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雷達防雷,機場防雷,飛機場防雷

防感應雷  加入時間:2010/6/25 19:56:49     點擊:2345

機場航務管理係統防雷技術方案

一、防雷設計方案概述
     雷電是發生在因強對流而形成的雷雨雲中和雲地之間強烈放電現象。自然界的雷擊主要有直接雷擊和感應雷擊兩類。直接雷擊聲光並發,電閃雷鳴,老少皆知。它以強大的電流、熾熱的高溫、猛烈的衝擊波等,擊壞放電通道上的建築物、輸電線、擊死擊傷人、畜等。而感應雷擊則悄然發生,不易察覺,後果嚴重。它是由於雷雨雲的靜電感應或放電時的電磁感應作用,使建築物上的金屬部件,如管道、鋼筋、電源線、信號傳輸線路、天饋線等感應出與雷雨雲電荷相反的電荷,造成放電,其主要通道是通過電源線、信號線、天饋線以及地電位反擊等引入室內破壞電子設備。
    既然直擊雷和感應雷擊的侵害渠道不同,防護措施也就不同。防直擊雷主要采用避雷針、避雷帶(網)等傳統避雷裝置,隻要設計規範,安裝合理,這些避雷設施便能對直擊雷進行有效的防禦。但是無論多麽完善的避雷針(帶),對感應雷擊都無能為力,因為感應雷擊是由於電子、電氣設備的電源線、信號線和天饋線等招引而致,加之有的係統屏蔽差以及沒有采取等電位連接措施、綜合布線不合理、接地不規範造成地電位反擊等,因而感應雷擊及雷電電磁脈衝的入侵很容易損壞相應的電子、電氣設備。而當富蘭克林發明避雷針時及以後250多年間,電子設備並不多,感應雷擊現象也不明顯,人們自然就想不到要對它進行防禦,隻要能防護直擊雷就足夠了。然而,當今社會電子設備大量應用,特別是電子計算機技術和微波通信技術日益普及,感應雷擊的危害明顯增加,僅靠避雷針防雷已遠遠不能滿足電子、通信、微電子設備的實際需求。
    為了適應這種需要,近年來防雷也由簡易避雷針防直擊雷發展到綜合防雷工程的新階段。防雷工程是一個係統工程,它包括直擊雷的防護、等電位連接措施、屏蔽措施、規範的綜合布線、感應雷擊及雷電電磁脈衝(LEMP)的防護、完善合理的接地及地網係統六個部分組成。在一個完善的防雷係統工程中(特別是微電子設備的防雷工程)缺一不可。如果一個環節考慮不周,不但起不到防雷作用,還有可能引雷入室而損壞設備。
    感應雷擊及雷電電磁脈衝(LEMP)是由於雷雲間放電和雷雲對大地間放電產生的電磁波偶合到附近的導體中形成過電壓,這種過電壓可高達幾千伏,對微電子設備的危害最大。它的主要通道是通過電源線路、各類信號傳輸線路、天饋路線和進入係統的管、纜、橋架等導體侵入設備係統,造成電子設備失靈或永久性損壞。因此感應雷擊的防護是在以上入侵通道上將雷電過電壓、電流泄放入地,從而達到保護電子設備的目的。其主要方法是采用隔離、鉗位、均壓、濾波、屏蔽、接地等方法將雷電過電壓、電流消除在設備外圍,從而有效的保護各類設備。目前主要由氣體放電管、放電間隙、高頻二極管、壓敏電阻、瞬態二極管、晶閘管、高低通濾波器等元件根據不同頻率、功率、傳輸速率、阻抗、駐波、插損、帶寬、電壓、電流等要求組合成電源線、天饋線、信號線係列避雷器(SPD)安裝在微電子設備的外連線路中,將地線接在地網上,按聯合地網的接地原則接入係統的地線,才不至於造成地電位反擊,從而真正起到安全保護接地的目的。隻要設計、安裝合理、完備,避雷器就能對感應雷擊進行有效的防護。因此,AG亞洲網站既要防止直接雷擊—依靠合格的避雷針(帶)係統,也要防止感應雷擊—采用完善的綜合防雷手段和安裝避雷器(SPD)係統,二者有機結合,相互補充,構成一套完整的防雷體係,這就是現代防雷的新理論—綜合防雷技術。隻有這樣,才能有效地防止雷擊事故,減少雷擊災害。
     航務管理係統設備種類多、線路多、要求特殊、屬不能中斷的實施運行係統,除了有暴露在室外的衛星天線和各類專用收、發信天線等設施外,還有非常集中的各類弱電設備,這既應防禦直接雷擊的危害,又需防止感應雷擊的侵襲。因此,航務管理係統的防雷應按照:綜合治理、整體防禦、多重保護、層層設防、經濟實用、安全可靠的基本原則,進行綜合防護。隻有這樣才能有效地防止雷擊事故的發生,從而減少和避免雷擊造成的危害,以保護設備的正常運行,保障飛行的安全。
   二、方案設計依據的標準
      GB50057—94     《建築物防雷設計規範》
      GB50343—2004   《建築物電子信息係統防雷設計規範》
      GB99D562        《建築物防雷設計安裝圖集》     
      GB50174—93     《電子計算機機房設計規範》
      GB9361—88      《計算機機場地安全要求》
      YD5068—98      《移動通信基站防雷與接地設計規範》
      YD5003—94      《電信專用房屋設計規範(選)》
      IEC61312         《雷電電磁脈衝的防護》
三、設計方案的主要項目
         (一)直擊雷防護部分:
      XX航管樓頂各類設備天線的保護,按滾球法計算,被保護天線高度為7m,必須安裝三根高15m以上的避雷針,才能有效的保護樓頂的各類天線,並適當留有一定的保護餘量。其中兩端安裝AG亞洲網站MGT-EII-1針中間安裝一隻AG亞洲網站MGZY型單針,以減少日後的維護工作
      VOR航向台直擊雷防護,根據滾球法計算必須采用三根高度為15m以上的避雷針才能有效的保護所有的天線。在設計時,每個台用兩隻MGT-EII-1雷針、一隻MGZY型單針來保護。
      在VOR台80m外的九付監控天線杆頂上各安裝一隻高度為3m不鏽鋼型單針避雷針保護監控天線。
      在南遠、南近和北近3個NDB導航台,每付中長波天線的兩端杆(塔)頂各安裝一隻MGT-EII-1避雷針,其高度應高出天線水平麵5m以上。有條件的點和雷災嚴重的點可以將避雷針適當加高2m到4m,以提高防雷的安全度。三個指點標天線杆頂各安裝一隻2m高的AG亞洲網站MGZY避雷針。
      在航向台、下滑台設備間、屋頂麵各安裝一根高為5m的AG亞洲網站MGZY型單針從兩個方向用φ12園鋼引下與地網點相焊接接地,保護航向台、下滑台建築物不被直擊雷雷擊。
      在航向台、陣列天線兩側各安裝一根高度為2.5m的AG亞洲網站MGZY型單針,以保護航向台天線。
      (二)等電位連接措施
      1、進入室內的電纜、管線、走線橋架應在LPZOB區與LPZ1區交界麵做等電位連接後接地。
      2、室內機房所有的機架、設備機殼均應進行等電位連接地。
      3、機房天麵的設備機殼均應進行等電位連接後接地。
(三)屏蔽措施
      1、計算機主機房、重要的微電子設備機房,在裝修時應做電磁屏蔽處理,保證機房內任意點的電場強度在0.15—500MHZ頻段內應小於3V/m。(120dBμV/m)
      2、電源電纜、信號電纜均應穿鍍鋅鋼管進行電磁屏蔽引入室內。
      3、機房內的信號傳輸線路均應布在金屬屏蔽槽內,金屬屏蔽槽全程應電氣連通,並每間隔5m做一次屏蔽接地。
      4、防靜電地板均應進行等電位連接後經一電阻或直接接地。
(四)聯合接地係統
      1、在VOR/DME台均應做一環形地網與接地裝置並網後供各類接地專用。其接地電阻宜<1Ω。
      2、所有的NDB台、航向台、下滑台均應做一環形地網與原地網並網後供各類接地專用。其接地電阻宜小於1Ω,如土壤電阻率太大也可適當放寬,但不應大於4Ω。
(五)綜合布線係統
     綜合布線不合理是產生幹擾和雷電電磁脈衝(LEMP)侵入損壞微電子設備的重要原因,因此,在設備線路安裝時必須嚴格按中華人民共和國國家標準GB/T50311—2000《建築與建築群綜合布線係統工程設計規範》的要求實施,以避免在設計綜合防雷時再改動原不合理的布線係統造成不必要的浪費。
(六)避雷器(SPD)的設計方案
    XX機場均處在多雷區,雷暴平均日數均在34.9天的範圍內,而三十年統計雷暴極值多達50天,而民航的航管設備均屬重要電子裝備,並且均為實施運行係統,因此在設計時電源應按三級防護、信號兩級以上防護、天饋線不少於一級防護的標準來設計。
      1、所有的用電設備係統均按三級防護的原則實施。
      一級防護設置在配電房總盤上,其參數為:啟動電壓設置在900V以下,雷電通流量為100KA(10/350μs波形),響應時間T小於100ns。選用AG亞洲網站MGD-100高能量模塊式防雷器:MGD-100/4作為第一級雷電防護;
      二級防護設置在樓層分盤或各台的分盤上,其參數為:啟動電壓設置在620V,雷電通流量為40KA(8/20μs波形),響應時間T小於50ns。選用AG亞洲網站三相模塊式防雷器:MGD-80~/4作為第二級雷電防護;
      三級防護設置在各類被保護設備前,其參數為:雷電通流量為20KA(8/20μs波形),響應時間T小於25ns。選用AG亞洲網站三相模塊式防雷器:MGD-20/4作為第三級雷電防護;
      2、VOR/DME台、NDB台、航向台、下滑台的信號傳輸線路、控製線路兩端均應安裝信號線、控製線避雷器,其參數為:啟動電壓UC為最大工作電壓UP的1.5倍,雷電通流量≥5KA(8/20μs波形),響應時間T小於5ns。
      3、在航管樓的計算機網絡傳輸線上應安裝數據線避雷器。在總配線架上安裝專線避雷器,其參數為:啟動電壓UC為最大工作電壓UP的 1.5倍以上,雷電通流量≥5KA(8/20μs波形),響應時間T小於10ns。在MODEM前安裝模擬線路避雷器,其參數為:啟動電壓(鉗位電壓)UC為最大工作電壓UP的1.5倍,雷電通流量≥5KA(8/20μs波形),響應時間T小於10ns;在MODEM後安裝數據線避雷器參數為:啟動電壓(鉗位電壓)UC為最大工作電壓UP的1.5倍,雷電通流量≥3KA(8/20μs波形),響應時間T小於5ns。接口為RS—232或Rj45的數據線避雷器,以保護路由器、HUB或服務器。
      4、在NDB台中長波天線、指點標台天饋線及氣象衛星接收設備、衛視接收設備的天饋線上均應安裝天饋線避雷器。其參數為:導航台中長波天線的避雷器功率應是最大發射功率的1.5—2倍,其頻率、帶寬、插損、駐波、阻抗均應符合設備要求。
     指點標台天饋線及氣象衛星、衛視接收的天饋線上均應安裝天饋線避雷器。避雷器功率應是最大發射功率的1.5倍—2倍,其頻率、帶寬、插損、駐波、阻抗均應符合設備要求。
      5、VOR/DME台、航向台、下滑台根據甲方的提議天線較低、功率較小,加避雷器會有插損,增加駐波,使相位發生變化,導致重新校飛,因此不考慮天饋線安裝天避雷器。
      以上為綜合防雷係統框架方案。每一個項目的詳細內容請參看各台、站、點的方案設計。
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