世联防雷机场防雷方案(天河).pdf

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1、 天河机场防雷接地方案 天河机场防雷接地 设 计 方 案 机场信息机房防雷接地方案 1 目 录 一、分析概述.2 二、参考标准.7 2.1 国内标准.7 2.2 国际标准.7 三、设计方案.9 3.1 武汉天河机场防雷现状.9 3.2 机场航务管理系统的综合防雷.9 3.2.1 机场对无线电及电磁脉冲干扰的要求.9 3.2.2 机场航管楼雷电灾害的防护.11 3.2.3 导航台（NDB）雷电灾害的防护.16 3.2.4 导航台（NDB）信号传输线、天馈线路的防护.18 3.2.5 全向信标台（VOR/DME）雷电灾害的防护.19 3.2.6 航向台雷电灾害的防护.21 3.2.7 下滑台雷电灾

2、害的防护.23 3.2.8 一、二次雷达系统雷电灾害的防护.26 机场信息机房防雷接地方案 2 一、分析概述 民用航空事业从二战以后得到了快速发展，特别是飞机性能的提高和导航装备的现代化，国际民用航空实行全天候飞行以来，飞机和机场设施被雷击的事件时有发生。虽然飞机遭到直击雷的机会并不多，而且飞机遭到雷击后产生的后果一般也不那样严重。但是闪电和雷击电磁脉冲对于飞机的无线电通信和航空仪表却有严重的影响，而这种影响有时可能会导致严重的后果。雷击电磁脉冲的干扰可能使航空的无线电通信暂时中断。雷击电磁脉冲能使飞行罗盘产生很大误差，造成罗盘指示器的指针左右摆动或缓慢旋转。强烈的雷击电磁脉冲的干扰使指针突然

3、向雷暴方向偏转，甚至长时间停留在该方向上，造成飞机偏离航线。飞机在雷击电场中飞行时，由于感应的电荷很大，在翼尖等部位还可能出现火花现象，该现象也会影响无线电通信联络。严重时可能击坏飞机结构，引起油箱爆炸，造成机毁人亡的重大事故。飞机雷击电磁脉冲的防护、航空器的设计专家在设计时，已对飞机的易遭受雷电磁脉冲侵入的电子、电器及线路也进行了等电位和屏蔽处理。更重要的是航空飞行条例规定在航线上出现雷雨云时，气象保障系统会指示飞机避开雷雨云，所以在全世界的飞行史上，飞机因雷击造成机毁人亡的事件的概率是极低的。因此，飞行器的雷电防护还是留给飞行器的设计专家去解决。本文主要介绍机场航务管理系统雷电灾害的综合防

4、护技术。由于机场使用了大量现代化的通信、导航等电子设备，特别是机场航务管理系统设备种类多、线路多、要求特殊，属于不能中断的实时运行系统。除了有暴露在室外的卫星天线、单边带（SSB）、VHF、UHF 等各类专用收、发信天线等设施外，还有非常集中的各类弱电设备，这些设备对雷电的电磁脉冲的影响非常敏感。这些设备采用了微电子技术，设备既非常昂贵，又非常娇嫩，它们承受不了雷击电磁脉冲的轻微冲击。另外由于机场都建造在远离城市的郊区，周围为满足飞机场净空的要求和避免于、无线电的干扰，一般地势开阔，视野较好，尤其是机场的航管楼、指挥塔台、航向台、下滑台、导航台、全向信标台、雷达站等都是雷击的目标，也是雷电防护

5、的重要部位。我国为了节省优良的耕地，机场建设通常选择在土质较差的地方，如海滩、荒地或削平山头的地方回填的土壤电阻率较大，因而机场的土壤电阻率一般都较附近其它地方的土壤电阻率高。土壤电阻率变化也较大，这些都为落雷提供了有利的条件，因此机场落雷密度较高，设备也极易受到雷击。从航系统反馈的情况来看，我国机场遭受直击雷和雷击电磁脉冲损坏设备的情况也比较普遍，现举两个重要的事例说明雷灾的严重性：机场信息机房防雷接地方案 3 1995 年 6 月 29 日广州白云机场通信中心遭受雷击，毁坏雷达系统和超短波通信设备，机场停飞 10 多个小时，滞留旅客上万人。其主要原因是由于直击雷和雷击电磁脉冲造成设备毁坏。

6、1995 年 7 月 18 日海口机场跑道被雷击中损坏机场紧急关闭 16 多个小时，取消航班 28 架次，其主要原因是由于直击雷造成损坏。1996 年 8 月 11 日重庆机场遭受雷击，造成四个导航台站设备损坏，8 月 28 日机场再次遭受雷击，打坏跑道和雷达损失严重，其主要原因是由于直击雷和雷击电磁脉冲造成设施、设备损坏。近两年来，贵州省黔西导航台和重庆綦江导航台，每年都发生多次雷击事故造成较严重的损失。因此在设计机场航务管理系统的综合防雷工程时，既应防御直击雷危害，又需防止雷击电磁脉冲的侵袭。因此，航务管理系统的防雷应按照：全面规划、综合治理、优化设计、整体防御、多重保护、层层设防、技术先

7、进、经济实用、安全可靠和投入运行后的定期检测、定期维护的基本原则，进行综合防护。只有这样才能有效防止雷击事故发生，从而减少和避免雷击造成的危害，达到防雷减灾，将雷击灾害降低到最低限度的目的，以保护设备的正常运行，保障飞行的安全。目前各种机场建筑物大多数仍采用避雷针（带）保护建筑物的安全，经多年使用避雷针（带）防止直击雷害，不但是行之有效的方法，而且是非常经济的措施。但是，随着现代电子技术的不断发展，精密电子设备被广泛应用在各行业的计算机、通信网络的运行系统中。这些高精度的微电子计算机设备内置大量的 CMOS 半导体集成模块，导致过压、过流保护能力极其脆弱。（美国通用研究公司提供磁场脉冲超过 0

8、.07 高斯，就可引起计算失效；磁场脉冲超过 2.4 高斯就可以引起集成电路永久性损坏。）无法保证在特定的空间遭受雷击时仍能安全运行。本方案制定的目的是考虑环境因素和用户实际需要而作出一套比较完整而易于操作的防雷设计及安装技术的防雷方案，从而使整个机场的设备安全地运行。其中包含：建筑物和计算机房的安全要求；避雷装置的技术要求；等电位连接的必要性。经多年的实际的雷灾事例发现，设备遭受雷击损坏一般是由如下途径：一、直击雷经过接闪器（如避雷针（带）而直放入地，导致地网地电位上升，高电压由设备接地线引入电子设备造成地电位反击。二、雷电流沿引下线入地时，在引下线周围产生磁场，引下线周围的各种金属管（线）

9、上经感应而产生过电压。三、进出大楼或机房的电源线和通信线等在大楼外受直击雷或感应雷而加载的雷电压及过电流沿 机场信息机房防雷接地方案 4 线窜入，入侵电子设备。因此，应对以上三种途径对整个入侵的雷电压及过电流进行防护。A、建筑物大楼通过建筑物主钢筋，上端与接闪器，下端与地网连接，中间与各层均压网或环形均压带连接，对进入建筑物的各种金属管线实施均压等电位连接，具有特殊要求的各种不同地线进行等电位处理。这样就形成一个法拉第笼式接地系统。它是消除地电位反击有效的措施。应符合下列要求：1、安装的避雷针或避雷线（网）应使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器保护范围内。架空避雷网的网格

10、尺寸不应大于 5m*5m 或 6m*4m。2、所有避雷针应采用避雷带互相连接。3、建筑物应装设均压环。4、防直击雷的接地装置应围绕建筑物敷设成环型接地体，每根引下线的冲击接地电阻不应大于 10。B、机房内通信电缆以及地线的布放和连接，通过模拟不同的布线、屏蔽和接地方式时，空间电磁场对通信线路的电磁感应影响情况试验，对计算机通信网络系统在建筑物楼内的布线和接地方式有如下要求：通信电缆以及地线的布放应尽量集中在建筑物的中部。通信电缆线槽以及地线线槽的布放应尽量避免紧靠建筑物立柱或横梁并沿建筑物立柱或横梁布线较长的距离，通信电缆线槽以及地线线槽的设计应尽可能位于距离建筑物立柱或横梁较远的位置。C、根

11、据 IEC（国际电工委员会）雷电保护区的划分要求，建筑物大楼外部是直接雷的区域，在这个区域内的设备最容易遭受损害，危险性最高，是暴露区，为 0 区;建筑物内部及计算机房所处的位置为非暴露区,可将其分为 1 区、2 区，越往内部，危险程度越低，雷电过电压对内部电子设备的损害主要是沿线路引入(如图 1)。保护区的界面通过外部的防雷系统、建筑物的钢筋混凝土及金属外壳等构成的屏蔽层而形成。电气通道以及金属管则通过这些界面，穿过各级雷电保护区的金属构件必须在每一穿过点做等电位连接。进入大楼的电源线和通讯线应在 LPZ0与 LPZ1、LPZ1与 LPZ2区交界处，以及终端设备的前端根据 IEC1312雷电

12、电磁脉冲防护标准，安装上 OBO 之不同类别的电源类 SPD，以及通讯网络类SPD(如图 2)。(SPD 瞬态过电压保护器)，SPD 是用以防护电子设备遭受雷电闪击及其它干扰造成的传导电涌过电压的有效手段。选用和使用 SPD 注意事项：应在不同使用范围内选用不同性能的 SPD。在选用电源 SPD 时要考虑供电系统的形式、额定电压等因素。LPZ0与 LPZ1区交界处的 SPD 必须是经过 10/350us 波形冲击试验达标的产品。对于信号 SPD 在选型时应考虑 SPD 与电子设备的相容性。机场信息机房防雷接地方案 5 SPD 保护必须是多级的，例如对大楼电子设备电源部分雷电保护而言，至少应采取

13、泄流型 SPD与限压型 SPD 前后两级进行保护。为各级 SPD 之间做到有效配合，当两级 SPD 之间电源线或通讯线距离未达规定要求时，应在两级 SPD 之间采用适当退耦措施。信号 SPD 应满足信号传输速率、工作电平、网络类型的需要，同时接口应与被保护设备兼容。信号 SPD 由于串接在线路中，在选用时应选用插入损耗较小的 SPD。在选用 SPD 时，应让供应商提供相关 SPD 技术参数资料。正确的安装才能达到预期的效果。SPD 的安装应严格依据厂方提供的安装要求进行安装。卫星接收机高频电缆在进入机房前其金属屏蔽外皮应接地。D、等电位连接的要求：实行等电位连接的主体应为：设备所在建筑物的主要

14、金属构件和进入建筑物的金属管道；供电线路含外露可导电部分；防雷装置；由电子设备构成的信息系统。实行等电位连接的连接体为金属连接导体，如图 3。和无法直接连接时而做瞬态等电位连接的电涌保护器(SPD)。大楼的计算机房六面应敷设金属屏蔽网，屏蔽网应与机房内环形接地母线均LPZ 1代表屏蔽1 的建筑物LPZ 2计算机房(例)代表屏蔽2 的房间在 LPZ1和 LPZ2界面上的等电位连接带2在 LPZ0与 LPZ1界面上的等电位连接带1电缆线路接地装置外部防雷装置LPZ 0图 1230/400V连接盒保护器分类DIN VDE 0675 Part 6kWh电度表CD 过压分类D/N VDE 0110/IE

15、C Pub1.6644kV2.5kV1.5kV图 26kVB 机场信息机房防雷接地方案 6 匀多点相连。通过星型(S 型结构或网形 M 型)结构(见图 4)把设备直接地以最短的距离连到邻近的等电位连接带上。小型机房选 S 型，在大型机房选 M 型结构。机房内的电力电缆(线)、通信电缆(线)宜尽量采用屏蔽电缆。架空电力线由终端杆引下后应更换为屏蔽电缆，进入大楼前应水平直埋 50m以上，埋地深度应大于 0.6m，屏蔽层两端接地，非屏蔽电缆应穿镀锌铁管并水平直埋 50m 以上，铁管两端接地。PAS电源线220/380V ACC&I或EDP电缆通讯电缆水管燃气管阴级保护的输油管基本接地极电网部分保护器

16、信息处理网络保护器放电器Z图 3MMmSsM 网型结构SsS 星型结构基本的等电位连接网接至共用接地系统的等电位连接图 4 机场信息机房防雷接地方案 7 二、参考标准 2.1 国内标准 GB50057-94建筑物防雷设计规范 为使建筑物防雷设计因地制宜的采用防雷措施，防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和文物、财产损失，做到安全可靠，技术先进，经济合理。本规范不适用于天线塔，共用天线电视接收系统，化工厂户外装置的防雷设计。GB2887-89 计算站场地技术文件 本标准规定了计算场地技术要求与测试方法，并适用于各类地面计算站依据计算站的性质、任务、工作量的大小，计算机类型的不同，计算机对供电、空

17、调等的要求。至于测试方式从环境因素的不同采用合适测试仪表，这包括磁场干扰环境场强的测试和接地电阻测试。GB9361-88 计算站场地安全要求 本标准规定了计算站场地的安全要求，并适用于各类地面计算站，不建站的地面计算机机房，按本标准对计算机机房的有关要求执行；改建的或非地面计算机机房可参照本标准执行。至于计算机机房的安全分类为 A、B、C 三个基本类别，因应实际设备和环境需求选择在安全机房下操作。GA173-1998 计算机信息系统防雷保安器 计算机信息系统加装有效可靠的防雷保安器，是国际上通用的最有效的防护措施。防雷保安器是保证计算机信息系统安全的专用产品，因此它应符合本标准的技术要求、实验

18、方法、检验规则、标志、包装、运输及储存，并能有效防止感应雷电破坏该系统受保护设备。2.2 国际标准 IEC1312雷电电磁脉冲的防护 本标准为建筑物内或建筑物顶部信息系统有效的雷电防护系统的设计、安装、检查、维护；并对装有这系统（如电子系统）的建筑物评估 LEMP 屏蔽措施的效率的方法。针对现有的防雷器（SPD）应用在防雷区概念安装上提出相关的要求。IEC 61643 SPD 电源防雷器 本标准对电源防雷器用于交直流电源电路和设备上，额定电压在 1000a.c.或 1500d.c.。电源防雷器分级分类测试和应用。IEC 61644 SPD 通讯网络防雷器 本标准对通讯网络防雷器用于通信信号网络

19、系统，这类防雷器内置过压过流元器件，额定电压在 1000a.c.或 1500d.c.。电源防雷器分级分类测试和应用。VDE0675过电压保护器 机场信息机房防雷接地方案 8 过电压放电保护器（电源防雷器）适用于额定交直流电压在 100V 至 1000V 范围内之供电配电系统，对应于防雷器作出分级分类要求。机场信息机房防雷接地方案 9 三、设计方案 3.1 武汉天河机场防雷现状 武汉天河机场位于武汉市黄陂区天河街东南约 1KM 处，占地面积 275.447 公顷，其中场区内占地 253.553 公顷，场区外占地 21.924 公顷。它是武汉地区唯一一个用于民用航空运输的大型机场，是全国民航运输网

20、中重要的中心机场。武汉天河机场 1994 年建成，2000 年对滑行道进行了扩建。近年来，天河机场航空运输量增长迅速，主要航空业务量的百分比增长率均达到两位数。3.2 机场航务管理系统的综合防雷 3.2.1 机场对无线电及电磁脉冲干扰的要求 机场的导航及通信设备在受到同频或谐波频率的干扰时，将影响信息的准确发送和接受，造成导航精度的下降，危及飞机下降着陆安全。机场的航向台、下滑台、全向信标台、近导航台、测距台以及二次雷击都是为飞机提供飞行和朝霞着陆指令信息的。根据“中华人民共和国民航法”规定，任何对以上设备和频率造成干扰的无线电发射台均不得建在机场以及各导航系统台周围，必须相距一定的安全距离，

21、这样才不会对航空安全造成危险。因此，在机场周围一定范围内不得建立广播电台、电视发射台、寻呼台、移动通信机站和使用与上述台频率接近的无线对讲机。机场信息机房防雷接地方案 10 在飞机飞行中，不得在飞机上使用手机、便携式手提计算机、电子玩具、电子游戏机等对飞行导航系统易造成干扰的电子设备。在机场及导航系统各台周围，凡架设高压输电线路、电气化铁路，长期从事电焊、建高频设备工厂。在上属场站、台附近开矿，修建大面积全金属结构的建（构）筑物均应相距一定距离。见下表：干扰源距机场及导航系统台的距离 干扰源名称 离导航台距离(m)定向台距离（m）广播电台 5KW 2000 3000 10KW 5000 500

22、0 50KW 5000 10000 100KW 5000 15000 以上 架空高压输电线 35KV 以上 300 500 60110KV 700 700 220330KV 1000 700 330KV 以上 1500 700 发电厂、有电焊和高频设备的工厂、矿山、企业单位 2000 1000 电气化铁路 改建 500 以上 600 以上 新建 700 以上 1000 以上 金属结构建筑物、铁塔 500 500 架空电话、广播线、低压电力线公路、铁路 150 300 电力排灌站 200 300 注：定向台包括：航向台、下滑台、全向信标台及测距台 机场信息机房防雷接地方案 11 3.2.2 机场

23、航管楼雷电灾害的防护 机场航管楼直击雷的防护 天河机场的航管楼建筑面积 3,912 平方米（含塔台），塔台高 63 米。因此也是易遭受直击雷的目标，根据建筑物防雷设计规范的规定，航管楼属二类防雷建筑。应按滚球法（滚球半径 45 米）来计算设计航管楼和指挥塔台的直击雷防护。航管楼内设有雷达终端处理系统一套，共有雷达管制席位 7 个，分别为区域管制席位 4 个、进近管制席位 2 个、塔台管制席位 1 个；配有含 12 个席位的内话系统，内话系统含有线端口 20 个、无线端口为 16 个，64 声道 RACAL 多通道记录仪，并配有航行情报处理系统一套。由于塔台天面和航管楼天面安装有 VHF、UHF

24、、SSB 天线和卫星天线、徽波天线等，因此直击雷的防护在设计时，首先应在塔台天面周围和航管楼天面女儿墙上安装闭合的避协雷带。航管楼天面面积较宽的应设计天面的避雷网和均压带，确保天面各种天线杆和机座的接地在同一等压面上。必须在塔台项天面安 装独立的多针避雷针，其高度应能将塔台 天面的各类天线有效的置于 LPZ0B 区的保护范围内，并应适当留有余地。航管楼天面一般安装 的各类天线较多，因 此应在航管楼远离塔 台的一端前后各安装两根多针避雷针。其高度应能将航管楼天面的各类天线按滚球法的设计原则，有效的置于 LPZ0B 区的保护范围内，并应适当留有余地。避雷针、避雷网、均 压带应与建筑物外墙 结构柱主

25、钢筋相连，其间距不应大于 18m。避雷针应从两个方向用12 镀锌圆钢或 404mm 镀锌扁钢与避雷带相连接。避雷带、避雷网、均压带、避雷针的设计应符合 GB500571994建筑物防协设计规范的技术指标要求。机场航管楼等电位连接与接地 机场航管楼是机场通 信、导航、航务管理、空中管制、气象保 障的中心。大楼内有大量的微电子、通信和气象设备，有各种电缆、金属管道、金属线槽桥架、机场信息机房防雷接地方案 12 大面积金属门窗和幕墙，种类装备种类繁多，系统复杂，再由于航管楼内的供电方式、工作电压的不同，因此等电位连接与接地非常重要。等电位连接的目的是保证设备与设备间、系统与系统间处在同一等压面上，使

26、感应的雷击电压电流不在设备间和系统间流动。等电位连接的目的是将各等电位连接系统感应的雷击电压电流疏导入地，从而达到保护设备的目的。机场航管楼的等电位措施要命在 LPZ0B 到 LPZ01 的交界处，即进入航管楼外墙的入口处，将所有进入大楼的各类金属管道貌岸然、金属电缆的外导电层、金属桥架、PE 线用 16mm2 以上的铜线进行总等电位连接接在机房集中接地汇流排上，再用 25 mm2 以上的铜线与接地板接地。机房内所有的 机壳、机架、机台、防静电地板等均应做等电位连接后接地。要求在所在安装有电 子设备的机房内均应 做一局部接地汇流排，接地汇流排应根据设备的多省宜做成长、宽、厚 500505 或

27、300505 的铜墙铁壁排安排在距地面 150mm 左右的墙边，铜排上钻10、8 的孔配备螺钉，供设备接地和等电位连接之用。汇流排再用 25 mm2 的铜线与接地极或予留接地点接地。航管楼的接地，宜在大楼四周散水坡外 23m 做一环行闭合地网与大楼原有自然接地体和人工接地体并网，该地网可起到降低接地电阻和均压作用接地电阻：当土壤电阻率小于 100m 时，不宜大于 1；当土壤电阻率大于 100m 小于 300m 时，不宜大于 2；当土壤电阻率大于 300m 时小于 1000m时，不宜在于 4；当土壤电阻率大于 1000m 时，在做好均压措施的前提下可适当放宽。如果接地电阻值达不到以上基本要求时，

28、应增设人工辅助接地网和加长效降组剂的方法降低电阻。机房的等电位连接与接地应按 GB500571994 的第 6.3.4 的要求。相对较小的系统可以按 S 型结构连接，大一些的系统可以按 M 型结构连接。要求接地线短而直，截面积应达到规范规定的要求。机场航管楼综合布线的要求 由于航管楼内电子设 备种类繁多。各系统 的连接线路也比较复 杂，大楼内除有上百对电话线路外，还有各种控制信号线、数据传输线以及语意录音系统，这些线路与电源线路、接地线、等电位连接线分布及相互间的距离达不到有关规范的要求时，一有感应雷击人侵时，各线路间当产生偶合雷击电磁脉冲将损坏微电子设备和严重干扰各系统的正常工作，因此合理的

29、布线是十分必要的。机场信息机房防雷接地方案 13 综合布线与电力电缆的间距要求如下表 类 别 与综合布线接近的情况 最小净距（mm）380V电 力 电 缆 2KVA 与缆线平等敷设 130 有一方在接地的金属线槽或钢管中 70 双方都在接地的金属线槽或钢管中 10 380V电 力 电 缆2 5KVA 与缆线平等敷设 300 有一方在接地的金属线槽或钢管中 150 双方都在接地的金属线槽或钢管中 80 380V电 力 电 缆 5KVA 与缆线平行敷设 800 有一方在接地的金属槽或钢管中 300 双方都在接地的金属线槽或钢管中 150 注：1）当 380V 电力电缆2KVA，双方都在接地的金属线

30、槽或钢管中，且平等长度10m 时，最小间距可以是 10mm。2）电话用户存在振铃电流时，不能与计 算机网络在同一根对绞电缆中一起运用。3）双方都在接地的线槽中，系指两个不同的线槽，也可在同一线槽中用金属板隔开。综合布线、电缆、管线的间距要求如下表：其它管线 最小平行净距（mm）最小交叉净距（mm）电缆、光缆或管线 电缆、光缆或管线 避雷引下线 1000 300 保护地线 50 20 给水管 150 20 压缩空气管 150 20 热力管（不包封）500 500 热力管（包封）300 300 煤气管 300 20 机场信息机房防雷接地方案 14 注：如墙壁电缆敷设高度超过 6000mm 时，与避

31、雷针引下线交 义净距应按下式计算：S0.05L 式中 S交叉净距（mm）L交叉处避雷引下线距地面的高度（mm）机场航管楼电源系统的防护的要求 根据有关部门的统计，因雷击造成设备损坏的频率大约在 70%左右是从电源线路招引而至，因此电源系统的雷电防护是综合防雷系统工程的重点。机场航管楼内的各大 系统是属不能中断的 实时业务系统，因此，航管楼供电方式大多采用三相五线制，除市电采用两路供电外，通常还备有柴油发电机组及大型 UPS 不见间断电源。为了防止雷电压波沿市电输电线路侵入航管楼，要求机场的供电都应采用埋地电缆张高压变电房，在低压侧的总配电房采用多路并联的配接方式，以便降低波阻抗、反射雷电波，减

32、小雷电波的高频段能量。要求配电变压器高压侧必须安装一组高压氧化锌无间隙避雷器，以减小雷电过电压损坏变压器。我国地域辽阔，各地 雷电灾害严重程度差 别很大，因此防护标 准也应根据地域的不同而采用不同的防护等级。根据有关规范标准我国年雷暴日平均值在 20 天以下的地区为少雷区；20 天以上 40 天以下的地区为多雷区；40 天以上 60 天以下的地区为高雷区；60 天以上地区为强雷区。因此电源系统低压侧的防护应按雷暴日的多少、被保护系统的重要程度、价值、出现雷电灾害的后果和严重程度来决定防雷标准。一般情况下，在强雷区宜设四级防护；在多雷区和中 雷区宜设三级防护；在少雷区宜设二级防护。一般情况下航管

33、楼电源系统采用三相五线制供电，电涌保护器（SPD）的选取如下：SPD1：一级防护宜选用每条相线对地标称放电电流 In40KA（波形 10/350S）；标称点火电压 Uang900V1000V；响应时间小于 100ns 的开关型 SPD 安装在总配电柜上。SPD2：二级防护宜选用每条相线对地标称放电电流 In40KA(波形 8/20S)标称导通电压 UN600V700V；响应时间小于 50ns 的限压型 SPD，安装在大楼的配电柜上。机场信息机房防雷接地方案 15 SPD3：三级防护宜选用每条相线对地标称放电流 In20KA（波形 10/350S）；标称导通电压 Un500V600V；响应时间小

34、于 50ns 的限压型 SPD，安装在设备机房的分配电柜上。SPD4：四级防护宜选用每条相线对地标称放电流 In10KA（波形 10/350S）；标称导通电压 Un470V500V；响应时间小于 50ns 的限压型 SPD，安装在设备前作为精细保护。湖北省武汉市属于中雷区，而且机场在比较空旷的地方，所以我们 选择 SPD1、SPD2、SPD3 三级作为电源系统防护选择标准；在二次电源即直流供电系统还应安装直流电源 SPD 进行保护。SPD 连接导线应短而直，SPD 连接导线不宜大于 0.5m，当长度大于 05m 时应适当加粗线径。当 SPD1SPD2 的线径小于 10m、SPD2SPD3 的线

35、距小于 5m 时，应在 SPD 间加装退耦装置。为防止 SPD 老化造成短跑，要求 SPD 安装线路上应有过流保护装置。应选用有劣化显示功能的 SPD。机场航管楼信号传输线、天馈线的防护 机场航管楼进出的信号线路一般有 300 对到 400 对，大型机场可达 600 对。这些线路有电话线、控制线、信号线，也有低速传输的数字线路。这些线路都要到总配电线室交接。然后分配到监控室和各专用机房。因此，这些线路都应在总配线室安装第一级电话线 SPD 进行防护。在各设备前根据电平和速率不同，安装不同标称导通电压的信号线 SPD 进行第二级防护。在总配电室的配线架上应安装工作电压为 110V 程控电话 SP

36、D 进行防护。航管楼内的控制线路和信号传输线的工作电平大多在 12V 和 24V 两咱，也有48V 的。因此在各机房设备前的控制线路和信号传输线上安装工作电压为 12V、24V、48V 控制线和信号传输线 SPD 作为第二级防护。所有安装在控制线、信号传输线的 MODEM 后的数据线 SPD 的参数为：标称导通电压 Un 为最大线路工作电压 Uc 的 1.5 倍（Un1.5Uc），雷电通流量 In5KA(8/20S 波形)；响应时间 Ta10ns。在航管楼的单边带（SSB）天线、VHF 天线、UHF 天线、微波天线和卫星天线的馈线上，宜上下安装天馈线 SPD。天馈线 SPD 的功率为设备最大发

37、射功率的1.5 倍2 倍，其频率、带宽、插损、驻波、阻抗均应符合设备工作要求。机场信息机房防雷接地方案 16 3.2.3 导航台（NDB）雷电灾害的防护 直击雷的防护 导航台的中长波天线铁塔架设高度一般在24m36m，两塔距一般在 30m80m，周围地形比较空旷。因此导航台的中长波天线铁塔是直击雷的重要目标。由于天线铁塔间距最大达 80m，NDB 台又在航线上，特别是近 NDB 台因净空条件限制，铁塔上不可能按二类防雷建筑滚球法计算，再安装一根 15m 米高的避雷针来保护 NDB 台发射天线中央部分不被雷击。因此，在实际设计时，只要净空要求来、能满足，可按 GB500571994 规范第 3.

38、5.5 条之规定滚球半径 hr 可取100m，只在铁塔上各安装一根高出天线 45m 的避雷针，也能起到一定的防直击协效果。但天线的馈线上一定要安装天馈线 SPD 加以保护。导航台的指点标台（MKR）天线一般安装在机房顶部，都在中长波天线铁塔的保护范围内即 LPZ0B 区，因此一般情况下，指点标台不需要安装避雷针。如果指点标台不在中长波天线铁塔的保护范围内，还应按滚球法，计算设计安装避雷针防直击雷。导航台的机房项如需安装避雷针或做避雷网，应可靠的接地以防直击雷。导航台（NDB/MKB）等电位连接与接地 机场信息机房防雷接地方案 17 导航台内的地网必须 按供用接地系统制作，应将机房的自然接 地体

39、、机房外的环型人工接地体、中长波天线铁塔的人工接地体、供电系统的接地和生活用房的接地全部并网做成一个联合地网。在机房应做一个等电位接地母排，将 NDB 发射机、指点标机（MKB）的机壳、机架、稳压器接地、UPS 电源地等进行等电位连接于接地母排上。应将进入机房的各类电缆的外壳可导电层、电缆接线终端盒、金属管道、走线桥架、电缆 PE 线、SPD 的接地均应进行等电位连接接地。3、如果机房内敷设有防静电地板，应将防静电地板骨架进行等电位连接后进经限流电阻接地或直接接地。由于导航台的机房较小，设备不多，接地系统可按 GB500571994 的第 6.3.4条要求按 S 型结构连接。要求等电位接地线短

40、而直，截面积应达到规范规定的要求。导航台内设备不多，综合布线的要求应按 GB/T503112000 的规范规定安装。中长波天馈线避雷器如果安装在室内，其接地线宜穿墙从室外引入并穿管入地接于地网上。从室内引下入地一是不安全，二是泄流对设备有干扰。导航台电源系统的防护要求 导航台电源系统是感 应雷击及雷电电磁脉 冲入侵设备的主要通 道，也是雷电防护设防的重要部位。因此，防护标准应根据本台所在地区年平均雷暴日的多少、设备所在的雷电防护区来确定设防标准。一般情况下，导航台为 TN 供电接地式即三相四线制供电，因此，应将 TN 供电接地方式改造成 TNCS 系统的供电接地方式即三相五线制供电并将 PE

41、线重复接地，以便进行等电位连接和方便安装电源 SPD。导航台电源系统 SPD 的选取原则如下：SPD1：一级防护宜选用每条相线对地标称放电电流 In40KA（波形 10/350S）；标称点火电压 Uagn900V1000V；响应时间小于 100ns 的开关型 SPD，安装在总配电柜上。SPD2：二级防护宜选用每条相线对地标称放电电流 In40KA（波形 8/20S）；标称导通电压 Uagn600V700V；响应时间小于 50ns 的限压型 SPD，安装在分配电柜上。SPD3：三级防护宜选用每条相线对地标称放电电流 In20KA（波形 8/20S）；标称导通电压 Un500V600V；响应时间小

42、于 50ns 的限压型 SPD，安装在设备机房 机场信息机房防雷接地方案 18 的分配电柜上。SPD4：四级防护宜选用每条相线对地标称放电电流 In10KA（波形 8/20S）；标称导通电压 Un470V500V；响应时间小于 50ns 的限压型 SPD，安装在设备前作为精细保护。在强 雷区 应设SPD1SPD4 四级防护；在多 雷区 和 高雷 区 可 选择SPD1、SPD2、和 SPD3 三级作为电源系统防护选择标准；在小雷区可选择 SPD1 和 SPD3二级作为电源系统防护。在二次电源即直流供电系统还应安装直流电源 SPD 进行保护。SPD 连接导线应短而直，SPD 连接导线不宜大于 0.

43、5m，当长度大于 0.5m 应适当加粗线径。当 SPD1SPD2 的线距小于 10m、SPD2SPD3 的线距 m 时，应在 SPD 间加装退耦装置。为防止 SPD 老化造成短跑，要求 SPD 安装线路上应有过流保护装置，应选用有劣化显示功能的 SPD。3.2.4 导航台（NDB）信号传输线、天馈线路的防护 导航台根据工作性质，分为近导航台和远导航台，一般情况下，近导航台距跑道端头 13Km 的位置，它的控制线和信号线通过电缆引航管楼监控室。而远导航台则无信号线到航管楼监控室，而是由现场值班员负责值守监控。因此，远导航台的传输线是由机房到值班监控室。导航台监控线路埋地引入 20 对市话电缆。但

44、实际使用只有 68 对，其它为备用线路。控制线和信号传输线路的工作电平大多在 12V24V。因此应在信号线上安装工作电压为 12V 或 24V 的信号线 SPD。远台宜两端安装。在信号线上安装的 SPD 的参数为：标称导通电压 Un 应大于最大工作电压 Uc 机场信息机房防雷接地方案 19 的 1.5 倍（Un1.5Uc）；雷电通流量 In5KA（波形 8/20S）；响应时间 T10ns。其传输速率、插损应满足系统工作要求。在程控电话线上应安装工作电压为 110V 的程控电话 SPD 保护电话机。在中长波天线上应安装天馈线 SPD。天馈线 SPD 的功率应为发射功率的两倍，其标称导通电压为最大

45、工作电压的 1.52 倍，中长波天线上的高频电压可达几千伏，因此在选择 SPD 时应选择电容值较小的器件。要求其频率、驻波、插损应能满足设备要求。3.2.5 全向信标台（VOR/DME）雷电灾害的防护 全向信标台（VOR/DME）直击雷的防护 全向信标台的信标天 线阵列一般都安装在 较为空旷的地方，其 反射网直径达30m，距地面高度为 35m，反射网上安装有一根中央天线高度 1.5m 左右，以中央天线为圆心，在直径为 13.5m 的圆周上安装有 48 根边带天线，天线高度在 1m左右，因此，信标天线阵列是雷击的重要目标，必须安装避雷针进行防护。信标台的天线反射网直径达 30m，由于设置在跑道侧

46、边和航线走廊口或转变点上，特别是跑道侧的台，因有净空要求的限制，避雷针不能架设太高，根据信标台的性质，它属于二类防雷设施，按 GB500571994 规范二类防雷建筑的保护滚球半径是按 45m 来计算，信标台天线阵列周围应安装三根等距离高度为高出反射网 12m 紧靠反射网边缘的三根避雷针才能有效的保护阵列天线并适当留有保护余量，避雷针体可用 ESE 针或不锈钢多长针均可。全向信标台在距机房 80m 还安装了一根监控天线，其高度一般在 1618m 左右，此天线不在 VOR 台三根避雷针的保护范围内是直击雷的重要目标。因此，监控天线必须装设避雷针。由于监控天线都安装在杆顶，故避雷针应用两层横加如抱

47、箍，紧固于监控天线杆顶，横担长 1500mm，另一头固定避雷针，避雷针高度应高出监控天线 3m 左右，方向在监控天线信号来向的背面，要求避雷针与监控天线间的距离应大于 1m。测距仪（DME）天线由于紧靠 VOR 台避雷针，其高度只有 68m，它一般都在 VOR 台避雷针的保护范围内。因此，可不设避雷针。如果有的台测仪天线距避雷针较远，不在其保护范围内还应安装避雷针进行保护。机场信息机房防雷接地方案 20 全向信标台（VOR/DME）等电位连接与接地 全向信标台内的地网 必须按供用接地系统 制作。应将机房、反 射网的自然接地体与机房外的环形人工接地体、监控天线的接地、供电系统的接地和生活房值班室

48、的接地全部并网做成一个联合接地的系统。应在 VOR 机房内做一等电位接地母排，用 25mm2 铜线与地网相连。将进入机房的管、缆外导电层进行等电位连接后接于母排上。应将 VOR/DME 机柜外壳、机架、电缆终端盒、稳压电源接地、UPS 接地、SPD 接地均接于母排上。由于 VOR台设备不多，机房较小、所以接地可按 IEC61312 规范按 S 星形结构进行等电位连接与接地。要求接地线短而直，等电位连接截面积应达到规范要求。全向信标台（VOR/DME）电源系统的防护 全向信标台电源系统 是感应雷击及雷电电 磁脉冲侵入设备系统 的主要渠道，是综合防雷系统中重要的设防系统之一。因此在设计设防标准时，

49、应根据本 台所在地的年平均雷暴日的多少、设备安装在雷电防护区（LPZ）的相对位置，本台有无遭受雷击的历史，如有协击史根据其损坏的部位，确定雷击的入侵路径通道，以便加以重点设防解决。全向信标台如果在机 场，一般由机场供电；不在机场附近的一 般是专线供电和自备油机发电供电，供电方式 TN 接地系统方式最多。因此应在配电室将三相四线制改造成 TNCS 系统的供电接地方式。并将 PE 线重复接地，以便进行等电位连接与安装 SPD。全向信标台电源系统 SPD 的选取原则和安装要求与导航台（NDB）基本相同。可按导航台电源系统的要求选择和安装。在此就不重复叙述。全向信标台（VOR/DME）信号传输线、天馈

50、线的防护 全向信标台设在机场附近其控制线、信号线是通过 20 对电缆埋地引到航管楼监控室，在航线上的台的电缆引到值班市信号线上的工作电压一般为 12V 或 24V。在 20 对线中实际使用的只有 68 对信号线和 1 对电话线，其余的为备用线路。因此应在线路上安装信号线、电话线 SPD。在信号线上安装的 SPD 的参数为：标称导通电压 Un 应大于最大工作电压 Un的 1.5 倍（Un1.5Uc）；雷电通流量 In5KA（波形 8/20S）；响应时间 T10ns。其传输速率、插损应满足系统工作要求。在程控电话线上应安装工作电压为 110V 的程控电话 SPD 保护电话机。控制 机场信息机房防雷