机场电气工程中的防雷与接地技术要点分析

随着航空运输业的蓬勃发展，机场规模持续扩张，电气设备与系统愈发复杂。机场多处于开阔地带，建筑物及设施相对高耸，成为雷电易击目标。雷击不仅可能损坏电气设备，引发供电中断，还会危及航空通信、导航等关键系统，对机场运营安全构成严重挑战。据相关统计，因雷击导致的机场设备故障与运行事故时有发生，造成巨大经济损失与安全隐患。因此，深入研究机场电气工程中的防雷与接地技术，强化防雷措施，优化接地系统，对保障机场安全、高效运行具有紧迫且重要的现实意义。

1 机场电气工程中雷电危害的类型及原理

1.1 直击雷危害

直击雷是雷电直接击中物体，瞬间释放巨大能量，产生强大电流与高温。在机场，直击雷可能击中航站楼、塔台、航管楼等高大建筑物，强大电流沿建筑物结构传导，可能引发火灾、结构损坏；击中机场跑道上的助航灯光设施，会致使灯具损毁、供电线路短路，影响飞机起降引导。例如，某机场曾因直击雷击中航站楼顶部，造成局部建筑结构受损，部分电气线路烧毁，导致航站楼部分区域停电数小时，严重影响机场运营秩序。其原理在于雷电先导与地面突出物体形成导电通道，电荷瞬间大量泄放，产生热效应、机械效应与电磁效应，对击中物体造成毁灭性破坏。

1.2 感应雷危害

感应雷分为静电感应雷与电磁感应雷。静电感应雷是由于雷雨云在建筑物顶部感应出大量异性电荷，当雷云放电后，电荷迅速中和，产生瞬间高电压，通过电气线路传导，损坏连接的电子设备。电磁感应雷则是雷击瞬间产生强大变化的电磁场，在附近导体中感应出电动势，形成感应电流，若设备绝缘性能不足，易引发短路故障。机场内电气设备众多，线路复杂，如通信线路、计算机网络线路等，极易受感应雷影响。以某机场通信机房为例，因感应雷导致通信设备接口烧毁，通信中断，严重干扰机场指挥调度工作。感应雷危害范围广，传播途径隐蔽，对机场电子设备威胁极大。

2 机场电气工程防雷技术要点

2.1 直击雷防护技术

2.1.1 接闪器的合理选择与安装

机场建筑物如航站楼、塔台等，应依据其高度、重要性与周边环境，合理选用接闪器。避雷针可采用提前放电避雷针，其能主动引雷，有效扩大保护范围，适用于保护关键设备与设施。避雷带则沿建筑物易受雷击部位，如屋脊、屋檐等敷设，采用热镀锌扁钢等导电性良好材料，确保电气连通性。避雷网在大型建筑物顶部纵横布置，构建全方位防护体系。安装时，需严格按照滚球法计算保护半径，保证建筑物及附属设施均处于接闪器保护范围内。例如，某机场航站楼通过精确计算，在屋顶安装提前放电避雷针，并配合避雷带、避雷网，多年来有效抵御直击雷侵袭。

2.1.2 引下线的设计与施工要求

引下线负责将接闪器接收的雷电流引入大地，设计时数量不少于两根，沿建筑物外墙均匀对称布置。材料选用热镀锌圆钢或扁钢，具备足够机械强度与热稳定性。施工中，引下线应尽量短直，减少弯曲，避免出现直角弯，降低雷电流传输阻抗。与接闪器和接地装置的连接采用焊接或专用连接夹具，确保连接可靠、电气导通良好。例如，某机场塔台引下线施工严格把控质量，采用大规格热镀锌圆钢，焊接工艺精湛，经多次雷击考验，运行稳定。

2.2 感应雷防护技术

2.2.1 屏蔽措施

对机场内电子设备机房、通信线路等采取屏蔽措施，阻断感应雷电磁信号传播。机房采用金属屏蔽网或金属板进行电磁屏蔽，确保机房内任意点电场强度在特定频段内小于规定值。通信电缆、信号电缆穿镀锌钢管敷设，钢管全程电气连通并接地，有效屏蔽外界电磁干扰。例如，某机场通信机房进行屏蔽改造后，感应雷引发的通信故障大幅降低，通信质量显著提升。

2.2.2 等电位连接

通过等电位连接，将机场内金属物体、电气设备外壳、接地装置等电气连通，消除电位差，避免因电位差引发的火花放电。在建筑物入口处，对进入的电缆、管线、桥架等做等电位连接后接地；机房内所有机架、设备机壳进行等电位连接并接地。例如，某机场在实施等电位连接改造后，有效降低了感应雷对设备的损害风险，保障了设备运行安全。

2.3 雷电电磁脉冲防护技术

2.3.1 合理布线与线缆选择

机场电气系统布线遵循规范，电源线与信号线分开敷设，避免交叉干扰。选用屏蔽性能好、抗干扰能力强的线缆，如屏蔽双绞线用于信号传输，铠装电缆用于电源输送，减少雷电电磁脉冲耦合几率。例如，某机场在电气线路改造中，优化布线方案，选用优质线缆，有效降低了雷电电磁脉冲对系统的干扰。

2.3.2 安装电磁脉冲滤波器

在电气设备前端安装电磁脉冲滤波器，过滤雷电电磁脉冲中的高频干扰成分，保证设备正常工作。滤波器根据设备特性与电磁环境参数选型，其通带特性满足设备信号传输需求，阻带特性有效抑制雷电电磁脉冲干扰。例如，某机场雷达设备安装电磁脉冲滤波器后，运行稳定性显著提高，受雷电电磁脉冲干

扰次数明显减少。

3 机场电气工程接地技术要点

3.1 接地系统的设计原则

3.1.1 接地电阻要求

机场不同区域对接地电阻要求严格。航站楼、塔台等重要建筑接地电阻不大于 1 欧姆，确保雷电流迅速泄放，降低跨步电压与接触电压危害。导航台、通信基站等设施接地电阻不大于 2 欧姆，保障高精度电子设备稳定运行。其他一般建筑物和设施接地电阻不大于 4 欧姆。设计时，根据土壤电阻率、地质条件等，选择合适接地方式与接地材料，确保接地电阻满足要求。

3.1.2 接地方式的选择

根据机场电气系统特点，选择合适接地方式。常见有 TN 系统（包括 TN -S、TN - C - S）、TT 系统、IT 系统。TN - S 系统适用于对供电可靠性与安全性要求高的场所，如航站楼、塔台等，其将工作零线与保护零线分开，有效避免电气故障引发的触电事故。TT 系统用于部分对漏电保护要求较高的设备接地。IT 系统适用于对供电连续性要求极高的场所，如医疗设备区域等。设计时，综合考虑系统特性、设备要求、环境因素等，确定最佳接地方式。

3.2 接地系统的施工要点

3.2.1 接地体的埋设深度与间距

接地体埋设深度根据土壤性质、冻土层深度等确定，一般不小于 0.6 米，在寒冷地区，需埋设在冻土层以下，确保接地性能稳定。接地体间距根据接地体类型与土壤电阻率调整，垂直接地体间距不宜小于其长度的 2 倍，水平接地体间距不宜小于 5 米，避免接地体之间相互屏蔽，影响接地效果。

3.2.2 接地连接的可靠性

接地连接采用焊接、压接等可靠方式。焊接时，焊缝饱满、牢固，无虚焊、漏焊，焊接部位做好防腐处理。压接使用专用压接工具，确保连接紧密、电气导通良好。接地连接点标识清晰，便于检查与维护。例如，某机场接地连接施工质量严格把关，采用先进焊接工艺与检测手段，保障接地连接可靠性。

4 结论​

机场电气工程中的防雷与接地技术是保障机场安全运营的核心技术，直接关系到航空运输的安全性与可靠性。通过对直击雷、感应雷、雷电电磁脉冲危害的深入分析，针对性采取合理有效的防雷技术措施，如优化接闪器与引下线设计、实施屏蔽与等电位连接、科学应用电涌保护器等，可有效降低雷击风险。

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