新型雷达装备安全防护分析及对策建议

曹江田 任大庆 刘飞虎 孙犇宇 杨冬

摘 要：本文结合新型雷达装备结构设计、制造工艺和维护使用特点，紧密联系形势任务转变和操作使用特点，分析目前新型雷达装备安全防护工作面临的新挑战，研究剖析雷达装备安全防护事故的发生机理，进一步提出了雷达装备安全防护工作组织实施的措施，就基层单位如何有效开展装备安全防护工作给出指导性建议。

关键词：雷达；安全防护；建议

雷达装备安全防护工作是雷达装备管理工作的一项重要内容，保持雷达装备的良好状态，是圆满完成战备任务的前提条件。本文重点围绕新型雷达结构设计、制作工艺和维护使用特点，研究探讨开展新型雷达装备安全防护工作的好方法。

一、新型雷达装备结构设计、制作工艺和使用维护特点

（一）结构设计特点

为满足大空域、多任务、复杂电磁气象条件下雷达探测能力，新型雷达广泛采用新技术、新体制。其结构设计逐步由反射网式喇叭天线、电子管类发射机、分离元器件和功能模块印制电路板组成的功能单一、结构简单的老旧雷达，向以阵列式天线面板、全固态式发射机和基于PC平台的信号数据处理及雷达监视控制一体化设计的新型雷达转变。新型雷达大多实现功能算法数字化软件化处理，监视控制网络化管理、功能扩展和结构升级方便快捷，结构组成更加复杂精密，操作功能更加强大完善，其可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性等“六性”指标更高。

（二）制作工艺特点

为提升雷达各分系统指标精度，最大限度减轻整机功耗体积，提高性能，节约成本，新型雷达制作工艺大多采用新材料、新工艺。阵面天线板采用铝质合金板材数控成型，具有质量轻、强度高的特点；发射分系统采用太空铝板压制成型，集成风冷水冷散热，电磁兼容型和散热性较好；功能电路板选用微带线工艺，介电常数低、损耗小，系统一致性高。另外，电子设备舱部分，采用通用化、标准化和模块化设计理念，优先考虑电磁和热环境防护设计；插件分机连接选用印制背板设计，线缆连接科学明了；外观涂装规范一致；“三防”工艺贯穿设计制造全过程；雷达系统整机电气性能优越，电磁兼容性良好，环境适应性高。

（三）操作保障特点

新型雷达集电气、网络、计算机和机械、液压传动等技术于一身，功能强大系统复杂，操作维护门槛高。一是雷达操纵人员需掌握雷达基本理论知识和型号雷达工作原理，以便根据雷达状态、任务灵活操作装备，确保装备功能效能全效能发挥。二是雷达技术人员需具备较宽的知识面和技术技能，以便应对硬件、软件、电气、网络、机械和液压等工种的维护调整任务。三是雷达维修维护模式发生相应变化。老旧雷达参数由硬件调整逐步向软件编译转变，定期维护维修逐步向基于状态参数的视情维护和预防维修转变。

二、新型雷达装备安全防护工作面临的严峻挑战

（一）安全防护工作重视不够，落实不实

目前，部分单位只注重雷达装备的操作使用，对安全防护工作未能引起足够的重视，对安全风险等级评估视而不见，认为只要正确操作雷达装备就行。据调查，大多数的人员对装备的安全防护没有清醒的认识，导致安全防护工作开展不力，多数安全防护事故是由于操作人员思想麻痹、技术人员安全防护工作落实不到位造成的。

另外，部分单位安全防护工作还存在以下问题：一是安全形势分析不切合单位实际，不针对装备特点，安全防护举措不细不实。二是安全防护工作浮于表面，存在应付了事的现象；检查记录都是良好、正常、未发现问题；没有解决问题的登記。三是基层单位安全防护工作技能薄弱；安全防护工作制度不严格；安全防护工作不经常、不细致。

（二）安全防护工作理念陈旧、技术落后

雷达装备新技术、新材料、新工艺的应用促使了安全防护工作的更新发展。新型雷达逐步将安全防护和环境控制等技术纳入雷达系统一体化设计，雷达各系统及工作房（室）嵌入大量监控点，并配合各级机关配发的安全防护设施工具，依据雷达使用维护说明书和安全防护指导手册，扎实组织安全防护即可实现工作末端落实。

调查发现，绝大多数基层技术人员安全防护理论落后陈旧，还停留在以前雷达装备“八防”内容上，安全防护工作内容不延伸不发展。比如，雷达防雷就是关机，防火就是检查灭火器和消防器材，根本没有掌握雷电、火灾危害和防雷防火原理知识；对于网络计算机、液压传动、车辆平台和电磁辐射等方面更是关注甚少。另外，雷达现有安全防护工作指导书籍和资料单一，内容陈旧，针对性、指导性不强。

（三）安全防护设施年久失修、状态不佳

新雷达架设之初，往往安全防护压力不大。随着装备使用年限增加，雷达系统安全防护设施、设备逐渐破损失效；营房整修穿墙打洞；新添电子设备逐步引接；后期设计考虑不周和疏于管理，将会导致雷达安全防护风险加剧。

统计发现，后期加装设备和疏于管理而导致雷达安全防护性能降低最为常见。例如，后期加装的线路管道未做防雷处理；防雷器成功避雷损耗后未及时检查补充；防雷接地线后期施工被剪断导致雷达系统防雷形同虚设，遭受雷击；加装设备和营房整修导致穿墙打孔，损坏雷达电磁防护，导致鼠虫进入和温湿度失控，引发事故；机械转动部件磨损未及时处理导致磨损加剧，直至大盘损坏甚至天线倒塌；金属部件外涂层脱落导致生锈，未正确处置导致生锈加剧甚至锈断等情况时有发生，给雷达装备安全运行带来极大风险。

三、常见安全防护事故发生机理分析

雷达装备常见安全防护事故比较常见，且危害较大的有以下几类：雷击、触电、火灾、机械转动磨损和金属锈蚀等。这些情况都易造成装备性能下降和可靠性降低，甚至导致装备故障报废、伤人亡人等事故发生。

（一）雷击

雷达站普遍位于海拔较高、周围空旷无遮蔽地带，易遭受雷电袭击。电子设备遭雷击的途径有三类，即雷电直接击中电子设备物理网络线路、电子设备受雷击感应过电压和雷击导致地电位抬高入侵电子设备。直击雷为雷达直接击中供电和通信线路的雷电，雷电将由导线和信号线传递至雷达设备，可损坏雷达装备系统供电、无线通信设备和有限通信设备，甚至引起雷达系统瘫痪。雷达电气设备工作时，附近形成大量回路和电磁场，感应雷的产生是由雷击形成的瞬间高压激荡产生强电场、磁场，通过复杂感应和耦合现象损坏电子网络设备。建筑物或避雷针（塔）遭雷击时，地电位抬高入侵的产生，是由于雷电电流此时由引下线和接地体引入地面，临时形成暂态高压，大电流浪涌进入雷达设备，造成瞬间强电流冲击设备而发生的事故。

由以上分析可见，要防直击雷影响，采取的方法就是，通过接闪器和引下线将直击雷电快速有效导入离设备较远的大地。要防感应雷的影响，可以采取对雷达主要敏感设备进行电磁屏蔽防护。针对地电位抬高可以采取由压敏电阻和放电管设计的防浪涌电路消除其影响。

（二）触电

人体本身就是一个导体，当人在无防护措施下触碰到带电物体，并且同时接触到其他导体时，由于形成电势差，电流在人体内发生流动，则会发生人体触电。

雷达作为典型的电气设备，系统包含高压和大电流，存在發生电击事件风险。据统计，触电事件大多发生在技术人员维护检修和设备架设撤收期间，电击事件通常发生在设备配电房（柜）、发射分系统和天线分系统等有高压的分机部件。触电事故发生的常见原因为电缆芯裸露、电缆间短路、机壳漏电和电容电感放电等。触电是电流通过人体内部，将产生热效应和化学生物效应，会损伤人神经、心肺系统，致人伤亡。电击可击穿电容、烧爆电阻、烧毁线圈、芯片和电路板，严重时甚至导致雷达故障、瘫痪、报废。

针对人体触电，要消除其影响就要防止电流经过人体形成通电回路。尤其在高电压、大电流操作时，要做好人员防护，戴好绝缘手套，穿上绝缘鞋，设置安全员，遇有危险时及时切断总电源。

（三）火灾

火灾也是常见装备安全事故之一。由于雷达装备包含大量易燃材料（油脂、聚乙烯类材料），且为高压大电流大功率用电设备；发电机组燃油泄漏、发动机故障、雷达组件模块高温、供电故障漏电和人为失火等因素易导致电气火灾发生，给装备和人身安全带来较大威胁。

雷达装备火灾主要是由易燃物起火和电路起火造成。针对易燃物起火，平时要关注其机械摩擦过热、高温暴晒、火源靠近等因素的影响。电气设备起火，主要原因是：线路短路；设备过负荷运行引起导线过热；导线接头松动接触电阻过大，产生电火花和电弧等。针对电气设备起火，应及时做好设备的检查维护。

（四）机械转动磨损

随着雷达设备长时间工作，机械转动磨损将会增加。雷达设备机械转动磨损主要体现在以下几个方面：一是天线大盘和基座长时间工作；地基下沉；润滑剂补充不足；沙尘异物侵入等原因，使机械转动部位出现阻塞和移位现象造成。二是发电机组由于长时间工作，活塞、汽缸、叶轮和基座等部件已松动，松动导致磨损变形加剧，从而影响装备正常使用。三是液压传动部分由于油路堵塞、油管爆裂等原因造成液压升举、传动系统无法正常工作。

针对第一种情况，要做好雷达天线的调平工作，防止齿轮组由于倾斜导致部分方位磨损加重；要及时补充加注润滑油脂。针对第二种情况及时检查发电机组工作情况，紧固松动部件。针对第三种情况利用装备维护时机，对天线进行调平和翻转，检查液压系统应用过程中出现的问题，并及时解决。

（五）锈蚀

金属与周围介质接触中，常发生化学或电化学反应，引起金属破坏，发生锈蚀。一般而言，电化学反应是造成金属腐蚀的最主要原因。雷达装备锈蚀一般发生在设备车外壳、天线车、天线反射网和部分板件模块等部位。金属发生锈蚀的内因与材料特性和其表面电化学反应不均匀有关，外因与腐蚀介质、相对湿度、温度、腐蚀气体和尘埃杂质有关。

金属在相对湿度高于65%时易生锈。温度较高，金属易发生生锈；温度太低，水蒸气易在金属表面凝结成水，也会导致金属表面生锈。空气环境中电解质较多时，金属表面易形成酸性、碱性水膜，容易发生锈蚀。另外，一旦金属表面形成锈斑，如不及时处理，锈蚀部位因大量吸附潮气更易加剧锈蚀情况。

针对装备锈蚀部位，要及时进行清洁除锈，并喷涂油漆或油脂，隔绝氧气和电解质水膜与裸露金属接触，防止金属件进一步发生氧化和电化学反应。

四、提升新型雷达装备安全防护工作的几点建议

安全防护工作应遵循“思想重视统一管理，健全制度严格落实，严密组织注重质量，以防为主防微杜渐”的原则，加强安全防护工作技能培训，狠抓安全防护工作落实，切实提高安全防护工作实效。

（一）提高思想认识，注重全系统、全寿命安全防护

各级单位，从操作人员、技术人员到管理人员要充分认识到装备安全防护工作的重要性，作为一项经常性工作来抓，明确责任分工，加强督促指导。要把雷达相关的各类装备、各个分系统作为一个整体来抓，避免以偏概全，留有死角，从而影响整体安全防护效果。要把安全防护工作纳入装备全寿命管理范畴，贯穿装备安装架设、运行工作、维护保养到退役报废各个阶段，注意定时维护更新安全防护设施设备，完善细化安全防护预案，并用心执行。

（二）加强教育培训，强化装备安全防护工作能力

要组织基层单位学装备用装备，加强安全防护工作技能培训，更新丰富安全防护知识体系和工作理念。要组织人员学习新型雷达设计理念和制作加工工艺，分析常见安全防护事故案例，研究驻地季节、气候和环境特点规律，掌握安全防护事故发生机理、影响危害以及处置办法，避免盲目错误行为，提升装备安全防护工作的科学性和针对性。实现基层安全防护“门外汉”向“行家里手”转变，切实提升落实装备安全防护的工作能力。

（三）密切跟踪检查，确保安全防护工作落到实处

开展安全防护工作一定要严密组织，注重质量确保实效。目前安全防护相关制度法规比较健全，各级管理部门应该密切跟踪检查，指导基层实践，精心开展安全防护演习演练，扎实组织装备安全防护风险评估，确保安全防护工作落地有声。

（四）把握防护时机，确保安全防护工作有效进行

各级单位要按照安全防护的要求，做好事前准备工作。北方秋冬季节风沙较大、天气干燥，要及时收听收看天气预报，了解沙尘暴情况；提前检查天线的防风及固定装置，必要时降低天线转速或及时放倒天线；恶劣天气过后，应立即组织技术人员彻底抢修有明显受损部位，以尽快恢复雷达装备性能；要提前检查补充消防设施设备，及时清除设备周围杂草；要严控火源，充分利用气味、温度、声音、外观等方法及时发现火灾隐患，并进行排除。

夏季气候炎热、雷雨较多时，要注意防潮、防雷、防高温。雨季或潮湿天气，金属部件容易生锈，尤其是沿海盐雾条件下影响更大；潮湿使润滑油变质，绝缘材料的绝缘性能降低，尤其是有灰尘存在时，情况会更糟。所以要提前在工作環境中加装除湿机和干燥机；检查外露设备的密封和绝缘情况；检查工作室有无漏水渗水，排水通道是否畅通。夏季雷雨多发，要提前检查设备避雷器是否故障；避雷针接地电阻是否达标；地网是否完好；必要时关机拆线进行防雷；雷电过后，及时检查避雷装置及天线电缆、馈线情况，并修复。夏季气温较高，日照强烈，设备散热困难，要提前检查风冷、空调、水冷等散热设备，保障雷达散热正常；对冷却液进行重新配比以保证散热效率；必要时可清洗水箱散热片、加装空调和电扇。高温时，润滑油黏度降低，要更换高温情况下的润滑脂；橡胶制品容易变质，绝缘材料容易老化，要采取遮阳覆盖措施进行保护。

冬季气温较低，雷达的外露部位易结冰霜、存积雪，要注意防冰冻。由于雷达天线积雪结冰会使转动负载加大，需及时清除设备上的积雪积冰。低温时，润滑油黏度增大影响机器运行，需提前更换低温润滑脂；为防止水冷系统结冰需更换冷却液。极寒条件下，橡胶制品变硬变脆，要用保温棉进行包裹；电气元件参数变化较大，要打开空调对工作环境进行加热，必要时加装热风机或电炉。

维修雷达时，尽可能不带电操作，必须带电测试维修时，要保证至少两个人同行，其中一个人注意用电安全，必要时及时切断电源。

雷达安全防护工作是一项需要长期随时关注的工作。要做好安全防护工作，就要随时掌握雷达的工作状态、季节性防护特点以及雷达防护的机理。并结合本单位实际，有针对性地做好安全防护落实工作。只有这样才能使雷达安全正常运行，不发生意外情况，为各种任务的圆满完成提供有力保障。

参考文献：

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作者简介：曹江田（1974— ），男，汉族，陕西咸阳人，硕士研究生，副高级工程师，研究方向：雷达工程。