民航機(jī)場(chǎng)電子設(shè)備雷電危害與防護(hù)分析

馬林

摘要：雷電的發(fā)生是不可預(yù)測(cè)的，造成的危害是巨大的，應(yīng)該對(duì)此加以高度重視。在現(xiàn)階段發(fā)展過(guò)程中，我國(guó)民航機(jī)場(chǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)都是采用電子設(shè)備，而電子設(shè)備因?yàn)槠涮匦远苋菀资艿嚼纂姷娜肭郑谝幌盗械淖饔弥驴赡軐?dǎo)致機(jī)場(chǎng)的電子設(shè)備發(fā)生損壞或者是出現(xiàn)癱瘓的現(xiàn)象，會(huì)給整個(gè)機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的后果，繼而嚴(yán)重影響飛機(jī)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(duì)人們的生命、財(cái)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(duì)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(diǎn)思考的一個(gè)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：民航機(jī)場(chǎng);電力設(shè)備;雷電

引言

雷電打擊民航機(jī)場(chǎng)的電子設(shè)備，將會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備系統(tǒng)癱瘓，影響飛機(jī)安全。應(yīng)詳細(xì)了解民航機(jī)場(chǎng)電子設(shè)備雷電危害，積極總結(jié)適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，提高民航機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行安全。

1民航機(jī)場(chǎng)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(dòng)一般地物條件看，對(duì)于空曠地中孤立建筑物、接收天線(xiàn)、輸電線(xiàn)路、大樹(shù)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(duì)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(jī)場(chǎng)為例，近年來(lái)建設(shè)中逐漸引入較多設(shè)備，如飛機(jī)跑道導(dǎo)航設(shè)備、程控交換機(jī)、塔臺(tái)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(dá)設(shè)備、自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)設(shè)備以及微波通信設(shè)備等，這些電子設(shè)備對(duì)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(yùn)行中均需控制在一定電壓范圍下，所以對(duì)于雷電帶來(lái)的高壓很難應(yīng)對(duì)，一旦電子設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)，受雷擊影響，可能直接出現(xiàn)設(shè)備損壞問(wèn)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(jī)場(chǎng)整體運(yùn)行，飛機(jī)出行安全同樣受到嚴(yán)重影響。

1.2重要性

當(dāng)前，我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字化信息時(shí)代當(dāng)中，社會(huì)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，已經(jīng)離不開(kāi)諸多電子設(shè)備儀器的幫助。而在民航機(jī)場(chǎng)當(dāng)中，保障其正常運(yùn)行的正是其內(nèi)部諸多的高精電子設(shè)備元件。在進(jìn)行民航電子設(shè)備高精電子設(shè)備元件設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員為了增強(qiáng)這些設(shè)備的整體性能，同時(shí)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(jìn)行低壓運(yùn)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(guò)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?yàn)槔讚羲斐傻膹?qiáng)大電磁脈沖和對(duì)供電系統(tǒng)造成的電壓激增，都可能對(duì)民航機(jī)場(chǎng)當(dāng)中的電子設(shè)備造成毀滅性的破壞，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)讓民航機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行系統(tǒng)陷入全面的癱瘓，給民航機(jī)場(chǎng)帶來(lái)無(wú)法挽回的經(jīng)濟(jì)損失。

2雷電對(duì)民航機(jī)場(chǎng)電子設(shè)備的危害

在民航機(jī)場(chǎng)中，存在著許多對(duì)雷電十分敏感的電子設(shè)備，主要包括有雷達(dá)設(shè)備、自轉(zhuǎn)通報(bào)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(lái)時(shí)，恰巧是機(jī)場(chǎng)設(shè)備正常工作的時(shí)候，就會(huì)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(shí)代下，我國(guó)對(duì)電子設(shè)備的使用逐漸增加，雷電對(duì)其產(chǎn)生的影響也隨之加大。長(zhǎng)此以往，它對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全、公共服務(wù)等構(gòu)成了巨大威脅。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，民航走上了電子化、信息化道路。機(jī)場(chǎng)中的電子設(shè)備逐漸增加，發(fā)揮的作用也逐漸廣泛，在機(jī)場(chǎng)運(yùn)行和管理中處于重要地位。對(duì)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(dá)設(shè)備、自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)設(shè)備、微波通信設(shè)備、衛(wèi)星接收設(shè)備、程控交換機(jī)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(yùn)含著十幾高斯的電壓，對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)生的危害不可估計(jì)。因此，當(dāng)雷電來(lái)臨時(shí)，機(jī)場(chǎng)中的電子設(shè)備恰好處于工作狀態(tài)時(shí)，將存在高概率的雷擊。當(dāng)機(jī)場(chǎng)中承受的雷擊超出其本身所能夠承受的范圍時(shí)，機(jī)場(chǎng)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(gè)機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行，從而無(wú)法保障飛機(jī)的出行安全。

3民航機(jī)場(chǎng)電子設(shè)備雷電入侵途徑

一是雷電通過(guò)機(jī)場(chǎng)電子設(shè)備傳輸渠道而對(duì)其進(jìn)行人侵。因電子設(shè)備傳輸渠道比較長(zhǎng)，一般線(xiàn)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(guò)切斷電源的方式而快速損壞機(jī)場(chǎng)電子設(shè)備。

二是雷電直接擊中機(jī)場(chǎng)的天線(xiàn)、雷達(dá)或者導(dǎo)航設(shè)備等，造成機(jī)場(chǎng)電子系統(tǒng)損壞。對(duì)于機(jī)場(chǎng)電子設(shè)備而言，雷擊后是設(shè)備直接癱瘓，影響飛機(jī)的飛行安全。

三是通信線(xiàn)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(jī)場(chǎng)電子系統(tǒng)的癱瘓。機(jī)場(chǎng)配置的電子設(shè)備本來(lái)就帶有一定程度的弱電，能夠吸引大氣中的雷電，產(chǎn)生強(qiáng)烈的反應(yīng)，造成一定程度的破壞。

4民航機(jī)場(chǎng)雷防區(qū)的劃分

民航機(jī)場(chǎng)雷防區(qū)主要分為四種：第一，LPZOA區(qū)。民航機(jī)場(chǎng)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(gè)過(guò)程中電磁場(chǎng)也會(huì)出現(xiàn)衰減。比如：民航機(jī)場(chǎng)中的入戶(hù)信號(hào)線(xiàn)與電源線(xiàn)等，或是民航機(jī)場(chǎng)中的通信天線(xiàn)、非鎧裝鋼制電纜等，一些設(shè)備因?yàn)槁袢氲叵滤姎饨饘俟埽员芾籽b置不能有效保護(hù)該區(qū)域。第二，LPZOB區(qū)。這個(gè)區(qū)域中，相對(duì)遭受雷擊的機(jī)率較低，可是雷擊現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，這個(gè)區(qū)域中的電磁場(chǎng)也會(huì)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(gè)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(chǎng)區(qū)域受到雷擊影響，出現(xiàn)一定的衰減，可以使用電磁場(chǎng)屏蔽技術(shù)，合理控制電磁場(chǎng)的變化。第四，減弱電流的導(dǎo)入，消減電磁場(chǎng)的強(qiáng)度，采取適當(dāng)?shù)姆览状胧?，結(jié)合相關(guān)儀器進(jìn)行針對(duì)性的防雷。

5民航機(jī)場(chǎng)電子設(shè)備雷電的防護(hù)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(guò)程中，首先要通過(guò)安裝相關(guān)的避雷設(shè)施來(lái)減少雷電的入侵，而要實(shí)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(duì)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(lái)臨時(shí)，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(hù)設(shè)備絕緣時(shí)，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(guò)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(hù)器系統(tǒng)，通過(guò)以上兩種方式來(lái)形成一套完整的防雷體系，以此來(lái)有效避免雷電對(duì)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(zhuān)業(yè)能力，建立雷電預(yù)警機(jī)制

在民航電子設(shè)備防雷危害的過(guò)程中，需要根據(jù)機(jī)場(chǎng)所在的位置和經(jīng)驗(yàn)來(lái)實(shí)行防雷措施，這樣做的目的在于能夠做到具體問(wèn)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(yàn)、有資質(zhì)的雷電防御專(zhuān)家對(duì)防雷設(shè)備進(jìn)行檢查，保障相關(guān)部門(mén)將防雷工作落實(shí)到位;第二，提高工作人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)與專(zhuān)業(yè)能力，在對(duì)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(duì)內(nèi)的人才培訓(xùn)方面要通過(guò)培訓(xùn)活動(dòng)的開(kāi)展來(lái)提升內(nèi)部人員的能力和素質(zhì)，為有效避免雷電對(duì)民航電子設(shè)備的危害奠定基礎(chǔ)。例如可進(jìn)行以雷電知識(shí)為學(xué)習(xí)內(nèi)容的培訓(xùn)，通過(guò)對(duì)雷電各個(gè)方面的研究分析，在掌握的基礎(chǔ)上更好的做好防護(hù)措施。第三，需要建立雷電預(yù)警機(jī)制，通過(guò)嚴(yán)密的雷電預(yù)警保護(hù)機(jī)制，有效預(yù)防民航機(jī)場(chǎng)電子設(shè)備遭到雷擊。

5.3調(diào)整防雷措施，升級(jí)電子設(shè)備防雷保護(hù)

民航機(jī)場(chǎng)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(yùn)行，為民航機(jī)場(chǎng)的良好發(fā)展奠定基礎(chǔ)。保護(hù)電子設(shè)備，要提升對(duì)防雷的重視。及時(shí)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(lèi)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(shí)際安裝與運(yùn)行情況，添加波導(dǎo)分流型避雷器，將電纜進(jìn)行隔離保護(hù)，提升電流導(dǎo)入大地的速度。對(duì)于均壓防雷措施的實(shí)施，結(jié)合民航機(jī)場(chǎng)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(shí)安裝雷電吸收設(shè)備，將其安裝到防雷裝置中，及時(shí)減弱雷電，保證裝置的正常運(yùn)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(shí)對(duì)雷電進(jìn)行導(dǎo)入，減小雷電對(duì)民航機(jī)場(chǎng)電子設(shè)備的影響，提升民航機(jī)場(chǎng)的安全防護(hù)能力。

5.4控制雷電入侵途徑，減小對(duì)電子設(shè)備的影響

必須從途徑上進(jìn)行雷電控制，提升民航機(jī)場(chǎng)的防御能力。比如：必須控制好傳送線(xiàn)路的保護(hù)，及時(shí)安裝雷電防御裝置，特別是距離較長(zhǎng)的傳輸渠道，必須對(duì)其構(gòu)建方式進(jìn)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(jì)，避免雷達(dá)或天線(xiàn)等遭到雷擊，提高電子設(shè)備的運(yùn)行安全。及時(shí)從雷電入侵的途徑上阻止雷電影響，實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備正常運(yùn)行，為民航機(jī)場(chǎng)做出更多貢獻(xiàn)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，民航走上了電子化、信息化道路，機(jī)場(chǎng)中的電子設(shè)備逐漸增加，發(fā)揮的作用也逐漸凸顯，在機(jī)場(chǎng)運(yùn)行和管理中處于重要地位。雷電中蘊(yùn)含著十幾高斯的電壓，對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)生的危害不可估計(jì)。對(duì)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(zhuān)業(yè)素質(zhì)，加強(qiáng)電子設(shè)備的防雷保護(hù)等，在保障民航公司經(jīng)濟(jì)利益不受損害的同時(shí)，保障乘客的生命財(cái)產(chǎn)安全。

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（作者單位：黑龍江省機(jī)場(chǎng)管理集團(tuán)有限公司）