

1 雷電浪涌電壓的形成和危害

雷電是一個(gè)強(qiáng)烈的噪聲源。當(dāng)雷云直接向動(dòng)力線(xiàn)放電時(shí)，其電壓高達(dá)5×106V，其后果相當(dāng)嚴(yán)重。如果雷電擊中架空地線(xiàn)或鐵塔時(shí)，有時(shí)會(huì)使該處電壓急劇升高，發(fā)生對(duì)附近配電線(xiàn)路飛弧現(xiàn)象，從而損壞配電系統(tǒng)。當(dāng)線(xiàn)路附近發(fā)生雷擊時(shí)，在線(xiàn)路上感應(yīng)電荷迅速移動(dòng)和消失時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓高達(dá)4×106V，破壞性很強(qiáng)。

雷電浪涌電壓是雷電放電時(shí)形成的，它們以電流耦合或者電感以及電容藕合方式，并且借助于放射或者電波影響，通過(guò)相連的供電線(xiàn)路（動(dòng)力線(xiàn)）、數(shù)據(jù)線(xiàn)、信號(hào)線(xiàn)、控制線(xiàn)、侵入電子設(shè)備，造成電子設(shè)備的元器件損壞。隨著電力電子、微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)系統(tǒng)所用的一部分電子元器件和電子線(xiàn)路具有信號(hào)電平低、速度快、元器件集成度高等特點(diǎn)，它們的抗電強(qiáng)度和抗電磁干擾的能力減弱。所以更需要解決好雷電對(duì)電子元器件的危害。

2 防雷設(shè)計(jì)的基本方法

2.1 屏蔽、接地

屏蔽、接地是抗雷電浪涌電壓的一級(jí)措施。電子設(shè)備良好的屏蔽和接地可以消除或降低外部浪涌電壓。

電子設(shè)備接地原則：

·以近可能短的接地路徑，建立一個(gè)對(duì)各有關(guān)裝置都是等電位的接地系統(tǒng)

·不要構(gòu)成接地環(huán)路

·避免電源零線(xiàn)引入干擾室外設(shè)備的屏蔽

·功率變壓器加屏蔽層

·室外電子裝置加金屬屏蔽外殼并接地

·室外電纜選用屏蔽電纜

2.2 加裝浪涌電壓放電器

加裝浪涌電壓放電器是防雷電浪涌電壓的二級(jí)措施，正確選用浪涌電壓放電器可以將雷電引起的瞬變電壓降低到電子設(shè)備不構(gòu)成危險(xiǎn)的程度。

2.2.1 浪涌電壓放電器的種類(lèi)

·充有惰性氣體的過(guò)壓放電器

充有惰性氣體的過(guò)壓放電器用作初級(jí)保護(hù)，一般構(gòu)造的這類(lèi)放電器可以排放20KA,8～20μS或2.5KA,10～350μS以?xún)?nèi)的瞬變電流。

·壓敏電阻

選用壓敏電阻作中級(jí)保護(hù)元件，它可以在排放大電流之后進(jìn)一步降低線(xiàn)路中剩余的殘壓。壓敏電阻可以用于放電電流為2.5KA至5KA(8/20)微秒的中級(jí)保護(hù)裝置。

·抑制二極管

用作細(xì)保護(hù)的元件是反映靈敏的抑制二極管，它的響應(yīng)時(shí)間可達(dá)微微秒極，元件的限壓值大約為額定電壓的1.8倍，最大放電電流大約為600A.

2.2.2 加裝浪涌電壓放電器的方法

根據(jù)雷電浪涌電壓侵入電子設(shè)備的途徑，分為供電系統(tǒng)浪涌電壓保護(hù)和數(shù)據(jù)、信號(hào)線(xiàn)、控制線(xiàn)、浪涌電壓保護(hù)。

·供電系統(tǒng)浪涌電壓保護(hù)分為三級(jí)：第一級(jí)在總配電箱加裝雷擊電流放電器，第二級(jí)在分配電箱加裝過(guò)壓放電器，第三級(jí)在設(shè)備電源入口加裝過(guò)壓放電器。采用三級(jí)過(guò)電壓保護(hù)，將雷擊浪涌電壓限制在設(shè)備允許的絕緣強(qiáng)度以下。

圖1 供電系統(tǒng)三級(jí)過(guò)壓保護(hù)原理框圖

·數(shù)據(jù)、信號(hào)線(xiàn)、控制線(xiàn)過(guò)壓保護(hù)

雷達(dá)伺服分機(jī)與室外天線(xiàn)座聯(lián)接有各種控制、信號(hào)線(xiàn)，與其它分機(jī)連接有數(shù)據(jù)線(xiàn)、信號(hào)線(xiàn)，為保證設(shè)備安全可靠運(yùn)行，所有數(shù)據(jù)、信號(hào)線(xiàn)輸入輸出端口加裝過(guò)壓保護(hù)器件。

數(shù)據(jù)、信號(hào)線(xiàn)、控制線(xiàn)，過(guò)壓保護(hù)一般采用抑制二級(jí)管元器件。為接口和安裝方便起見(jiàn)，將抑制二極管加裝在專(zhuān)用的接口組件和接線(xiàn)端子，用于RS-232過(guò)壓保護(hù)接口組件原理圖見(jiàn)圖2所示。

圖2

3 結(jié)束語(yǔ)

采用防雷接地和電磁兼容設(shè)計(jì)，當(dāng)前還是比較有效的防范措施和方法，能更好的解決雷達(dá)系統(tǒng)防雷的問(wèn)題。

[1]尹天慶.淺談GSM-R基站防雷設(shè)計(jì)[C]//GSM-R移動(dòng)通信及無(wú)線(xiàn)電管理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.2006.

[2]王淑珍，張亮.電氣接地裝置探討[J].北京建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2005（03）.

[3]占韶華，等.電位連接在現(xiàn)代防雷技術(shù)中的應(yīng)用[C]//第二屆浙江中西部科技論壇論文集第二卷（氣象分卷）.2005.

[4]王金泉計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全防護(hù)[C]//信息技術(shù)在氣象領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)應(yīng)用論文集（一）.2005.