民航机场电子设备雷电危害与防护分析

马林

摘要：雷电的发生是不可预测的，造成的危害是巨大的，应该对此加以高度重视。在现阶段发展过程中，我国民航机场的运转都是采用电子设备，而电子设备因为其特性而很容易受到雷电的入侵，在一系列的作用之下可能导致机场的电子设备发生损坏或者是出现瘫痪的现象，会给整个机场的运行带来严重的后果，继而严重影响飞机的出行安全。它不仅仅影响着民航企业安全生产与发展，也对人们的生命、财产等方面安全都构成威胁。因此，如何有效的避免雷电对民航电子设备的危害，并在此基础上研究制定有效的解决策略，是民航企业需要重点思考的一个问题。

关键词：民航机场;电力设备;雷电

引言

雷电打击民航机场的电子设备，将会导致电子设备系统瘫痪，影响飞机安全。应详细了解民航机场电子设备雷电危害，积极总结适当的防护措施，提高民航机场的运行安全。

1民航机场电子设备与雷电概述及重要性

1.1概述

关于雷电危害，其本身属于爆发性自然危害，主要表现为伴有雷鸣、闪电的放电现象，在不同地物条件下有不同雷电表现，从雷电活动一般地物条件看，对于空旷地中孤立建筑物、接收天线、输电线路、大树以及其他带有尖端放电特性的设备，均易受到雷击，特别对于电子化、信息化等设备，危害表现更加明显。以当前民航机场为例，近年来建设中逐渐引入较多设备，如飞机跑道导航设备、程控交换机、塔台内指挥设备、卫星接收设备、指挥中心设备、高频收发设备、雷达设备、自动转报设备以及微波通信设备等，这些电子设备对雷电均保持较高的敏感性。虽然当前电子设备的性能不断被改善调整，但由于运行中均需控制在一定电压范围下，所以对于雷电带来的高压很难应对，一旦电子设备处于运行状态，受雷击影响，可能直接出现设备损坏问题，电子设备（如图1）相关数据也因此消失，这样在电子设备瘫痪情况下，将影响机场整体运行，飞机出行安全同样受到严重影响。

1.2重要性

当前，我国已经进入了数字化信息时代当中，社会的正常运转，已经离不开诸多电子设备仪器的帮助。而在民航机场当中，保障其正常运行的正是其内部诸多的高精电子设备元件。在进行民航电子设备高精电子设备元件设计的过程当中，设计人员为了增强这些设备的整体性能，同时减少这些电子设备所产生的能源消耗，在这些电子设备当中大量使用了能够进行低压运转的大规模与超大规模集成电路，并在此基础上，使用了大量含有高科技新技术的电子元件。这些电子设备原件虽然在使用的过程中能够展现出良好的性能，但是其自身的耐压能力却很弱，因此非常容易受到电磁环境的干扰。尤其是因为雷击所造成的强大电磁脉冲和对供电系统造成的电压激增，都可能对民航机场当中的电子设备造成毁灭性的破坏，严重时可能会让民航机场的运行系统陷入全面的瘫痪，给民航机场带来无法挽回的经济损失。

2雷电对民航机场电子设备的危害

在民航机场中，存在着许多对雷电十分敏感的电子设备，主要包括有雷达设备、自转通报设备、指挥中心设备、卫星接收设备等，这些设备都是在一定电压范围内工作的，因此，当雷电到来时，恰巧是机场设备正常工作的时候，就会遭受到雷击。雷电灾害属于一种具有爆发力的自然灾害，信息时代下，我国对电子设备的使用逐渐增加，雷电对其产生的影响也随之加大。长此以往，它对人们的生命财产安全、公共服务等构成了巨大威脅。随着我国社会经济的不断发展，民航走上了电子化、信息化道路。机场中的电子设备逐渐增加，发挥的作用也逐渐广泛，在机场运行和管理中处于重要地位。对于这些设备，雷电如同“天敌”般存在着。受雷电威胁的电子设备主要包括：雷达设备、自动转报设备、微波通信设备、卫星接收设备、程控交换机等。这些设备都是人工制造，在特定的电压下工作，而雷电中蕴含着十几高斯的电压，对电子设备产生的危害不可估计。因此，当雷电来临时，机场中的电子设备恰好处于工作状态时，将存在高概率的雷击。当机场中承受的雷击超出其本身所能够承受的范围时，机场中的电子设备将被损坏，内部数据全部消失。若设备因此而瘫痪，则将直接阻碍整个机场的运行，从而无法保障飞机的出行安全。

3民航机场电子设备雷电入侵途径

一是雷电通过机场电子设备传输渠道而对其进行人侵。因电子设备传输渠道比较长，一般线路都埋设在地下或者架设在空中，这些都是雷电最容易入侵的地方，雷电通过切断电源的方式而快速损坏机场电子设备。

二是雷电直接击中机场的天线、雷达或者导航设备等，造成机场电子系统损坏。对于机场电子设备而言，雷击后是设备直接瘫痪，影响飞机的飞行安全。

三是通信线路在传导途中感应雷击。雷电云雨和金属物之间产生闪击也容易造成机场电子系统的瘫痪。机场配置的电子设备本来就带有一定程度的弱电，能够吸引大气中的雷电，产生强烈的反应，造成一定程度的破坏。

4民航机场雷防区的划分

民航机场雷防区主要分为四种：第一，LPZOA区。民航机场受到雷电的影响，设置LPZOA区能够将雷电电流全部吸收导入，当然这个过程中电磁场也会出现衰减。比如：民航机场中的入户信号线与电源线等，或是民航机场中的通信天线、非铠装钢制电缆等，一些设备因为埋入地下水电气金属管，所以避雷装置不能有效保护该区域。第二，LPZOB区。这个区域中，相对遭受雷击的机率较低，可是雷击现象出现时，这个区域中的电磁场也会出现变化，但是该区域大部分处于避雷装置可控范围内。第三，LPZI区。这个区域遭受雷电直击的可能性并不高，区域中包含很多电流较小的导体，加上电磁场区域受到雷击影响，出现一定的衰减，可以使用电磁场屏蔽技术，合理控制电磁场的变化。第四，减弱电流的导入，消减电磁场的强度，采取适当的防雷措施，结合相关仪器进行针对性的防雷。

5民航机场电子设备雷电的防护措施分析

5.1选取合格的避雷设备，安装合理的避雷系统

在民航电子设备防雷危害的过程中，首先要通过安装相关的避雷设施来减少雷电的入侵，而要实现这一目标，就需要选取合格的避雷设备、安装合理的避雷系统，从而在一定程度上避免雷电对民航电子设备的危害。避雷设备包括避雷针及避雷器等设备，避雷针的工作原理是当雷雨天气来临时，天空出现电云层，由于避雷针是针状，能够感受到大量电荷，并且将其聚集，在此基础上带电云层形成通路，避雷针又是接地的，避雷针就可以把云层上的电荷导入大地，确保安全性;避雷器的工作原理是一旦出现高电压，且危及被保护设备绝缘时，避雷器将高电压冲击电流导向大地，从而限制电压幅值，当过电压消失后，避雷器迅速恢复原状，使系统能够正常供电。其次，为了防止雷击电磁脉冲的影响，可以采用完善的综合防雷手段和安装电涌保护器系统，通过以上两种方式来形成一套完整的防雷体系，以此来有效避免雷电对民航电子设备的危害，减少雷击事故的产生。

5.2提升人员专业能力，建立雷电预警机制

在民航电子设备防雷危害的过程中，需要根据机场所在的位置和经验来实行防雷措施，这样做的目的在于能够做到具体问题具体分析，从而确保工作人员的人身安全。第一，要找有经验、有资质的雷电防御专家对防雷设备进行检查，保障相关部门将防雷工作落实到位;第二，提高工作人员的专业素质与专业能力，在对外的人才招聘方面要选取了解并掌握防雷技巧的人才，在对内的人才培训方面要通过培训活动的开展来提升内部人员的能力和素质，为有效避免雷电对民航电子设备的危害奠定基础。例如可进行以雷电知识为学习内容的培训，通过对雷电各个方面的研究分析，在掌握的基础上更好的做好防护措施。第三，需要建立雷电预警机制，通过严密的雷电预警保护机制，有效预防民航机场电子设备遭到雷击。

5.3调整防雷措施，升级电子设备防雷保护

民航机场的电子设备数量众多，必须要保证电子设备的安全运行，为民航机场的良好发展奠定基础。保护电子设备，要提升对防雷的重视。及时调整防雷措施，优化屏蔽防雷手段，比如：在通信传输方面，传输的电缆要选择防雷效果较好的类型，具有屏蔽性质，做好电缆的接地安装，要安装防雷装置，尤其是其中的金属屏蔽层。结合实际安装与运行情况，添加波导分流型避雷器，将电缆进行隔离保护，提升电流导入大地的速度。对于均压防雷措施的实施，结合民航机场防雷发展现状，做好屏蔽工作，将电压划分，减小电压的影响。做好雷电的拦截及防雷等措施，及时安装雷电吸收设备，将其安装到防雷装置中，及时减弱雷电，保证装置的正常运行，安全引雷入地。分流防雷措施的应用主要依靠高科技手段，使用高科技防雷装置，及时对雷电进行导入，减小雷电对民航机场电子设备的影响，提升民航机场的安全防护能力。

5.4控制雷電入侵途径，减小对电子设备的影响

必须从途径上进行雷电控制，提升民航机场的防御能力。比如：必须控制好传送线路的保护，及时安装雷电防御装置，特别是距离较长的传输渠道，必须对其构建方式进行调整，防止雷电的打击。从防御系统着手，重视防御设计，避免雷达或天线等遭到雷击，提高电子设备的运行安全。及时从雷电入侵的途径上阻止雷电影响，实现电子设备正常运行，为民航机场做出更多贡献。

结语

综上所述，随着我国社会经济的不断发展，民航走上了电子化、信息化道路，机场中的电子设备逐渐增加，发挥的作用也逐渐凸显，在机场运行和管理中处于重要地位。雷电中蕴含着十几高斯的电压，对电子设备产生的危害不可估计。对此，应采取积极措施，安装合理的避雷系统，提升相关人员的专业素质，加强电子设备的防雷保护等，在保障民航公司经济利益不受损害的同时，保障乘客的生命财产安全。

参考文献：

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[5] 邹昌宏.如何避免雷电对民航电子设备的危害[J].电子测试，2017，（12）：123-124.

[6] 胡兵.雷电对民航机场电子设备的危害[J].中国新通信，2014，14：100.

（作者单位：黑龙江省机场管理集团有限公司）