摘要 本文提出无线综合通信车整体防雷设计的建议，包括外部防护、内部防护和等电位连接措施3部分。
关键词 通信车；无线综合通信车；防雷设计
中图分类号TN91文献标识码A文章编号 1674-6708（2011）46-0230-02
0 引言
通信车的使用地点大多在野外，容易成为雷击的主要目标。为适应各种地理条件，不同气候条件和不同季节的作战使用，保障人身安全和设备完好，通信车的雷电防护越来越重要了。本文就有关无线综合通信车的防雷设计技术问题进行探讨。
1 无线综合通信车的组成
1.1 无线综合通信车的设备组成
无线通信设备：短波电台一部、超短波电台3部、微波通信设备1部；
有线信息设备：交换机1台、网络交换机2台、计算机2台；
电源设备：柴油发电机组1台、综合电源1台。
1.2 无线综合通信车的结构形式
无线综合通信车由一台陕汽载车和一个方舱（4 400mm×2 438mm×1 700mm，长×宽×高）组成，方舱后部安装微波电动升降杆，短波电台及超短波电台天线装在方舱顶部，有线信息设备和电源设备装于电子方舱中。
2 防雷方案设计
结合无线综合通信车“移动”的特点和内部通信结构，以国家防雷标准和通信行业防雷标准为基础，提出无线综合通信车的整体防雷建议。整体防雷建议分外部防护、内部防护和等电位连接措施三部分。
2.1 外部防护
2.1.1 避雷针
为防止无线综合通信车野外空旷地带作业时遭受直接雷的袭击，工程设计中采用避雷针主动式防雷，避雷针的高度采用“滚球法”计算出，可按下列计算式确定：
式中rx为避雷针在hx高度平面上的保护半径（m）；
ro为避雷针在地面上的保护半径（m）；
h为避雷针高度（必须是h≤hr）（m）；
hx为被保护物的高度（m）；
hr为滚球半径（m）。
实践证明，提供有效保护并不需要架设极高的避雷针，避雷针一般只需高出受保护体25mm~90mm。避雷针在车顶固定安装时其安装支架应与车体绝缘，如与其他天线处于同一平面时，应加大避雷针与其他天线的隔离度。避雷针设计时可根据布局空间制造成可折叠式或可拆卸式，方便运输和安装。
2.1.2 接地
避雷针底部通过引下线接到泄流地网，引下线采用截面积50mm2外皮包裹高绝缘材料的多股铜芯电缆，引下线与车体绝缘。通过引下线将雷电流引下，消除侧向调火和环流电位差，减少电磁感应的影响程度和影响距离，避免对天线杆、微波馈线和车厢内电子设备的严重影响和损坏。
泄流地网采用多个金属接地棒和离子接地棒低电阻接地模块两种配置形式。多个接地棒与屏蔽地线连成地网，引下线与接地棒的连接方式为压接。接地棒采用表面铜、镍镀层的冷拔钢管，直径70mm、长度1 200mm，导电性好，机械强度高。低电阻接地模块是一种导电性、稳定性好的非金属为主的接地体，通过增大接地体的泄流面积，减少接地体与土壤之间的接触电阻。
2.2 内部防护
2.2.1 电源防护
在车壁电源进线盒处安装交流电源电涌保护器，通流量不小于30kA（8/20μs），防止由外部引入的雷击过电压使车内通信设备损坏，电涌保护器地线就近与电源进线盒接地系统相连；综合电源输出的直流电源经直流电源转接盒分供各用电设备，直流分线盒内加安装直流电源电涌保护器，其通流量不小于3kA（8/20μs），防止雷电时地电位反击时使直流电源转接盒侧通信设备损坏，又同时对感应雷击过电压也能起到抑制作用。直流电源电涌保护器的地线就近与设备安装机柜的紫铜汇流排相连。
2.2.2 天馈线防护
无线综合通信车天馈线在馈线壁盒处安装有天馈线电涌保护器，通流量不小于50kA（8/20μs），加装天馈线电涌保护器的目的是为了防止由外部引入的雷击过电压使车体内设备损坏。天馈线防护主要有“放电管”同轴保护技术和1/4波长（1/4λ）同轴保护技术。
1）“放电管”同轴保护技术
放电管在常态下是一种绝缘体，与被保护的设备并联。当发生过电压，放电管达到了脉冲放电电压时，线路会在短时间内发生短路，从而将电涌或过电压引导至接地网络。当电涌或过电压消失后，放电管恢复到绝缘状态，等待下一次电压的来临。脉冲放电电压取决于过电压上升率，过电压上升速度（dv/dt）越高，电涌保护器（浪涌保护器或防雷器）的脉冲放电电压也随之升高。一般特征：驻波比﹤1.3，插入损耗﹤0.2dB，带宽0到4GHZ，最大放电电流Imax=20kA（8/20μs），接头：N、F、BNC等。
2）1/4波长（1/4λ）同轴保护技术
采用一种四分之一波长的短路杆，所以被称为“1/4λ”同轴保护器（同轴防雷器）。此短路杆连接电缆芯线和外部接地，起带通滤波器的作用，通过调整机械尺寸，滤波器可做成窄带或宽带。由于雷电频谱较低（从几百kHZ到几MHZ），滤波器将把它从正常的频率信号中过滤掉。
2.2.3 信号线防护
信号防雷器一般串联于线路上，应根据被保护设备的工作电压（电平）、传输速率、传输频率、频带宽度、特性阻抗、接口类型、插入损耗等参数选用插入损耗小、限制电压（箝位电压）不超过被保护设备耐受电压水平的信号线保护器。
1）工作电压（工作电平）的选择
信号防雷器的工作电压是根据信号传输线的工作电压来确定，且必须大于信号线的工作电压。
2）传输速（bit/s）的选择
信息系统的数据传输速率各不相同，串联在信号线上的信号线保护器支持的传输速率应不小于信息系统本身的传输速率，否则将导致信号中断或误码率增加（数据传输的误码率一般低于10-5），影响信息系统的正常工作。
3）接口类型的选择
为了匹配特性阻抗并最大限度的降低接触电阻，必须选择于信号线上相同类型的接口。同轴电缆的接口要注意公（M或J）母（F或K）配合。
2.2.4 车内设备保护接地
车内接地根据不同的功能分为大信号地、小信号地、电源地、保护地、避雷地等。本车的大信号地主要指电台类设备的接地线，采用紫铜带铺设，相互隔离，以最短的距离汇至接地点后接入大地。小信号地是指除电台外所有通信设备的信号接地线，采用紫铜带作为公共母线，各设备的信号接地点通过接地导线分别就近接入，整车信号输入口的信号滤波器地也可接入小信号地。电源地也采用紫铜带作为公用母线，所有用电设备的电源地、电源滤波器地、电源插座地和综合电源自身的地均就近接入。车厢内外蒙皮、设备壳体均通过保护地接入大地，以起到屏蔽的作用。所有的线缆的屏蔽层也通过保护地接入大地。
车厢内地板下环形布置铺设的接地汇流铜排，铜排规格为40mm×2mm，用于连接的导线使用多股铜芯线，其截面积不小于35mm2。接地汇集导线其截面积不小于95mm2。
2.3 等电位连接
机动式的防雷接地难度大于固定防雷接地的设计，特点是要求架设快速、接地效果好、环境适应性强，无线综合通信车采用等电位连接设计法。将车内设备安装的机柜、车厢内外蒙皮等所有金属连接起来，并由电源进线盒处的接地点一点接入大地，减小雷击时车内导体之间的电位差，防止发生反击。
3 结论
无线综合通信车防雷是一项复杂的系统工程，由于雷电对各种设备设施的破坏和人身安全威胁，越来越受到关注，本文提供的防雷系统设计效果如何，必须通过实际应用和验证。
参考文献
[1]陈穷等.电磁兼容工程设计手册[M].北京：国防工业出版社，1993.
[2]GJB 1210-91 接地、搭接和屏蔽设计的实施.
[3]GJB 5080-2004 军用通信设施雷电防护设计使用要求.
[4]潘忠林.现代防雷技术[M].北京：电子工业出版社，1997.
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