張愛麗 李志勇
河南師范大學(xué) 計(jì)算機(jī)系，河南新鄉(xiāng) 453007
摘要：電源是地面通信臺(tái)站的動(dòng)力，電源質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響著通信網(wǎng)絡(luò)能否安全可靠地運(yùn)行；雷電干擾，經(jīng)常造成通信干擾或中斷，嚴(yán)重時(shí)，造成設(shè)備損壞，甚至人員傷亡。因此，關(guān)于通信臺(tái)站的電源和防雷研究成為必要。
關(guān)鍵詞：參數(shù)電源穩(wěn)壓器；抑制干擾濾波器；接閃器；削波材料；瞬變電壓抑制器
Abstract:Power supply is the power of ground communication station. Quality of power supply directly affects the communication security; interfering of lightning often cause communication interference or abort, cause the equipment damaged, even injuries and deaths. So it is necessary for power supply and prevent lightning of communication station to make research.
Key words: Reference regulated power supply； arrester；rejecting interference filter；clipping；materials； transient voltage suppresser
1.重要性
電源是地面通信臺(tái)站的動(dòng)力，是糧食，是后勤保障。它直接與通信臺(tái)站的工作安全可靠性有關(guān)。
通信臺(tái)站是決定飛行安全可靠的重要保證手段，電源是電臺(tái)的動(dòng)力來(lái)源。地面通信臺(tái)的電源，一般以市電交流220V（380V）為主，輔助以油機(jī)發(fā)電及直流蓄電池組。電源的危害直接通過電源線進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部。如果電源污染或出現(xiàn)故障，就會(huì)造成場(chǎng)站整個(gè)指揮控制系統(tǒng)癱瘓和中斷。因此，應(yīng)該引起足夠重視，采用多種手段，盡力做到萬(wàn)無(wú)一失，重點(diǎn)保障。
雷電防護(hù)，大多數(shù)場(chǎng)站以避雷針為主，輔助以在線真空避雷器和火花隙避雷器（鋸齒形避雷器）。
80年代以前，地面通信臺(tái)站以電子管設(shè)備為主，通信方式以話音為主。對(duì)電源電壓、電流及雷電脈沖干擾的耐受力不敏感。八十年代以后，隨著電子技術(shù)和電子設(shè)備的發(fā)展，通信臺(tái)站，大量使用半導(dǎo)體器件，大規(guī)模集成電路、數(shù)字電路，微機(jī)程序控制等新器件、新技術(shù)，通信方式除話音外還增加了數(shù)據(jù)傳送、傳真、圖像等業(yè)務(wù)。它們對(duì)電源電壓、電流的沖擊，對(duì)雷電脈沖干擾等的耐受能力敏感度提高。電源的過壓、過流和污染以及雷電干擾均會(huì)給通信臺(tái)站造成危害，影響設(shè)備正常工作，引起信息錯(cuò)誤，甚至?xí)斐稍O(shè)備元器件燒毀，通信線路中斷，影響飛行安全，貽誤戰(zhàn)機(jī)。
現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)是信息戰(zhàn)爭(zhēng)，正確及時(shí)的信息傳遞，會(huì)給戰(zhàn)爭(zhēng)爭(zhēng)取時(shí)間，贏得戰(zhàn)機(jī)，決定戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利。錯(cuò)誤的信息，會(huì)耽誤戰(zhàn)機(jī)，造成戰(zhàn)爭(zhēng)的失利。它迫使人們重新認(rèn)識(shí)電源及防雷的重要性，制定防范標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)現(xiàn)代設(shè)備以及戰(zhàn)爭(zhēng)的需要。國(guó)標(biāo)（GB）、軍標(biāo)（GJB）以及各部門、各行業(yè)都對(duì)電源、防雷等作了明確的規(guī)定要求。因而機(jī)房在設(shè)計(jì)施工及通信設(shè)備制造時(shí)，都必須嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，凈化電源，增加防雷措施，以確保設(shè)備安全、人身安全，保證飛行指揮安全，做好飛行保障。
2．現(xiàn)狀及存在問題
機(jī)場(chǎng)的指揮通信線路是執(zhí)行防空作戰(zhàn)和完成空勤訓(xùn)練的主要通信手段。傳送命令和指示，必須迅速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠。這就要求通信電臺(tái)必須工作可靠，同時(shí)要求電源有保障，防雷措施應(yīng)周密細(xì)仔。
機(jī)場(chǎng)一般遠(yuǎn)離市區(qū)，供電系統(tǒng)與當(dāng)?shù)鼐用窆灿靡粭l線路，大多屬鄉(xiāng)村電網(wǎng)。電網(wǎng)上用電設(shè)備混雜，良莠不齊，用電量變化很大，電源電壓波動(dòng)很大，有的用電設(shè)備陳舊，火花干擾嚴(yán)重，設(shè)備之間相互干擾，形成倒灌，污染電源。我們?cè)?jīng)對(duì)一些機(jī)場(chǎng)的電源電壓進(jìn)行過測(cè)量統(tǒng)計(jì)，正常220V市電電壓，最高時(shí)超過280V，最低時(shí)低于150V，一般家用電器根本無(wú)法正常工作。通信設(shè)備如不采取特殊措施，同樣無(wú)法正常工作。目前機(jī)場(chǎng)電源很少能滿足國(guó)軍標(biāo)對(duì)供電電源的要求。為了適應(yīng)這一現(xiàn)狀，地空超短波電臺(tái)，在電臺(tái)設(shè)備內(nèi)部采用了寬范圍穩(wěn)壓及過壓、過流保護(hù)告警措施，卻增加了設(shè)備成本以及不可靠因素，降低了設(shè)備可靠性。電源污染，還會(huì)引起信息錯(cuò)誤，影響正常通信。
雷電防護(hù)目前更少注意，除南方雷雨區(qū)場(chǎng)站，建筑物周圍，天線附近設(shè)有簡(jiǎn)單的避雷針外，其余場(chǎng)站一般沒有防雷措施，有些場(chǎng)所確實(shí)設(shè)有避雷針，但年久失修，起不了防雷作用，形如虛設(shè)。遙控線路、電源線路等外部進(jìn)入室內(nèi)的線路很少加避雷措施。通信電臺(tái)有關(guān)進(jìn)線口并未加雷電防護(hù)措施。我國(guó)南方雷雨區(qū)，每年都有雷擊災(zāi)害發(fā)生（例如福州地區(qū)），也未引起人們的足夠重視。
機(jī)場(chǎng)建設(shè)對(duì)電源質(zhì)量、雷電防范、接地均有專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如何施工也作出了比較詳細(xì)的說明。許多場(chǎng)所，由于經(jīng)費(fèi)不足，很少按要求嚴(yán)格規(guī)范施工，對(duì)通信臺(tái)站未能提供良好的工作環(huán)境。目前所使用的電源及防雷措施除軍區(qū)指揮部距市內(nèi)近，條件較好外，一般場(chǎng)站條件普遍較差，問題較大，不能適應(yīng)通信臺(tái)站信息化及發(fā)展的要求，必須進(jìn)行整頓。
3 解決方法和建議
通信臺(tái)站內(nèi)的建筑物、天線、控制線、電源線以及設(shè)備，應(yīng)根據(jù)不同對(duì)象，采用合理的防范措施。外部調(diào)和加裝避雷針，內(nèi)部設(shè)備、進(jìn)線口等加裝半導(dǎo)體防雷器、消吸材料。另外，還要注意接地，良好的接地是雷電防護(hù)的關(guān)鍵。我們國(guó)家由于歷史原因和經(jīng)濟(jì)條件限制，目前多數(shù)機(jī)場(chǎng)仍為軍民合用機(jī)場(chǎng)，對(duì)一些公共設(shè)施，如供電電網(wǎng)、雷電防護(hù)等相互依賴，管理比較混亂。一般機(jī)場(chǎng)遠(yuǎn)離市區(qū)，條件比較困難。鑒于這一現(xiàn)狀，為了保證通信臺(tái)站安全、可靠的正常工作，關(guān)于供電電源及雷電防護(hù)特提出如下建議：
3.1 雷電防護(hù)
雷電災(zāi)害，一般是地區(qū)性、季節(jié)性的災(zāi)害。雷電災(zāi)害，如采用合理的預(yù)防措施可以防止災(zāi)害發(fā)生或減輕災(zāi)害損失。雷電干擾，一般通過天線、饋線、電源線、控制線、地線以及設(shè)備機(jī)殼感應(yīng)進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部。雷擊災(zāi)害，主要發(fā)生在天線、電源線、控制線等外露部位。常見故障為損壞天線、架空明線及設(shè)備元器件。輕者造成通信干擾或中斷通信。重者損壞設(shè)備，甚至造成人員傷亡。
雷電造成的危害：（1）直接雷擊。主要是天線、電源供電線、架空控制線等外部部件，直接遭受雷擊造成損失。（2） 間接雷擊。雷擊過程中在電源線、控制線、饋線等部件上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓、電流進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部引起的元器件過壓、過流損壞。
雷電防護(hù)：直接雷擊應(yīng)采用避雷針防護(hù)。要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求，在相關(guān)部位架設(shè)避雷針。如天線附近、供電線路桿（塔）上。利用避雷針來(lái)減少直接雷擊對(duì)設(shè)備造成的損害。避雷針接地一定要嚴(yán)格按規(guī)定施工，接地電阻不能大于10Ω，否則避雷針將變成招雷針。間接雷擊一般采用限制措施。在進(jìn)線口處、電源線上、控制線上采用消波材料（吸收材料）、壓敏器件、半導(dǎo)體器件、放電器等形式，降低瞬變電壓電流，提高設(shè)備可靠性，避免元器件遭受沖擊損壞。雷電防護(hù)設(shè)備，通常采用接閃器，引下線和接地裝置組成。接閃器是接受雷電的金屬導(dǎo)體，有避雷針、避雷帶（網(wǎng)）幾種。引下線連接接閃器和接地裝置構(gòu)成雷電襲擊時(shí)的電流通路，引下線必須保證一定截面積，不能太細(xì)。接地裝置由垂直接地體和水平接地體組成。其接地電阻應(yīng)盡量小，一般應(yīng)小于10Ω。以保證雷擊電流盡快導(dǎo)入大地與地電荷中和。防雷裝置，一般采用鋼件鍍鋅，如果采用紫銅材料，效果應(yīng)該更好。
瞬變電壓抑制器（如TVS器件）是一種高效能半導(dǎo)體器件。當(dāng)兩極間受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時(shí)，它能以極快速度（10-12秒量級(jí)）將其兩極間的高阻抗變成低阻抗，吸收浪涌功率，使兩極間的電壓位于一個(gè)預(yù)定值，阻斷高能量對(duì)設(shè)備內(nèi)部元器件沖擊，有效地保護(hù)設(shè)備，免受浪涌脈沖的損壞。由于它具有響應(yīng)時(shí)間快、瞬態(tài)功率大、漏電流小、擊穿電壓偏差小、鉗位電壓易控制、沒有損壞極限、體積小等特點(diǎn)，已廣泛用于設(shè)備防雷擊、防過壓以及干擾抑制等領(lǐng)域。它可以根據(jù)使用用戶的要求，提供各種安裝形式。如同軸電纜用N型、BNC型避雷針、電源用電子避雷針、數(shù)據(jù)線用2-25針電子避雷針等。因而在機(jī)場(chǎng)、機(jī)房建設(shè)時(shí)以及新設(shè)備制造時(shí)應(yīng)合理選用這類器件，以減少雷電災(zāi)害。
3.2 供電電源
地面超短波電臺(tái)，一般采用交流220 V市電（油機(jī)發(fā)電）及蓄電池組供電方式。交直流互為備用。當(dāng)交流電沒有時(shí)，會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到直流，交流電恢復(fù)時(shí)又回到交流，自動(dòng)轉(zhuǎn)換，以交流為主。
交流供電電源重點(diǎn)應(yīng)提高電源質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)用電設(shè)備要求，進(jìn)行整頓。對(duì)機(jī)場(chǎng)現(xiàn)有老線路，若沿路接入用電設(shè)備混雜，線路電源污染嚴(yán)重，應(yīng)采用專線供電。若無(wú)條件使用專線，應(yīng)對(duì)線路上的接入設(shè)備進(jìn)行清理，對(duì)有火花干擾的設(shè)備，以及用電量大的設(shè)備，要采取限制措施，以保證電網(wǎng)電壓穩(wěn)定和火花干擾不串入電網(wǎng)，在工作室，采用電源穩(wěn)壓器，盡量減小電源污染對(duì)用電設(shè)備的影響。新建機(jī)場(chǎng)、指揮所供電電源要從嚴(yán)要求，最好采用專線供電，要嚴(yán)格按國(guó)標(biāo)、國(guó)軍標(biāo)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及用電設(shè)備的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。施工要考慮今后用電設(shè)備的發(fā)展，充分留有余地，在用電線路上，要采取隔離措施，要增加抑制干擾濾波器，避免用電設(shè)備之間相互串?dāng)_、相互影響，用電設(shè)備的接入應(yīng)嚴(yán)格限制，最好不要接入電焊機(jī)等設(shè)備。供電電源要合乎國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，工作間應(yīng)配備參數(shù)電源穩(wěn)壓器（凈化交流穩(wěn)壓器），保證電臺(tái)供電電源電壓穩(wěn)定和無(wú)電污染。蓄電池組應(yīng)盡量選用新型綠色電池（鎳氫電池），減少電池對(duì)環(huán)境的污染。在經(jīng)費(fèi)允許條件下，應(yīng)采用不間斷電源集中供電，或?qū)χ攸c(diǎn)部位采用局部不間斷電源供電。要加強(qiáng)電源線路管理，保證安全供電。
�。�1）現(xiàn)有電源改造
鑒于機(jī)場(chǎng)現(xiàn)有供電電網(wǎng)狀況，建議采用外加穩(wěn)壓電源的辦法，改善供電電源質(zhì)量。各場(chǎng)站應(yīng)根據(jù)自己用電設(shè)備的要求和供電電網(wǎng)供電質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)能力選用合適的穩(wěn)壓電源，以保證自己用電設(shè)備能在一個(gè)相對(duì)純凈的電源環(huán)境中工作。
市場(chǎng)上的穩(wěn)壓電源品牌品種五花八門，檔次參差不齊。低檔產(chǎn)品以普通機(jī)械調(diào)節(jié)，補(bǔ)償式、繼電式穩(wěn)壓器為主。它具有較寬穩(wěn)壓范圍，但不具備凈化電污染能力，一般價(jià)格便宜。中檔產(chǎn)品以電子管、晶體管穩(wěn)壓器為主，穩(wěn)壓范圍較窄，有一定的抗干擾凈化電污染能力。高檔產(chǎn)品以參數(shù)電源為代表，具有寬的穩(wěn)壓范圍，響應(yīng)速度快，高抗干擾性，能凈化電污染，因而應(yīng)盡量選用具有凈化電污染能力的高檔穩(wěn)壓器。
�。�2）新建供電線路
在機(jī)場(chǎng)建設(shè)初期，應(yīng)根據(jù)用電設(shè)備要求及今后發(fā)展要求，對(duì)電源線路進(jìn)行專門選址、設(shè)計(jì)，認(rèn)真貫徹國(guó)標(biāo)、軍標(biāo)及機(jī)場(chǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格要求施工，盡可能采用專線獨(dú)立供電，線路要遠(yuǎn)離道路及有嚴(yán)重干擾源的場(chǎng)地，線路上用電設(shè)備的接入要采用隔離措施，減少相互之間串?dāng)_，要避免有火花干擾（如電焊機(jī)），用電量大的設(shè)備接入，避免對(duì)電網(wǎng)造成新的污染。對(duì)于不能采用獨(dú)立供電而需要與用戶共用電網(wǎng)時(shí)，除采取隔離限制措施外，盡量采用凈化交流穩(wěn)壓器，以保證供電電源安全、可靠、無(wú)污染。
隨著指揮系統(tǒng)現(xiàn)代化，C3I系統(tǒng)的應(yīng)用，機(jī)場(chǎng)應(yīng)該安裝不間斷電源，采用多種手段確保供電電網(wǎng)任何時(shí)刻安全供電。
總之，機(jī)場(chǎng)電源及防雷是機(jī)場(chǎng)建設(shè)的需要。過去，未能引起人們足夠重視，造成了一些不應(yīng)該發(fā)生的故障，今后應(yīng)吸取教訓(xùn)，在機(jī)場(chǎng)建設(shè)時(shí)應(yīng)充分考慮電源電網(wǎng)及防雷措施，“兵馬未動(dòng)，糧草先行”，后勤保障一定要作好，才能確保設(shè)備安全、飛行安全。 護(hù)：直接雷擊應(yīng)采用避雷針防護(hù)。要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求，在相關(guān)部位架設(shè)避雷針。如天線附近、供電線路桿（塔）上。利用避雷針來(lái)減少直接雷擊對(duì)設(shè)備造成的損害。避雷針接地一定要嚴(yán)格按規(guī)定施工，接地電阻不能大于10Ω，否則避雷針將變成招雷針。間接雷擊一般采用限制措施。在進(jìn)線口處、電源線上、控制線上采用消波材料（吸收材料）、壓敏器件、半導(dǎo)體器件、放電器等形式，降低瞬變電壓電流，提高設(shè)備可靠性，避免元器件遭受沖擊損壞。雷電防護(hù)設(shè)備，通常采用接閃器，引下線和接地裝置組成。接閃器是接受雷電的金屬導(dǎo)體，有避雷針、避雷帶（網(wǎng)）幾種。引下線連接接閃器和接地裝置構(gòu)成雷電襲擊時(shí)的電流通路，引下線必須保證一定截面積，不能太細(xì)。接地裝置由垂直接地體和水平接地體組成。其接地電阻應(yīng)盡量小，一般應(yīng)小于10Ω。以保證雷擊電流盡快導(dǎo)入大地與地電荷中和。防雷裝置，一般采用鋼件鍍鋅，如果采用紫銅材料，效果應(yīng)該更好。
