民航自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房防雷分析與研究

舒濤

摘 要：民航自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)系統(tǒng)是重要的民航通信系統(tǒng)之一，為中國(guó)民用航空飛行學(xué)院的教學(xué)飛行訓(xùn)練提供保障。本文根據(jù)《民用航空通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)施防雷技術(shù)規(guī)范》（MH/T4020-2006）對(duì)自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房的防雷系統(tǒng)進(jìn)行了分析，找出了不符合規(guī)范的防雷設(shè)施，研究了防雷系統(tǒng)的改造方案。保證了機(jī)房設(shè)備的正常運(yùn)行，為飛行訓(xùn)練提供保障。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)；防雷系統(tǒng)；分析與研究

中圖分類(lèi)號(hào)：V351.36 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）23-0180-02

民航自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)系統(tǒng)是一種重要的民航通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)航管信息、航行情報(bào)、氣象信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)，為民航飛行安全提供了通信保障。雷電是一種自然現(xiàn)象，同時(shí)也是一種非常嚴(yán)重的自然災(zāi)害，尤其對(duì)通信機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備危害較大，人們無(wú)法對(duì)雷電進(jìn)行控制，只能加強(qiáng)對(duì)雷電的防護(hù)措施來(lái)減少其破壞了，降低損失。中國(guó)民航飛行學(xué)院自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)系統(tǒng)為學(xué)院的飛行訓(xùn)練提供服務(wù)和保障，自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房防雷設(shè)施的對(duì)設(shè)備起著保護(hù)作用，設(shè)備正常運(yùn)行率直接關(guān)系到飛行安全，因此有必要對(duì)自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房防雷進(jìn)行分析研究，找出存在的問(wèn)題并進(jìn)行改造，保障設(shè)備正常運(yùn)行，為飛行訓(xùn)練提供保障。

1 自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房防雷系統(tǒng)綜合分析

中國(guó)民航飛行學(xué)院自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房位于四川廣漢市郊區(qū)的飛行學(xué)院校園內(nèi)，地勢(shì)平坦開(kāi)闊，周?chē)鸁o(wú)高大建筑物，年平均雷暴日32d，屬于雷暴活動(dòng)和雷電災(zāi)害多發(fā)區(qū)，機(jī)房所在航務(wù)樓高6層，相對(duì)突出，較容易遭受雷擊。機(jī)房位于航務(wù)樓2樓，長(zhǎng)8米寬4米。根據(jù)《民用航空通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)施防雷技術(shù)規(guī)范》（MH/T4020-2006）弟6條規(guī)定，自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房所處地區(qū)年平均雷暴日數(shù)大于或等于30d但小于80d，但不滿(mǎn)足特級(jí)條件的通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)施，屬于甲級(jí)雷電防護(hù)等級(jí)[1]。對(duì)自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房的防雷系統(tǒng)應(yīng)按照甲級(jí)雷電防護(hù)等級(jí)要求來(lái)進(jìn)行分析。

1.1 直擊雷防護(hù)設(shè)施

根據(jù)MH/T4020-2006第7.1.1條規(guī)定，自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房的直擊雷防護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB50057-94（2000年版）規(guī)定的第二類(lèi)防雷建筑物要求。第二類(lèi)防雷建筑物防直擊雷的措施，宜采用裝設(shè)在建筑物上的避雷網(wǎng)（帶）或避雷針或由其混合組成的接閃器[2]。自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房設(shè)置在航務(wù)樓的2樓，航務(wù)樓為6層高的建筑結(jié)構(gòu)，根據(jù)MH/T4020-2006雷電防護(hù)區(qū)的劃分方法自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房所處位置屬于LPZ1區(qū)，符合“一般機(jī)房及設(shè)備宜置于LPZ1區(qū)或更高防護(hù)區(qū)內(nèi)”的通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)施雷電防護(hù)原則。樓頂裝有避雷針，同時(shí)利用樓的混泥土鋼筋作為引下線(xiàn)，來(lái)對(duì)直擊雷進(jìn)行防護(hù)，符合MH/T4020-2006的直擊雷防護(hù)原則，可以對(duì)直擊雷進(jìn)行有效的防護(hù)。

1.2 供電系統(tǒng)電涌保護(hù)設(shè)施

機(jī)房供電系統(tǒng)為從總配電室引入的1路380v交流電，機(jī)房的配電箱安裝有一個(gè)電源電涌保護(hù)器（SPD）；總配電室電源箱安裝有一個(gè)電源SPD；兩個(gè)電源SPD的安裝不規(guī)范，兩端的連接導(dǎo)線(xiàn)較長(zhǎng)。不符合MH/T4020-2006的供電系統(tǒng)電涌保護(hù)原則，雷電保護(hù)等級(jí)為甲級(jí)的通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)施應(yīng)安裝三級(jí)電源SPD。供電系統(tǒng)得不到有效的雷電防護(hù)。

1.3 信號(hào)傳輸系統(tǒng)的電涌保護(hù)設(shè)施

自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房?jī)?nèi)配有2套自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)柜和1套數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜。進(jìn)出自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)柜的信號(hào)采用電話(huà)線(xiàn)路來(lái)傳輸，機(jī)柜內(nèi)有電話(huà)配線(xiàn)架、DDN專(zhuān)線(xiàn)電話(huà)設(shè)備RJ11端口、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)RJ45端口，都沒(méi)有安裝信號(hào)SPD；數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜采用光纖傳輸數(shù)據(jù)，DDN電話(huà)專(zhuān)線(xiàn)設(shè)備RJ11端口同樣未安裝信號(hào)SPD。不符合MH/T4020-2006的信號(hào)傳輸系統(tǒng)電涌保護(hù)原則，信號(hào)傳輸系統(tǒng)得不到有效的雷電防護(hù)。自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房?jī)?nèi)還有1套電話(huà)分線(xiàn)箱，沒(méi)有安裝信號(hào)SPD，電話(huà)信號(hào)得不到有效的雷電防護(hù)。

1.4 等電位連接

通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)施應(yīng)充分利用建筑物內(nèi)金屬構(gòu)件的多重連接實(shí)現(xiàn)等電位，應(yīng)將建筑物上的大尺寸金屬件連接在一起，并于防雷裝置相連。機(jī)房地面鋪設(shè)有靜電地板，室內(nèi)的設(shè)備和金屬門(mén)窗均沒(méi)有進(jìn)行等電位連接。不符合MH/T4020-2006對(duì)等電位的連接要求。

1.5 接地系統(tǒng)

航務(wù)樓外側(cè)有接地網(wǎng)，接地網(wǎng)由直徑為10mm的圓鋼組成，并采用銅箔帶引入機(jī)房，經(jīng)測(cè)試接地電阻為3.6Ω。符合MH/T4020-2006對(duì)接地系統(tǒng)的要求。

2 自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房防雷系統(tǒng)研究

通過(guò)對(duì)自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房防雷系統(tǒng)的綜合分析，直擊雷防護(hù)和接地系統(tǒng)符合MH/T4020-2006規(guī)定，不需要進(jìn)行改造；供電系統(tǒng)電涌保護(hù)、信號(hào)傳輸系統(tǒng)電涌保護(hù)、等電位連接不符合MH/T4020-2006規(guī)定，需要進(jìn)行改造。

2.1 供電系統(tǒng)電涌保護(hù)改造設(shè)計(jì)

自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房?jī)?nèi)供電系統(tǒng)由總配電室配電柜引入機(jī)房配電箱，經(jīng)UPS（不間斷電源）后到自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)柜。根據(jù)MH/T4020-2006規(guī)范第8.1.4條規(guī)定，自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房的雷電防護(hù)等級(jí)為甲級(jí)，供配電系統(tǒng)應(yīng)安裝三級(jí)電源SPD保護(hù)。電源SPD兩端的連接導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度應(yīng)小于0.5m或采用凱文接線(xiàn)方式，布放整齊，綁扎固定，短直不盤(pán)繞。電源SPD的選擇符合MH/T4020-2006規(guī)范第8.2條規(guī)定。具體技術(shù)參數(shù)要求如表1所示。

（1）第一級(jí)電源SPD。將總配電室原有的SPD拆除，在兩個(gè)總配電柜總空氣開(kāi)關(guān)后端各安裝一套工作電壓=AC380V、沖擊電流Iimp（10/350μs）=25kA、電壓保護(hù)水平Up≤2.5kV的三箱電源SPD，安裝固定在總配電柜輸入總開(kāi)關(guān)附近的導(dǎo)軌上。在配電柜內(nèi)分別按照1套接地排，與室外接地網(wǎng)相連。（2）第二級(jí)電源SPD。將機(jī)房配電箱內(nèi)原有SPD拆除，在機(jī)房配電箱AC380V電源輸入空氣開(kāi)關(guān)后端，安裝一套工作電壓=AC380V、標(biāo)稱(chēng)放電電流In（8/20μs）=40kA、電壓保護(hù)水平Up≤1.5kV的三相電源SPD，安裝固定在機(jī)房配電箱內(nèi)導(dǎo)軌上。就近利用與室外接地網(wǎng)連通的專(zhuān)用接地排接地。（3）第三級(jí)（末級(jí)）電源SPD自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房?jī)?nèi)的所有設(shè)備都是通過(guò)UPS進(jìn)行不間斷供電，根據(jù)末級(jí)SPD安裝在盡可能靠近設(shè)備處的原則，所以第三級(jí)電源SPD安裝在自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)柜、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸機(jī)柜內(nèi)的AC220V電源輸入端。各安裝一套工作電壓=AC220V、標(biāo)稱(chēng)放電電流In（8/20μs）=20kA、電壓保護(hù)水平Up≤1.5kV的單相電源SPD（防雷插線(xiàn)板）。

2.2 信號(hào)傳輸系統(tǒng)電涌保護(hù)改造設(shè)計(jì)

根據(jù)MH/T4020-2006規(guī)范第9條規(guī)定，進(jìn)出自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房的通信線(xiàn)纜應(yīng)選用有金屬屏蔽層的電纜或敷設(shè)在首尾電氣貫通的金屬管道（如鍍鋅鋼管）內(nèi)，并埋地引入，金屬屏蔽層或外護(hù)套、金屬管道應(yīng)兩端就近接地。線(xiàn)纜的埋設(shè)深度不應(yīng)小于0.7m，長(zhǎng)度應(yīng)不小于15m，且符合8.1.2的要求。

（1）電話(huà)配線(xiàn)架信號(hào)線(xiàn)SPD。根據(jù)MH/T4020-2006規(guī)范第9.1.3條規(guī)定，在自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房?jī)?nèi)的電話(huà)總配線(xiàn)箱（60對(duì)線(xiàn)）和自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)柜電話(huà)線(xiàn)配線(xiàn)架（140對(duì)線(xiàn)）上，分別安裝一個(gè)工作電壓=DC170V、In（8/20μs）=5kA的電話(huà)線(xiàn)信號(hào)SPD，就近與機(jī)房?jī)?nèi)的專(zhuān)用接地排連接。（2）DDN專(zhuān)線(xiàn)電話(huà)信號(hào)線(xiàn)SPD。自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房沒(méi)有進(jìn)行特殊的屏蔽，DDN電話(huà)專(zhuān)線(xiàn)的長(zhǎng)度大于30m，根據(jù)MH/T4020-2006規(guī)范第9.1.5條規(guī)定，應(yīng)當(dāng)在DDN電話(huà)專(zhuān)線(xiàn)設(shè)備RJ11端口的兩端分別加裝一個(gè)工作電壓=DC48V、額定電流=300mA的電話(huà)線(xiàn)信號(hào)SPD，就近與機(jī)房的專(zhuān)用接地排連接。（3）網(wǎng)絡(luò)信號(hào)線(xiàn)SPD。根據(jù)MH/T4020-2006規(guī)范第9.1.5條規(guī)定，在自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)柜內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)設(shè)備RJ45端口的兩端分別加裝一個(gè)工作電壓=DC3.3V、額定電流=300mA的網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)信號(hào)SPD，就近與機(jī)房的專(zhuān)用接地排連接。

2.3 等電位連接改造設(shè)計(jì)

根據(jù)MH/T4020-2006規(guī)范第11條規(guī)定，自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房應(yīng)聯(lián)合使用建筑物和房間外部屏蔽、線(xiàn)纜屏蔽及設(shè)備等電位連接等措施。

（1）等電位連接網(wǎng)設(shè)計(jì)。根據(jù)MH/T4020-2006規(guī)范第11.2.3條規(guī)定，自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房應(yīng)采用M型等電位連接方法，所以應(yīng)當(dāng)在機(jī)房?jī)?nèi)部設(shè)置等電位連接網(wǎng)，設(shè)備就近與等電位連接網(wǎng)連接。在自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房（4m×8m）內(nèi)的靜電地板下分別設(shè)置1處等電位連接網(wǎng)，等電位連接網(wǎng)采用30mm×3mm銅帶制作，沿室內(nèi)四周構(gòu)成均壓環(huán)，并用高度為100-150mm絕緣子與地面絕緣，均壓環(huán)上每隔1～1.5m預(yù)留φ8mm接地螺栓孔，供設(shè)備接地使用。均壓環(huán)在機(jī)房?jī)?nèi)與建筑預(yù)留等電位連接端子通過(guò)焊接多點(diǎn)連通。在均壓環(huán)中間，采用35mm2銅編織帶組成不大于600mm×600mm的均壓網(wǎng)格，靜電地板金屬支架多都通過(guò)焊接與均壓環(huán)網(wǎng)可靠連通。（2）設(shè)備等電位連接。采用35mm2銅編織帶將機(jī)房?jī)?nèi)自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)柜、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜、電話(huà)分線(xiàn)箱、金屬配線(xiàn)架、UPS、電池柜等設(shè)備金屬外殼、金屬機(jī)架、金屬線(xiàn)槽等就近與等電位連接網(wǎng)連接，機(jī)房?jī)?nèi)的金屬門(mén)窗、靜電地板金屬支撐、電纜屏蔽層、光纖金屬屏蔽層、金屬加強(qiáng)芯等，采用10mm2的多股銅芯線(xiàn)就近與等電位連接網(wǎng)連接。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)中國(guó)民用航空飛行學(xué)院自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)房的防雷系統(tǒng)根據(jù)《民用航空通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)施防雷技術(shù)規(guī)范》（MH/T4020-2006）進(jìn)行了綜合分析，其中直擊雷防護(hù)設(shè)施和接地系統(tǒng)符合MH/T4020-2006規(guī)定；供電系統(tǒng)電涌保護(hù)、信號(hào)傳輸系統(tǒng)電涌保護(hù)、等電位連接不符合MH/T4020 -2006規(guī)定，分別對(duì)他們進(jìn)行了改造設(shè)計(jì)，使自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)設(shè)備得到了有效的雷電防護(hù)，保證了設(shè)備的正常運(yùn)行，為飛行訓(xùn)練提供了保障。

參考文獻(xiàn)

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[2] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB 50057-2010.建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2010.