浅谈RBN-DGNSS台站防雷

浅谈RBN-DGNSS台站防雷

郝柯佳

秦皇岛航标处   066000

摘要：近岸无线电指向标-差分GPS（RBN-DGNSS）是GNSS陆基增强型的关键技术，由指向标-差分GPS和指向标-差分北斗星等多种GPS信号构成。本项目采用中波射频点对283.5kHz-325kHz的GNSS伪距差校正信号进行广播，实现对沿岸用户的高精密定位，为沿岸军民用户带来极大的社会与经济利益。在这一背景下，本文就RBN-DNSS台的雷电防护进行了详细的研究。

关键词：RBN-DGNSS台站；防雷；措施；安全

引言：雷电是一种在极短的时间里以极强的脉冲方式传播的闪电，其直接劈落不仅会造成人身伤害，而且还会引起建筑部件和各种设施的瞬间过高的温度而发生爆炸。可见，雷电流对人体和物体的伤害很大，所以，就RBN-DGNSS台的雷电防护问题进行一些探讨是非常有意义的。

一、RBN-DGNSS台站防雷的必要性

(一)、RBN-DNSS台是保障船舶入港和沿岸水道通航安全的关键设备。由于台站的传输要求，为了确保接收到的天线的传输高度，一般都选择在沿海岛屿或边缘等孤立的高耸区域。以上区域均属闪电频发区域，对台站设备造成的损害相对较大。

(二)、闪电在台的发射区周围的地表土层中的导电率对闪电的传播有一定的影响。地下介质为岩体时，其导电性和接地电阻均会增大，不利于雷电流的传播。极易对传输天线装置产生雷电损伤。

(三)、若台站未采取适当的防雷措施，则在一次闪电袭击后，不仅会引起设备停机，信号发射中断，而且还会引起台站工作人员的死亡及台站设备的损坏。台站按中华人民共和国海事处《海事系统助航设施防雷技术规范》的规定，为I级避雷器。所以，在我国RBNDGNSS台上做好防雷工作显得尤为重要。

二、RBN-DGNSS台站防雷工作现状

RBN-DGNSS台的雷电防护内容有：防雷电直击、防雷电感生及防雷电波入侵。在防雷工程中，应设置防雷针、防雷带或防雷网。针对雷电感应及雷电波入侵电力线路造成的过电压，通常采用在电力或资讯装置上加装避雷器或浪涌保护器。无论采用哪一种防雷法，为了保证人身和设备的安全，均应设计有接地措施。主要问题是：

（一）、台站的接地地网无法达到预期的泄流导电效果

台的避雷区分为两个，一个是发送天线区，另一个是资料室。按照国家有关防雷规定，上述两个地区均需配备相应的避雷器和接地器。台站初期的接地设备布置太简单，接地线直径及布置不符合标准，有可能只有垂直直地体及接地井，或是接地网年代久远，破损严重。由于长期未进行检修，导致接地网的接地电阻严重超标（通常为4.0欧姆），在遭遇雷击时，不能实现理想的漏电传导效应。

（二）、发射天线机房的雷击防范措施不够完善

发送天线室也叫天线室，它是台站用来传送资料讯号的主要设备，资料讯号由天线室内的天线室进行整理后，再经由馈线传送到发送到天线室。若不做好馈线的防护与保护，在雷电袭击时，由馈线引出的雷电很可能会进入到天线调谐室中，造成系统的损伤，故亟待加强对天线调谐室的防护。

（三）、防雷施工单位未完全按照设计要求进行现场作业，存在“防雷投资大，却见效少”的现象

通常情况下，防雷工作必须由具备防雷作业资格的企业进行，而在实际操作中，若对此项工作的监管不严格。会造成施工人员为了图便利而敷衍了事，例如地网挖沟不够，接地井位置过近，地网布局不合理等。在实际工作中，防雷电接地是一项重要的地下工程，其施工工艺的好坏直接影响到整个地下工程的成败。

（四）、台站机房内部未按规范安装三级防雷保护装置

目前，国内外学者对建筑物的雷电保护研究多集中在接闪器、引下线、接地体等方面，很少涉及到建筑物内部的过电压保护问题。台站室内的信息系统及电子器件容易遭受雷击及雷电波的侵袭，需要设置避雷器及防浪涌保护装置，以起到有效的避雷作用。当前，部分台站数据机房及天调机室未设置防雷设施，机房配电柜及机柜未设置等级式电力防雷防护，加大了机房设备被雷电劈毁的几率，严重威胁着机房的人身及财产安全。

三、RBN-DGNSS台站防雷技术的应用

防雷是一个庞大而又复杂的系统工程，单凭一两种先进的防雷装备或技术无法彻底解决雷电冲击或感电冲击的问题，需要根据可能引发雷电冲击的各种可能原因，采取现代化的防雷技术，进行全方位的防护，以达到降低雷害程度的目的。本文主要从四个角度来分析RBN-DGNSS台站的雷电防护技术：

（一）、机房设备电源系统的三级防雷保护

建筑信息设施电力系统防雷是指将建筑作为一个电力供应单位，通过在防雷区节点上依次布设防护措施来防止雷击产生的过电压。通常情况下，一级保护位于总配电柜上，二级保护位于配电柜的线路入口，三级保护位于电子信息装置的电源入口。台站室内装置的电力供应系统的避雷法是这样做的：(1)为保证台站主配房市电的电源线路的安全性，应在主配电系统中设置二级避雷装置及抗浪涌保护装置。(2)在中央机房的配电总闸上设置二次电力防雷器和防浪涌保护器，使工作区域的电力线路与接地线产生等电势，对工作区域的人员进行保护，同时也对设备进行保护。(3)在中央计算机室的每台机箱上安装一套避雷器，以取代普通避雷器，对计算机室的供电线路进行三层避雷安装。

（二）、加强防雷工程施工现场监管

与其它的建设项目相比，防雷工作具有特殊性，为了保证防雷工作的可靠，就需要有专门的工作程序和技术。提出了两个方面的建议：（1）在施工之前，需要进行设计交底和现场验证，其中包含了地网布设走向、接地井位置、防雷装置规格等方面的验证。若设计图与施工现场的真实状况有出入，应经设计方、施工方和业主方三方同意后方可更改设计图。(2)防雷电防护工程中，隐蔽工程的建设品质直接影响到工程完成后的总体防护水平，因此，参与单位必须严格实行隐蔽工程的签证制度。

（三）、发射天线区域和数据机房区域的防雷接地网建设

在台站防雷工程中，地网施工是最为关键的一步，其目标是将雷电经过低阻接地体系释放到地面，保护建筑物、人员及设备等。所以，在发射天线塔以及数据机房周围的合适的地方应该设置一个接地设备，通常它包括一个外部的地地环（网）、一个水平的地地体和一个垂直的地体体。天线场地周围的土壤电阻率一般都比较高，因此，要实现对接地网中的接地电阻进行有效控制，就必须对其进行理论分析。我们可以发现，要想减少接地电阻，主要有两种方法：一种方法是用加大接地体的几何尺寸，也就是加大地网面积，来增加接地体的容量C，以此来减少接地电阻。这不仅会导致土地征收的巨大代价，也会导致地网建设完成后的维修费用上升。第二种方法是在接地网中增设降阻组件，从而使接地线的电阻率下降。它采用了金属腐蚀电极，并将其紧密地包裹在了物理和化学性能都很稳定的低阻和导电性物质之中，以确保其在不同的季节里，不会受到任何的影响。该产品具有吸湿保温性能，并具有较低的阻抗和较长的稳定性，可在高土壤电阻率的区域，有效地减小了地网的接地阻力。在埋置减阻器时，要尽可能地选用适宜的土壤。

结束语：总而言之，RBN-DGNSS台站的雷电防护是台站经营中非常关键的一环，它的实施将会对台站的正常运营及人员装备的人身和财产的保护产生重大的作用。针对目前我国RBN-DGNSS台站的雷电防护状况，对我国RBN-DGNSS台站的雷电防护、机房设备供电防护、防雷接地网络构建、防雷防护实施等方面展开研究，以期提高我国RBN-DGNSS台站的雷电防护能力。

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