摘要：雷电是大气层中的一种强烈的放电现象，它对地面的建筑物、设备和人类的生命和财产造成了许多形式的破坏。近年来，世界上发生了大量雷电灾害事故，最常见的事故是船舶遭受雷击。在此基础上，分析了雷电产生的原因及对船舶导航设备的危害，介绍了雷电破坏力的形成形式，提出了船舶通信导航设备的防雷和防雷措施，以引起船舶工作者的注意。
关键词：船舶；通信导航；防雷避雷
随着通信技术的不断发展，中国的民用航空通信导航也不断走向现代化。目前，大规模集成电路和晶体管已广泛应用于民用航空通信和导航设备中。这些元器件对输入输出端口、电源及其它元器件的技术指标和工作环境提出了更高的要求。由于低电压和弱过流能力，甚至低振幅，短时间和小能量浪涌可能会造成这些组件的损坏。因此，传统避雷针技术已不能满足当前民用航空通信导航设备防雷保护的要求。
1.雷电对船舶通信导航设备的危害
因为大多数时候船在海上航行，当雷雨天气比较恶劣时，与海平面持平，船只在自然界的海洋中航行成为唯一引人注意的带电云层放电，所以船在海上航行而不是雷电。一旦船舶遭受雷击，船舶上的设备、货物和人员都会受到严重损坏，造成不可估量的严重后果和财产损失。随着电子技术的飞速发展，大量的电子信息设备和精密仪器设备的应用船舶通信导航设备，这些抗压力能力相对较弱，一旦这些设备被雷电击中，会损坏设备，造成系统瘫痪，带来了巨大的影响，船舶航行安全。
2.雷电破坏力的表现形式
中国属于雷电的地区，闪电活动与纬度有关，纬度越高，闪电活动越少。例如，在我国，广东省是一个具有很强的雷击活动的省份之一。闪电有两种形式，即直接闪电和感应雷，用于地面设备和建筑物。
2.1直击雷
闪电是在带电的云和地面上的点之间发生的雷击。由于直接的闪电电流很大，时间很短，当它侵犯了由高温产生的地面物体时，会产生破坏性的后果，是最具破坏性的闪电形式之一。
2.2感应雷
在船舶通信导航设备，各种电源线、信号线，当遇到雷雨、导航设备虽然没有直接雷击，但它会产生大量的负电荷感应和雷电电荷相反，积累后会产生太高，导致设备放电；此外，感应雷会感应电流或电压，很容易造成设备损坏的工作状态。感应雷的雷电效应小于直接雷的雷电效应，但可以被舰船人员忽略，是最危险的雷电灾害。
3.船舶通信导航设备的防雷避雷措施
船舶通信和导航设备的目的是为雷电产生的电流提供一条合理的路径。防雷措施只能减少雷电的破坏，防止闪电的形成。因此，本文从雷电损伤的性能出发，从两个方面论述了船舶通信设备的防雷措施。
3.1外部防雷
防雷装置可以安装在地面上，以释放闪电。一艘船的高桅杆是最容易受到直接打击的平坦海平面。现代船舶通信设备大多安装在桅杆或船体高度上，因此闪电的概率最大。在船舶防雷装置中，通常由天线系统、避雷器、避雷针和接地装置组成。一般来说，船的天线系统位于船的后部。由于盐度和舱室废气的双重腐蚀，天线容易生锈。当闪电发生时，由于腐蚀部分，天线会增加阻力，无法达到防雷效果。根据具体计算结果，接地电阻与放电产生的侧隙成比例，即当接地电阻较大时，放电会引起较大的反冲。当线路生锈时，由后坐力引起的雷电流将损坏设备。但与此同时，当接地电阻很小的时候，强大的闪电电流就会产生电磁场，这也会损坏设备。因此，船舶通信和导航设备，接地电阻应该设置，一般来说，是4-10欧姆。此外，船舶工人还需要定期检查铜线。如果铜线被腐蚀了，需要及时更换。更换时最好将黄油涂在铜丝上以保护铜丝。
3.2内部防雷
随着科学技术的进步，船舶通信导航设备得到了极大的发展，但同时也增加了雷电过电压对设备的危害。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆针对感应雷的失效模式，应防止雷电冲击电流产生的电磁场干扰设备。在防雷工程中，可以采取等电位联结、屏蔽、保护隔离、合理接线等有效措施。这些措施可大大减少电子产品过电压造成的损害。浪涌过电压危害电子设备主要是信号的交、直流电源和控制线的装置以防止损坏内部连接到室外的传输方式，它必须在信号控制端口安装过电压抑制装置来吸收过电压冲击电流防止进入电子设备内部。
3.3机房接地系统
机房接地系统采用单点接地，是雷电防护和暂态过电压保护中的一个热门课题。为了防止由于地线之间的电位不同造成设备损坏，我认为使用单点接地（即共用地线）是好的。也就是说，机房里的所有电子设备都是用最短的连接连接他们的皮肤，然后连接到机房的接地母线，然后连接到防雷接地连接上。如果通信设备和导航设备制造商要求设备独立接地，接地母线与防雷线路连接也合适。根据通信导航设备的现状，提出接地系统接地电阻低于2欧姆的建议。如果土壤电阻率高，则可以使用阻减剂和合成材料降低电阻值。
此外，有雷雷球，以减少地雷的危害，应关闭门窗的雷电活动，防止形成的吃水。一些对雷电活动频繁地区，为了防止雷击静电和电磁感应的侵犯计算机机房用钢丝网或铜网六面屏蔽（包括Windows）或导航设备本身具有导电塑料屏蔽和接地屏蔽层，这是类似于Fala兄弟到笼。设备对雷电感应的危害。当然，这种方法是一项大投资。另一种方法是建造钢结构混合房间。当钢筋建造时，钢筋不需要焊接和焊接，使所有的钢筋成为连接体并连接到接地系统。它也可以达到的效果类似于法拉的笼子。
3.4直击雷保护
对于直击雷的防护来说，首先就应该将避雷针、避雷网等设备安装在建筑物上，通过各个设备之间的相互配合，将所有的监视、导航以及通信设备都归纳到保护范围内，其中需要注意的是，天线与避雷设备之间的水平距离应该超过三米。铺设避雷网的时候应该尽量铺设在屋檐、屋角等容易受到雷击的位置，并相互之间构成网格，通过将各个避雷设施有效的连接之后，应该就近与引下线相连接。为了保证顺畅的释放雷电流，应该铺设单独的引下线，其数量应该与避雷针相等，而且在铺设引下线的时候需要保证其舒展、平直，保证截面积能够满足需求。确保各种类型的弱点馈线之间的间距符合规定要求，并有效的连接接地系统。
3.5信号传输系统的电涌保护
在监视、导航以及通信设备中进出的通信电缆，应该采用金属管或者是金属护套电缆铺设，并将其埋地进入，金属管两端和护套都应该进行接地处理。最好是将金属电缆用光缆替换，带有金属外护层或者是金属芯的电缆应该在入户端做接地处理。作为特级防护的监视、导航以及通信设备，在分线盒或者是总配线架处进入的通信电缆安装信号SPD。该设备的各方面参数和特性都能够满足监视、导航以及通信设备在特性阻抗、插入损耗、宽带、信号传输速率等方面的需求，其中需要注意的是SPD的传输方式和接口形式一定要与设备的要求保持一致。
总之，导航设备综合管理通信防雷措施、多设防政策，努力消除房间里的雷电，不仅要考虑如何选择防雷设备更好，而且还要做好防雷系统设备和建设工作中的具体设计和施工的有效链接技术。
结论
船舶通信导航设备的防雷和防雷工作是一个长期的课题，船舶工作人员要注意保护的多方面结合。随着科学的不断进步，防雷的途径也在不断完善。在实施船舶防雷措施时，应充分考虑到经济适用性和安全性，并用科学手段选择合适的防雷装置和措施。在日常的航行，船上人员应注意防雷设备的维护，根据相关规定，防雷设备的使用权，特别是通信和导航设备，避免雷击损坏，遇到雷电天气，尽量不要在甲板上或桅杆，减少雷电造成的损害。
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论文作者:郑华
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/19
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