微波塔防腐维护(转发一篇专业文章《雷达站防雷与共用接地系统》)

Posted 2023-05-26

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微波塔防腐维护(转发一篇专业文章《雷达站防雷与共用接地系统》)

发布时间：2021/9/3 来源：《科学与技术》2021年4月第11期作者：王君刘鑫

[导读] 随着雷达技术的高速发展，电子设备越来越敏感，且雷达系统承负着中断瘫痪所造成的不可估量

王君刘鑫

东莞市气象公共安全技术支持中心

摘要：随着雷达技术的高速发展，电子设备越来越敏感，且雷达系统承负着中断瘫痪所造成的不可估量的直接与间接的巨大经济损失和影响，因此保证雷达系统正常工作、信号传输通畅、人员和设备安全是一项重要的工作。做好雷达站的防雷管理工作，应根据国家和行业相关防雷规范，做到既有针对性，又有全面性，才能提高雷电保护工作的成效。

关键词：雷达站；防雷接地；综合设计。

一、前言

当今人类科学技术的发展已进入了高信息化的发展阶段，雷达技术迎来了飞速发展，各种先进的测量、保护监控、远程控制和计算机等电子产品正日益广泛的应用于雷达站中。这些微电子仪器设备普遍存在着绝缘强度低，过电压耐受能力差等致命弱点，一旦遭受雷击过压的冲击，轻则造成这些电子系统的运行中断，设备永久性损坏；重要的是雷达系统所承负的那些须实时运行的后续工作的中断瘫痪所造成的不可估量的直接与间接的巨大经济损失和影响。

二、雷电侵入雷达站的主要途径

雷达站主要由主机房、供电系统、天线塔等组成。为了降低造价和便于安装维护，一般在台站边角布置天线塔，在雷达塔的旁边布置设备机房，雷达塔一般高45米以上，比较容易受直击雷袭击。

2.1直接雷击

雷电直接击中雷达站铁塔或混凝土塔、空中机房、变压器，裸露在外部的雷达天线、VHF 天线、气象传感器、能见度仪、微波、无线主干网设备、CCTV 监控头、航空灯、空调室外机、线缆等，因高电压、大电流引起的热效应、机械效应造成建筑物或设备破坏性损坏。

2.2电源雷电波冲击

电力系统发生雷电感应时，沿电力线路将有很大的不平衡电流流动，雷电波沿着电源线路侵入，造成变压器、UPS设备、发电机、空调、照明、环境监控等供电设备损坏。

2.3 感应电磁脉冲

云层对地面或云层对云层之间流动的雷电流，会在雷击点附近的架空或地下线路中产生感应电磁脉冲，电源线、光缆、雷达波导管、雷达电源及信号线、架空线缆、光缆、VHF 馈线、环境监控设备传输线、金属线槽，CCTV 信号线等等架空或者其他金属管线受到强大的电磁脉冲影响，导致连接在线路上的设备损坏。

2.4地电位反击

雷击时在接地装置的地电位会瞬间增强到数万或数十万伏，流向供电系统或各种网络信号系统，形成的电势差导致雷达站设备受损。

三、雷达站防雷与共用接地措施

3.1 接地方式

雷达站及机房的接地和防雷系统首先要符合规范要求，电源接地、防雷接地、保护接地和信号接地采用联合接地方式共用接地装置，接地电阻应小于 1Ω。

雷达站地网根据雷达站所在地地质情况，雷达站离海比较近，土壤腐蚀性较强，埋入土壤中的人工垂直接地体间距宜为 5m，宜选用热镀锌角钢或圆钢。针对部分雷达站的石头地或者沙地等高土壤电阻率区，可采用降阻剂、接地模块以及接地体延伸到海中等措施降低接地电阻。

　发电机房、储油间、箱变电房、UPS 设备间等大型设备房，直接或通过接地干线与基础接地装置连通，其接电点采用专用的接地干线穿塑料管与基础接地连通。雷达设备间、大型弱电机房、屋面提前放电避雷针等，其接地点采用 40*4 铜带作为专用接地干线，暗敷于柱子内，从专门接地装置引至机房架空地板下方。所有电力设备、用电设备的金属外壳、电器安装金属支架、电缆的金属外皮、插座用接地专用接地保护线与接地系统连通。机房的地线等电位连接还要消除高频的电位差，高频电流的趋肤效应更明显，要求铜带等材料不仅要横截面大，同时表面积也要比较大。机房防静电地板下方布设高纯度紫铜带并与地网连接，紫铜带呈井字网格状铺设，并用绝缘端子支撑。

3.2 天线、馈线防雷

　天馈系统防雷以预防直击雷和空中的感应雷为防雷的主要方向，采用安装避雷针、同轴馈线避雷器、信号防雷器、屏蔽及防护接地方式。馈线等同轴馈线进入机房处采用串联方式安装馈线避雷器，VHF 天线馈线避雷器接地接口端子，就近接到铁塔室外馈线入口处接地地线上。馈线上部、下部和入室折弯处三点就近接地，并在收发信机端接信号防雷器。VHF 同轴电缆金属外护层应分别在两端就近接地。另外在架空线建设时应考虑用抗风、防腐强的材料。雷达天线底座、雷达天线波导的两端就近接地处理和等电位连接；雷达收发机与雷达天线间的控制信号线和电源线等外部缆线应采用金属屏蔽电缆线。

3.3 电源系统防雷

　供配电系统的交流电，采用电涌保护器（SPD）保护。在进线端、分配端和设备端应设Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级防护，通过选择多级保护电路和合理地设置各级元器件的参数可以实现整体保护性能的优化，针对专门的雷达站传感器，室外设备部分也要加装电源电涌保护器。雷达站机房设备、雷达站配电房及雷达站内建筑物（包括室外架设设备）等部位，从电力传输角度，自内向外划分为三级保护区，最内层区最安全但雷电承受能力差，越往外，危险性越高，最外层是最容易受直接雷击区域。而机房通信设备受电涌和感应雷等雷电冲击主要是通过电源线路窜入的，故从最内层到最外层保护区，必须实行分级过电压保护，从而将过电压降到雷达站设备所能承受的水平。

3.4 信号线路防雷

　雷达信号控制和电源线、CCTV 监控线，UPS 和视频等环境监控线、气象传感器采集线、网络传输线等等外部缆线包括电源线缆，特别是架空线缆，应采用金属屏蔽缆线，如材料所限无金属屏蔽，则电源和信号缆线应分别加上金属管道，并在金属管道两端就近接地，并根据管道长度添加接地点，所有备用的留空线两端也均应接地处理。在信号线设备端宜加装信号电涌保护器，信号电涌保护器是串联应用于数据线路设备前端。

　雷达站机房内外所有的网线宜采且带屏蔽网线和接驳金属屏蔽 RJ45 接头，同时与网线相连的设备和交换机的接地接口必须就近接地。所有网络线应根据所其连接设备的重要性和价值、设备位置、设备自身防雷措施、电涌敏感度等选择是否在设备端串联加装网络信号防雷器。如网线或信号线较长，宜敷设在金属屏蔽线槽内，线槽两端和中间部分就近接地。租用的电信运营商光缆线路的所有金属接头、加强芯等，在机房入户处接地，光猫或光端机壳接地。

3.5 信息设备防雷

　应将各类机柜、设施和信息化设备等通过接地系统安全接地，在机柜内部设置，汇流排与多股铜线之间的连接形成等电位连接，接入地板下方铜带上。

四、结束语

　雷达站防雷和接地是一个系统工程，是保证雷达系统正常工作、信号传输通畅、人员和设备安全的重要工作。做好雷达站的防雷管理工作，应根据国家和行业相关防雷规范，做到既有针对性，又有全面性，才能提高雷电保护工作的成效。

参考文献

1马浩中冯晓动王晓宁. 雷达站防雷接地综合设计及实施探讨.电力系统及自动化,2019-04.

2邹昌雪;肖再励;王磷藩. 红尖山雷达站综合防雷工程.大气科学及气象学,2001-06.

3. 美国海基X波段雷达站SBX-1.军事理论,2006-03.

4.童以长;谢孙炳;张治洋. 红尖山雷达站供电系统及市电电能质量的改善.大气科学及气象学,2001-06.

5.王刚. 建筑防雷接地合理设计探讨.文化科学,2017-12.