引言
随着民航通信导航事业的不断发展,新设备、新技术的广泛应用大大提高了民航通信导航系统的保障能力,为飞行安全,打下了坚实的基础。与此同时,伴随着大量计数机和微电子技术的应用,使得电子设备种类不断增加、电子线路更加复杂、集成度更高、耐电电压降低,很小的电压都将造成设备故障和组件的损坏。这样一来,设备抗高电流冲击能力和对电磁环境要求就显的至关重要。
近年来我国民航通信导航设备更新换代率不断攀升。在新设备引进的同时各种附属保障设备也随之增加,提高了通信导航设备的运行稳定性,方便了技术人员的设备维护。例如笔者所维护的一通信机房,站内除安装有保障飞行的通信导航设备外,还安装有不间断电源设备、温度控制设备、气象设备、动环监控设备、信息传输设备、消防控制等众多附属设备。大量设备安装在一个平台内,有效提高安全保障的同时也暴露出一些弊端,如设备雷电防护、信号干扰、不同工作电压的电压保护等。如何解决上述问题,保障台站所有设备整体正常运行呢?笔者认为解决台站设备的有效避雷和突发情况下各设备的电源保护成为重中之重。
一、通信导航机房雷电防护
通信导航系统的自动化装备越来越先进,设备电路的精密集成度日益提高,感应雷电及雷电电磁脉冲的入侵很容易损坏相应的电子、电气设施,加之通信导航设备自有的室外天馈系统的裸露,感应雷击的危害明显增加,应采取合理的防护措施,注意细节、源头治理,全方位着手,对台站设备实施综合防雷工程。在一个工作区域内,尽量将邻近的机房、铁塔、天线、变压器、配电柜、通信电缆统筹考虑,按均压、等电位的原理把工作地、保护地和防雷地组成一个联合接地网,台站内各类接地线应从接地汇集线或接地网上分别引入,扩大地网范围,增强整体防雷能力。
1、通信导航设施雷达防护,应对当地雷电环境、土壤、气象、地形、地质条件进行认真调查和评估,确定雷电防护等级。结合建筑物外形和结构、设备类型及性能参数、天馈的类型与架设方式、传输线路特性与布局、设备抗过压及抗电磁干扰能力,采取直击雷防护、供配电系统保护、信号传输系统的保护、屏蔽与等电位连接和接地系统等综合防雷措施。根据各系统特点采取分区保护的措施,所有通信导航设备的天线应放在雷电防护的LPZ0(B)区内,即应安装防直击雷防护装置;一般机房及设备置于LPZ1区或更高防护区内,重要机房及设备置于LPZ2区或更高防护区内。
2、机房内的设备必须要做到保护地、工作地等电位连接,特别是相关设备机箱的外壳必须接地,以最大程度上减少二次感应雷的窜入。对接地网和接地排的要求较高,它一般设计成环形或排状,材料为铜材,截面积不应小于120M㎡,也可采用相同电阻值的镀锌扁钢,机房内的接地汇集线可安装在地槽内、墙面或走线架上,接地汇集线应与建筑钢筋保持绝缘。
3、通信导航射频信号的同轴电缆馈线一般都有金属外护层,应在上部、下部和经走线架进机房入口处就近接地,在入机房处的接地应与地网引出的接地线直接连通,以泻放线缆在外界感应的雷电流。对于配电柜中电源避雷器的接地线,应至少保证截面在16m㎡以上,而信号线路的避雷器的接地线也要达到截面在6m㎡以上,并且到接线排的距离要越短越好这样一旦受雷击时,可保证避雷
4、为防感应雷击的二次破坏效应,我们必须重视接地线的布设,切记不可将避雷器接地线与供电或信号线路混合捆扎,虽然平时看起来线路相互之间没有干扰和简洁美观,可一旦发生雷击,避雷器作用时强大的泻放电流将在瞬间再次感应同向的邻近线路,从而造成相联设备受损
二、电源防雷器的选用
各设备系统还应当加装电源防雷器(SPD),一台质量优良的电源避雷器,能够有效的保护电源的完好和设备稳定工作。应在不同使用范围内选用不同性能的防雷器(SPD)。在选用电源SPD时要考虑供电系统的形式、额定电压、信号强弱等因素。SPD保护必须是多级的,例如对电子设备电源部分雷电保护而言,至少应采取泄流型SPD与限压型SPD前后两级进行保护,各级SPD之间要做到有效配合。避雷器安装的连线应当保持最短。 对于无人值守场合,可选用带有遥控触点的电源SPD;对于有人值守场合,可选用带有声光报警之电源SPD,所有电源防雷器都具有正常化显示。通信SPD应满足信号传输带率、工作电平、 网络 类型的需要,同时接口应与被保护设备兼容。通信SPD由于串接在线路中,在选用时应选用插入损耗较小的SPD。
三、台站电源开关的选用安装
通信导航台站最常见的电源损坏为短路、瞬时高压、过载、欠压,为了保证各设备稳定工作就需在其前级加装空气开关,用其作为电源开关。由于空气开关分、合闸操作速度较快,具有过载、短路、欠压和失压等多种保护性能,并有离子灭弧室能快速灭弧,使用起来十分方便,因此在低压配电系统中被普遍使用。
在通信导航选择空开的实际操作中,一定要把握直流和交流空气开关的选择,切忌不要交直混用,防止事故的发生。直流和交流空气开关电路设计是不同的,主要是电弧方面,交流空气开关灭弧装置灭弧能力较直流空气开关低,直流线路中由于直流电流的大小和方向是不随着时间而变化故而分断的时候产生的电弧要大,在看似相同电压等级的直流空开在用于交流电时侯的灭弧能力是绰绰有余的,而看似相同电压等级的交流空气开关在断开直流电路时灭弧能力显然不足,一旦过载跳闸,空气开关不能有效灭弧,不但因电弧的作用不能立即有效的断电,而且空气开关也会烧坏,这样不但起不到保护作用,还会造成严重后果。
在通信台站的电源防雷中,通常进行避雷器、空开合装,在避雷器前端安装空气开关。原因为:如果启动电压选择的不好,因线路电压不稳会导致避雷器频繁启动,从而导致避雷器提前损坏。如果是短路,会导致电源相线直接对地短路,从而引起跳闸事故。所以电源避雷器一般在前端安装空开,如果发生避雷器短路损坏,会自动将避雷器从线路上脱离,带有声光报警功能的会同时发出警报,提醒用户及时更换。避雷器所带的空开容量一定要小于线路总空开的容量。
避雷器和空气开关的应用有效的增加了通信导航台站防雷、防过压、欠压的安全系数。使用前需进行检查测试,检查其完好性;使用中应建立健全相应的巡检制度,定期进行检查;在雷电天气的前后着重检查避雷器状态和完好度;对空开的接点、触点及本身过热情况应加以关注,必要时进行更换。
四、结束语
总之在通信导航机房中避雷器和空开是至关重要的附属器件,它们的正确安装与否直接关系到设备的正常运行乃至飞行安全。通信导航工作人员一定加强对避雷器和空开等相关知识的学习,重视对其的日常检查;做到重视到位、安装到位、巡查到位、维护到位。