对无线电监测设施雷电危害的探讨

对无线电监测设施雷电危害的探讨

(32145部队河南省新乡市453000)

摘要:无线电监测强功能、高价值设备的广泛使用,使得防雷工作成为安全工作的重要组成部分,但无线电监测站的防雷工作不能一劳永逸,需要不断探索创新。思想上要重视防雷工作。应学习雷电防护知识,掌握雷电的形成原理、造成雷击的原因及其危害,并将防雷工作作为无线电监测系统安全管理的重要组成部分予以重视,指定专人分管,定期检查分析,努力做到防患于未然。

关键词:无线电监测设施;雷电危害;探讨

1无线电监测技术设施

现阶段我国无线电监测技术设施包括:VHF/UHF无线电监测网、短波无线电监测网、卫星无线电监测网。本文讨论所涉及的技术设施是在30MHz~3000MHz频段内工作的固定监测站。此类站为各级无线电管理机构监测技术设施的主力装备。1、监测网分类根据《VHF/UHF无线电监测设施建设规范和技术要求》(试行)的分类,无线电监测网分A、B、C三等级,由无线电监测指挥控制中心、无线电监测站、无线电检测中心及相关附属设施组成。2、监测站点各级无线电监测站点根据业务需求及等级配置设备系统,主要包括:监测接收机及测向接收机,主控设备及操作系统、天馈系统,以及网络、供电系统、防雷接地、温控等辅助系统。固定安装在室内或室外的监测设备为固定监测站;安装在乘载工具(主要指汽车)中,设备可移动状态下开展工作的为移动监测站。在三级监测网内可按功能、机房面积、配套设施等要素建设各级监测站点。监测站一级、二级具有测量、测向和监听功能,三级只有测量、监听功能,又称为小型固定站,分室外、室内两种。

2一般雷击破坏的三种主要形式

2.1直击雷

雷电直接击在建筑物、构架、树木、动植物上,由于电效应、热效应等混合力作用,直接摧毁建筑物、构架以及引起人员伤亡等。对于无线电监测系统而言,主要是指由铁塔、天线及电源端直接引入的雷击。直击雷只有在雷云对地闪击时才会对地面造成灾害,发生几率较低,而且一次只能袭击一个小范围的目标。但是由于放电现象发生过程迅猛,被直接击中的目标会由于放电电流过大或过电压造成设备损坏,危害最为严重。直击雷主要对室外物体产生破坏作用,所以把防直击雷的系统称为外部防雷系统。

2.2感应雷(二次雷)

雷电在雷云之间或雷云对地放电时,在附近的户外传输信号线路、地埋电力线、设备间连接线上产生电磁感应并侵入设备,使串联在线路中间或终端的电子设备遭到损害的放电现象。感应雷虽然没有直击雷猛烈,但其发生的几率比直击雷高得多。感应雷不论雷云对地闪击还是雷云对雷云之间闪击,都可能发生并造成灾害。监测机房中的监控设备、通信设备、计算机网络要特别注意对感应雷的防护,据资料显示微电子设备遭雷击损坏,80%以上是由感应雷击引起。感应雷发生时一般对室内的用电设备和电子元器件起到破坏作用,因此把防止感应雷和雷电电磁脉冲波(LEMP)破坏的系统称为内部防雷系统。

2.3球形雷

一种特殊的雷电现象,简称球形雷。一般是橙色或红色(也有带黄色、绿色、蓝色或紫色的),或似红色火焰的发光球体,直径一般为10~20厘米,最大的直径可达1米,存在的时间大约为百分之几秒至几分钟,一般是3~5秒,一旦遇到物体或电气设备时会产生燃烧或爆炸,其主要是沿建筑物的孔洞或开着的门窗进入室内,有的由烟囱或通气管道滚进楼房,多数沿带电体消失。球形雷一般发生得较少,只有在一些特殊的地理环境或者特殊的位置上才会有球形雷的发生。面对雷击的多种破坏形式可以通过铁塔避雷系统、机房避雷系统、围墙避雷系统等构成多系统、多层次的整个站区防护系统,达到保护的目的。

3无线电监测站的常规防雷措施

根据上述情况分析,要达到良好的防雷保护效果,就首先必须根据雷电引起的电磁场空间分布特点,有效、合理地制定外部、内部防雷措施。一般来说主要包括外部系统防雷、电源系统防雷防过压保护、信号系统防雷防过压保护、等电位连接措施、屏蔽措施和共用接地等具体措施,下面将分开探讨。

3.1外部系统防雷

一般防止外部雷击破坏是通过避雷针、引下线和接地网络构成完整的电气通路后,将雷电流泄入大地,避免安装避雷针的物体本身受到直击雷的损毁。

(1)避雷针:对监测站而言,天馈线系统和机房建筑物容易遭受直击雷的袭击,可以通过合理设计避雷针的保护角和良好的接地系统起到保护作用。但需要说明,避雷针必须足够可靠,并且有接地电阻尽量小的引下线和接地装置与其配套,否则,它不但起不到避雷的作用,反而会增大雷击的损害程度。

(2)引下线:避雷器与接地装置之间的金属导体,其作用是把由避雷针和网络屏蔽引来的雷电流尽快地泄放到大地中去,以保护人员、设备和建筑物的安全。

(3)接地网:是把需要接地的各系统统一接到一个地网上或者把各系统原来的接地网通过地下/地上用金属连接起来,使它们之间成为电气相通的统一接地网。在接地处理过程中,一定要有一个良好的接地系统,因为所有防雷系统都需要通过接地系统把雷电流泄入大地,从而保护设备和人身安全。如果无线电监测系统接地处理做得不好,不但会引起设备故障,烧坏元器件,严重的还将危害工作人员的生命安全。

3.2电源系统防雷防过压保护

(1)机房电源的进线方式

工业和信息化部工程标准中要求电源线采用埋地引入机房的接入方式,然而现实中由于客观环境和经济投入等原因,相当数量的机房是采用市电架空直接引入或是电源线穿钢管埋地的长度小于15m,虽然这是标准中所不允许的,但又是现实中实际存在的问题。所以对于这类机房除了在防雷器选择上适当加大通流容量,将电源线盘绕成空心电感线圈并在两端做接地处理外,还要考虑改善机房电源线的进线方式。

(2)电源避雷器

按电压的不同,分为220V的单相电源避雷器和380V的三相电源避雷器。电源防雷器并接在电力线路上,可遏制瞬态过电压和泄放浪涌电流。从总进线到用电设备端通常配置分为三级,经过逐级限压和放电,逐步消除雷电能量,保证用电设备的安全。根据不同的需要可选用“可插拔模块型”“端子接线式”“移动插座式”等品种。

3.3信号系统防雷防过压保护

(1)机房内信号系统的布线和接地方式要求通信电缆以及地线的布放应尽量集中在建筑物的中部。通信电缆线以及地线槽的布放应尽量避免紧靠建筑物立柱,并与之保持较长的距离,通信电缆线槽以及地线槽的设计应尽可能远离建筑物立柱。

(2)信号系统避雷器

多数用于计算机网络、通信系统上,安装的方式是串联。信号防雷器接入信号接口后,一方面能切断雷电进入设备的通路,另一方面能迅速对大地放电,确保信号设备的正常工作。信号防雷器具有多种规格,分别可用于电话、网络、模拟通信、数字通信、有线电视及卫星天线等设备的防雷,各种设备的输入口特别是室外引入端,均应安装信号防雷器。

结束语

无线电监测系统是无线电管理部门为管好频率、用好频率,对无线电信号进行监测的基础平台。出于空间覆盖和监测网分布的考虑,无线电监测系统的天线设备等不仅安装在建筑物顶上,而且也有相当一部分安装在高山、铁塔上,相对周围的环境而言,无线电监测系统成为容易遭受雷击的目标,雷击引起的设备损坏会造成难以估量的经济损失,甚至威胁工作人员的安全。因此,防雷对于无线电监测系统而言是十分重要的。

参考文献:

[1]刘新浩,赵越,陈国成.浅谈无线电监管技术设施标准化工作现状[J].数字通信世界,2018(05):1-2+9.

[2]陈国成,孙硕,赵彬,谢军.浅析无线电监测设施的第三方测试验证[J].中国无线电,2018(03):51-54.

[3]赵东旭.无线电监测与测向定位技术研究[J].中国新通信,2016,18(16):109.

[4]蔡敏.城市网格化无线电监测网的应用研究[D].华南农业大学,2016.

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