張愛麗 李志勇
河南師范大學 計算機系，河南新鄉(xiāng) 453007
摘要：電源是地面通信臺站的動力，電源質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響著通信網(wǎng)絡(luò)能否安全可靠地運行；雷電干擾，經(jīng)常造成通信干擾或中斷，嚴重時，造成設(shè)備損壞，甚至人員傷亡。因此，關(guān)于通信臺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
電源是地面通信臺站的動力，是糧食，是后勤保障。它直接與通信臺站的工作安全可靠性有關(guān)。
通信臺站是決定飛行安全可靠的重要保證手段，電源是電臺的動力來源。地面通信臺的電源，一般以市電交流220V（380V）為主，輔助以油機發(fā)電及直流蓄電池組。電源的危害直接通過電源線進入設(shè)備內(nèi)部。如果電源污染或出現(xiàn)故障，就會造成場站整個指揮控制系統(tǒng)癱瘓和中斷。因此，應(yīng)該引起足夠重視，采用多種手段，盡力做到萬無一失，重點保障。
雷電防護，大多數(shù)場站以避雷針為主，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，地面通信臺站以電子管設(shè)備為主，通信方式以話音為主。對電源電壓、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，通信臺站，大量使用半導體器件，大規(guī)模集成電路、數(shù)字電路，微機程序控制等新器件、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)。它們對電源電壓、電流的沖擊，對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給通信臺站造成危害，影響設(shè)備正常工作，引起信息錯誤，甚至會造成設(shè)備元器件燒毀，通信線路中斷，影響飛行安全，貽誤戰(zhàn)機。
現(xiàn)代戰(zhàn)爭是信息戰(zhàn)爭，正確及時的信息傳遞，會給戰(zhàn)爭爭取時間，贏得戰(zhàn)機，決定戰(zhàn)爭的勝利。錯誤的信息，會耽誤戰(zhàn)機，造成戰(zhàn)爭的失利。它迫使人們重新認識電源及防雷的重要性，制定防范標準，以適應(yīng)現(xiàn)代設(shè)備以及戰(zhàn)爭的需要。國標（GB）、軍標（GJB）以及各部門、各行業(yè)都對電源、防雷等作了明確的規(guī)定要求。因而機房在設(shè)計施工及通信設(shè)備制造時，都必須嚴格執(zhí)行標準，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
機場的指揮通信線路是執(zhí)行防空作戰(zhàn)和完成空勤訓練的主要通信手段。傳送命令和指示，必須迅速、準確、穩(wěn)定、可靠。這就要求通信電臺必須工作可靠，同時要求電源有保障，防雷措施應(yīng)周密細仔。
機場一般遠離市區(qū)，供電系統(tǒng)與當?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，電源電壓波動很大，有的用電設(shè)備陳舊，火花干擾嚴重，設(shè)備之間相互干擾，形成倒灌，污染電源。我們曾經(jīng)對一些機場的電源電壓進行過測量統(tǒng)計，正常220V市電電壓，最高時超過280V，最低時低于150V，一般家用電器根本無法正常工作。通信設(shè)備如不采取特殊措施，同樣無法正常工作。目前機場電源很少能滿足國軍標對供電電源的要求。為了適應(yīng)這一現(xiàn)狀，地空超短波電臺，在電臺設(shè)備內(nèi)部采用了寬范圍穩(wěn)壓及過壓、過流保護告警措施，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，還會引起信息錯誤，影響正常通信。
雷電防護目前更少注意，除南方雷雨區(qū)場站，建筑物周圍，天線附近設(shè)有簡單的避雷針外，其余場站一般沒有防雷措施，有些場所確實設(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、電源線路等外部進入室內(nèi)的線路很少加避雷措施。通信電臺有關(guān)進線口并未加雷電防護措施。我國南方雷雨區(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。
機場建設(shè)對電源質(zhì)量、雷電防范、接地均有專業(yè)標準規(guī)定，如何施工也作出了比較詳細的說明。許多場所，由于經(jīng)費不足，很少按要求嚴格規(guī)范施工，對通信臺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，一般場站條件普遍較差，問題較大，不能適應(yīng)通信臺站信息化及發(fā)展的要求，必須進行整頓。
3 解決方法和建議
通信臺站內(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、進線口等加裝半導體防雷器、消吸材料。另外，還要注意接地，良好的接地是雷電防護的關(guān)鍵。我們國家由于歷史原因和經(jīng)濟條件限制，目前多數(shù)機場仍為軍民合用機場，對一些公共設(shè)施，如供電電網(wǎng)、雷電防護等相互依賴，管理比較混亂。一般機場遠離市區(qū)，條件比較困難。鑒于這一現(xiàn)狀，為了保證通信臺站安全、可靠的正常工作，關(guān)于供電電源及雷電防護特提出如下建議：
3.1 雷電防護
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)備機殼感應(yīng)進入設(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、電流進入設(shè)備內(nèi)部引起的元器件過壓、過流損壞。
雷電防護：直接雷擊應(yīng)采用避雷針防護。要嚴格按照標準要求，在相關(guān)部位架設(shè)避雷針。如天線附近、供電線路桿（塔）上。利用避雷針來減少直接雷擊對設(shè)備造成的損害。避雷針接地一定要嚴格按規(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)成雷電襲擊時的電流通路，引下線必須保證一定截面積，不能太細。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）是一種高效能半導體器件。當兩極間受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時，它能以極快速度（10-12秒量級）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預(yù)定值，阻斷高能量對設(shè)備內(nèi)部元器件沖擊，有效地保護設(shè)備，免受浪涌脈沖的損壞。由于它具有響應(yīng)時間快、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，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。因而在機場、機房建設(shè)時以及新設(shè)備制造時應(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，一般采用交流220 V市電（油機發(fā)電）及蓄電池組供電方式。交直流互為備用。當交流電沒有時，會自動轉(zhuǎn)換到直流，交流電恢復時又回到交流，自動轉(zhuǎn)換，以交流為主。
交流供電電源重點應(yīng)提高電源質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)用電設(shè)備要求，進行整頓。對機場現(xiàn)有老線路，若沿路接入用電設(shè)備混雜，線路電源污染嚴重，應(yīng)采用專線供電。若無條件使用專線，應(yīng)對線路上的接入設(shè)備進行清理，對有火花干擾的設(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用電設(shè)備的影響。新建機場、指揮所供電電源要從嚴要求，最好采用專線供電，要嚴格按國標、國軍標、行業(yè)標準及用電設(shè)備的要求進行設(shè)計。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)備之間相互串擾、相互影響，用電設(shè)備的接入應(yīng)嚴格限制，最好不要接入電焊機等設(shè)備。供電電源要合乎國家標準，工作間應(yīng)配備參數(shù)電源穩(wěn)壓器（凈化交流穩(wěn)壓器），保證電臺供電電源電壓穩(wěn)定和無電污染。蓄電池組應(yīng)盡量選用新型綠色電池（鎳氫電池），減少電池對環(huán)境的污染。在經(jīng)費允許條件下，應(yīng)采用不間斷電源集中供電，或?qū)χ攸c部位采用局部不間斷電源供電。要加強電源線路管理，保證安全供電。
�。�1）現(xiàn)有電源改造
鑒于機場現(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)備能在一個相對純凈的電源環(huán)境中工作。
市場上的穩(wěn)壓電源品牌品種五花八門，檔次參差不齊。低檔產(chǎn)品以普通機械調(diào)節(jié)，補償式、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
在機場建設(shè)初期，應(yīng)根據(jù)用電設(shè)備要求及今后發(fā)展要求，對電源線路進行專門選址、設(shè)計，認真貫徹國標、軍標及機場建設(shè)標準，嚴格要求施工，盡可能采用專線獨立供電，線路要遠離道路及有嚴重干擾源的場地，線路上用電設(shè)備的接入要采用隔離措施，減少相互之間串擾，要避免有火花干擾（如電焊機），用電量大的設(shè)備接入，避免對電網(wǎng)造成新的污染。對于不能采用獨立供電而需要與用戶共用電網(wǎng)時，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、無污染。
隨著指揮系統(tǒng)現(xiàn)代化，C3I系統(tǒng)的應(yīng)用，機場應(yīng)該安裝不間斷電源，采用多種手段確保供電電網(wǎng)任何時刻安全供電。
總之，機場電源及防雷是機場建設(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，在機場建設(shè)時應(yīng)充分考慮電源電網(wǎng)及防雷措施，“兵馬未動，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：直接雷擊應(yīng)采用避雷針防護。要嚴格按照標準要求，在相關(guān)部位架設(shè)避雷針。如天線附近、供電線路桿（塔）上。利用避雷針來減少直接雷擊對設(shè)備造成的損害。避雷針接地一定要嚴格按規(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)成雷電襲擊時的電流通路，引下線必須保證一定截面積，不能太細。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。
