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摘 要:通信导航监视设备是保障青海空管分局运行安全的基础,近年来,随着民航空管事业的发展,通信导航监视设备建设取得了长足的进步,但电磁干扰也开始成为影响通信导航监视设备运行的重要因素。在通导设备建设大机房的应用过程中,电磁干扰以各种形式出现,成为影响通导设备正常安全运行的重要因素之一,也影响到空管的运行安全。本文从空管通导设备接地问题着手,对电磁干扰的现象进行了梳理,分析了设备运行中的干扰类型和接地方式,结合工作实际,为有效提高空管通导设备的抗干扰能力提出了具体措施。
关键词:通导设备 接地 分析
中图分类号:V355 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)08(b)-0055-02
由于空管通信导航监视设备电子系统的集成度越来越高,大机房中动力线路与控制线路纵横交错,而大部分通信导航监视设备设计复杂,精密化智能化程度高,对于电磁干扰比较敏感和脆弱,一旦受到电场的干扰,电位就会发生变化,电路系统工作就会出现不稳定的情况,从而对安全运行产生较大影响。为提高通导设备工作稳定性,合理设备接地是降低电磁干扰的重要手段,接地与综合防护是保证民航设备安全可靠运行的必要措施。
1 电磁干扰现象及其分析
随着空管电子化设备大量推进使用,设备数量急剧增加,信号传输越来越复杂,灵敏度越来越高,功率越来越大,受电磁干扰现象越来越普遍。在日常运行中,管制模拟机就曾经因为受电磁干扰导致管制员在模拟训练时语音杂音较大无法相互通话的问题,当管制员反应模拟机通话杂音较大,维护人员调查后发现由于模拟机所在房间原属于办公用房,不具备机房接地和屏蔽的条件,由于设备均未有效接地,导致产生电磁干扰,进而影响通话质量。青海空管也曾经发生由于设备显示器老化产生电磁干扰的问题,由于液晶显示器高压板老化,产生电磁干扰,维护人员在日常的电磁环境排查中迅速定位后得以解决。总得来说,电磁干扰主要产生的原因大多是由于存在电路回路的公共阻抗耦合导致电路性干扰,由于电流变化导致在电感性元件上产生电感性干扰,由于导线内阻原因导致电压产生压差形成的干扰,由于材料的绝缘性能导致的静电放电干扰等[1],这些电磁干扰现象影响著空管通导监视设备的正常安全运行。
2 空管通导设备接地技术概述
2.1 空管设备接地的类型
为提高空管通信导航监视设备工作的稳定性和操作人员的安全性,设备接地是提高设备电磁兼容性降低电磁干扰的重要手段。通过设备接地,把电位变化产生的电荷通过金属导体导入到大地中,以此来降低磁场干扰现象。通导设备的接地类型主要有防静电接地、工作接地、安全接地、防雷电接地、屏蔽接地、模拟接地及设备接地等,实际安全生产运行中需要根据通导设备的系统类型和运行状态选择对应的接地方法,保障设备的安全稳定运行。
2.2 空管设备接地的方式
从实际经验来看,目前空管通导设备的接地类型主要包括并联式接地、分散式接地和混合式接地3种。并联式接地又称为单点接地,指将通导设备各系统中的全部地线并联起来统一接到公共地线的同一处,由于并联式接地没有形成环形回路,不会对通导设备产生干扰,但可能存在由于设备地线较长致使阻抗过大的问题。分散式接地又称为多点接地,是指通导设备的各部分分别与接地系统就近接地,这样的接地方式地线短,但由于接地系统较多,容易导致祸合而产生干扰。混合接地同时包含了并联式节点和分散式接地的两种特性,在地线系统中利用电感电容器件在不同频率下不同阻抗的特性,综合使用并联式和分散式的接地结构,根据不同的频率合理设计不同的接地方式。
3 抗电磁干扰的具体措施
在掌握电磁干扰产生的原因和接地的种类和方式后,可以采用综合性技术措施降低或者避免干扰现象的发生以使通导设备的正常运行,结合设备运行实际情况,目前可采用以下一些措施来防止电磁干扰。
3.1 合理规划布线避免公共阻抗
目前空管通导机房多采用大机房设备集中管理模式,由于空管通信导航监视设备中的电路大多是由多级电路组成的,所有的通导设备集中在一块,抗干扰能力小的微弱信号最容易受到干扰。所以,在机房或者是设备布线过程中要确保科学性、规范性和精密程度。数字电路与模拟电路接地应严格分开,在模拟电路中尽量加大其接地面积,以减少接地阻抗。在设计线路时充分考虑电位差的存在,通过合理布线来降低地线中的公共阻抗,尽量避免大地与通导设备间的电势差形成信号回路,若出现任何问题都会对通导设备产生电磁干扰。综合来说,在对通导设备接地时,应尽量多使用用混合接地方式,根据设备不同的阻抗特性以并联式接地为基础结合分散式接地,将通导设备各模块分别接地以降低电流冲击。青海空管航管楼设备大厅设计上走线为弱电通信电缆,同时将模拟线和数字线通过上下两层桥架分开,下走线为强电电力电缆,部署接地电缆时,采用并联式和分散式综合接地的方式,对有效降低干扰起了一定的作用。
3.2 采取措施降低地线抗阻
降低通导设备接地地线本身的阻抗是最有效的抗干扰措施。地线阻抗由电阻和电感组成,若电阻值较大,那么会导致电流在线路中受到阻碍,影响抗干扰能力。地线电阻的公式为:RDC=S/A,这其中的RDC为电阻率,S为电流通过的导体长度,A为接地线横截面积[2]。由此公式可以推断出,如果要降低电阻,就需要增大接地线的横截面积。在实际运行中通导设备的电流主要在导体的表面传递,从而致使导体实际的横截面较小而电阻阻抗较大,因此,要降低导体电阻的阻抗,就需要增加导体实际的横截面积。同时,缩短导体长度也是降低地线阻抗的重要手段,以并联式接地为框架,结合分散式接地的方式,确保通导设备各模块的接地线导体能与最近的大地进行连接,以此来缩短地线导体的长度从而降低地线阻抗,从而实现通导设备的安全可靠运行。
3.3 正确接地连接减少地环路干扰
分散式接地可以缩短地线导体长度从而降低阻抗,但却很容易产生地环路干扰。产生地环路干扰的主要原因是由于分散式接地的通导设备间,由于接地点较多引起地线电位差形成了地环路电流,导致产生差模干扰电压,从而产生地环路干扰通导设备正常安全运行。日常运行中我们可以通过光电耦合器或者共模扼流圈等措施来抑制或者阻断地环路的形成[3],也可以通过混合接地方式,合理规划结合并联式接地和分散式接地多种接地方式,控制接地点数量,排除接地系统中可能导致电磁干扰的连接,从而提升通信导航监视设备的运行安全。在运行维护中,认真控制接地点的数量,每个机柜只接一个接地点,对机柜内部的设备再进行并联接地,从而减少地环路干扰。
4 结语
近年来,民航空管的通信导航监视设备建设取得了快速的发展,通导设备正常运行是保障空管安全运行的基石,随着通导设备的建设大机房的应用,电磁干扰成为影响通导设备正常安全运行的重要因素之一。通导设备接地是有效控制电磁干扰的重要手段,通导设备接地技术水平的高低,关系设备运行质量的好坏。我们要根据通导设备的不同工作属性,科学合理设计规划和安装部署接地系统和设备机柜位置,结合并联式接地和分散式接地多种接地方式,规范安全地进行设备操作,可有效降低电磁干扰现象,从而实现通信导航监视设备的正常安全可靠运行的目标。
参考文献
[1] 周国清.电子设备中基于接地与屏蔽的电磁兼容性设计[J].西南大学学报,2014,36(8):185-188.
[2] 吴大成,马培君.电子通信设备中的接地问题分析[J].建筑工程技术与设计,2014(13):764.
[3] 孙婷.电子通信设备接地问题分析[J].辽宁师专学报,2014,16(4):19-20.
关键词:通导设备 接地 分析
中图分类号:V355 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)08(b)-0055-02
由于空管通信导航监视设备电子系统的集成度越来越高,大机房中动力线路与控制线路纵横交错,而大部分通信导航监视设备设计复杂,精密化智能化程度高,对于电磁干扰比较敏感和脆弱,一旦受到电场的干扰,电位就会发生变化,电路系统工作就会出现不稳定的情况,从而对安全运行产生较大影响。为提高通导设备工作稳定性,合理设备接地是降低电磁干扰的重要手段,接地与综合防护是保证民航设备安全可靠运行的必要措施。
1 电磁干扰现象及其分析
随着空管电子化设备大量推进使用,设备数量急剧增加,信号传输越来越复杂,灵敏度越来越高,功率越来越大,受电磁干扰现象越来越普遍。在日常运行中,管制模拟机就曾经因为受电磁干扰导致管制员在模拟训练时语音杂音较大无法相互通话的问题,当管制员反应模拟机通话杂音较大,维护人员调查后发现由于模拟机所在房间原属于办公用房,不具备机房接地和屏蔽的条件,由于设备均未有效接地,导致产生电磁干扰,进而影响通话质量。青海空管也曾经发生由于设备显示器老化产生电磁干扰的问题,由于液晶显示器高压板老化,产生电磁干扰,维护人员在日常的电磁环境排查中迅速定位后得以解决。总得来说,电磁干扰主要产生的原因大多是由于存在电路回路的公共阻抗耦合导致电路性干扰,由于电流变化导致在电感性元件上产生电感性干扰,由于导线内阻原因导致电压产生压差形成的干扰,由于材料的绝缘性能导致的静电放电干扰等[1],这些电磁干扰现象影响著空管通导监视设备的正常安全运行。
2 空管通导设备接地技术概述
2.1 空管设备接地的类型
为提高空管通信导航监视设备工作的稳定性和操作人员的安全性,设备接地是提高设备电磁兼容性降低电磁干扰的重要手段。通过设备接地,把电位变化产生的电荷通过金属导体导入到大地中,以此来降低磁场干扰现象。通导设备的接地类型主要有防静电接地、工作接地、安全接地、防雷电接地、屏蔽接地、模拟接地及设备接地等,实际安全生产运行中需要根据通导设备的系统类型和运行状态选择对应的接地方法,保障设备的安全稳定运行。
2.2 空管设备接地的方式
从实际经验来看,目前空管通导设备的接地类型主要包括并联式接地、分散式接地和混合式接地3种。并联式接地又称为单点接地,指将通导设备各系统中的全部地线并联起来统一接到公共地线的同一处,由于并联式接地没有形成环形回路,不会对通导设备产生干扰,但可能存在由于设备地线较长致使阻抗过大的问题。分散式接地又称为多点接地,是指通导设备的各部分分别与接地系统就近接地,这样的接地方式地线短,但由于接地系统较多,容易导致祸合而产生干扰。混合接地同时包含了并联式节点和分散式接地的两种特性,在地线系统中利用电感电容器件在不同频率下不同阻抗的特性,综合使用并联式和分散式的接地结构,根据不同的频率合理设计不同的接地方式。
3 抗电磁干扰的具体措施
在掌握电磁干扰产生的原因和接地的种类和方式后,可以采用综合性技术措施降低或者避免干扰现象的发生以使通导设备的正常运行,结合设备运行实际情况,目前可采用以下一些措施来防止电磁干扰。
3.1 合理规划布线避免公共阻抗
目前空管通导机房多采用大机房设备集中管理模式,由于空管通信导航监视设备中的电路大多是由多级电路组成的,所有的通导设备集中在一块,抗干扰能力小的微弱信号最容易受到干扰。所以,在机房或者是设备布线过程中要确保科学性、规范性和精密程度。数字电路与模拟电路接地应严格分开,在模拟电路中尽量加大其接地面积,以减少接地阻抗。在设计线路时充分考虑电位差的存在,通过合理布线来降低地线中的公共阻抗,尽量避免大地与通导设备间的电势差形成信号回路,若出现任何问题都会对通导设备产生电磁干扰。综合来说,在对通导设备接地时,应尽量多使用用混合接地方式,根据设备不同的阻抗特性以并联式接地为基础结合分散式接地,将通导设备各模块分别接地以降低电流冲击。青海空管航管楼设备大厅设计上走线为弱电通信电缆,同时将模拟线和数字线通过上下两层桥架分开,下走线为强电电力电缆,部署接地电缆时,采用并联式和分散式综合接地的方式,对有效降低干扰起了一定的作用。
3.2 采取措施降低地线抗阻
降低通导设备接地地线本身的阻抗是最有效的抗干扰措施。地线阻抗由电阻和电感组成,若电阻值较大,那么会导致电流在线路中受到阻碍,影响抗干扰能力。地线电阻的公式为:RDC=S/A,这其中的RDC为电阻率,S为电流通过的导体长度,A为接地线横截面积[2]。由此公式可以推断出,如果要降低电阻,就需要增大接地线的横截面积。在实际运行中通导设备的电流主要在导体的表面传递,从而致使导体实际的横截面较小而电阻阻抗较大,因此,要降低导体电阻的阻抗,就需要增加导体实际的横截面积。同时,缩短导体长度也是降低地线阻抗的重要手段,以并联式接地为框架,结合分散式接地的方式,确保通导设备各模块的接地线导体能与最近的大地进行连接,以此来缩短地线导体的长度从而降低地线阻抗,从而实现通导设备的安全可靠运行。
3.3 正确接地连接减少地环路干扰
分散式接地可以缩短地线导体长度从而降低阻抗,但却很容易产生地环路干扰。产生地环路干扰的主要原因是由于分散式接地的通导设备间,由于接地点较多引起地线电位差形成了地环路电流,导致产生差模干扰电压,从而产生地环路干扰通导设备正常安全运行。日常运行中我们可以通过光电耦合器或者共模扼流圈等措施来抑制或者阻断地环路的形成[3],也可以通过混合接地方式,合理规划结合并联式接地和分散式接地多种接地方式,控制接地点数量,排除接地系统中可能导致电磁干扰的连接,从而提升通信导航监视设备的运行安全。在运行维护中,认真控制接地点的数量,每个机柜只接一个接地点,对机柜内部的设备再进行并联接地,从而减少地环路干扰。
4 结语
近年来,民航空管的通信导航监视设备建设取得了快速的发展,通导设备正常运行是保障空管安全运行的基石,随着通导设备的建设大机房的应用,电磁干扰成为影响通导设备正常安全运行的重要因素之一。通导设备接地是有效控制电磁干扰的重要手段,通导设备接地技术水平的高低,关系设备运行质量的好坏。我们要根据通导设备的不同工作属性,科学合理设计规划和安装部署接地系统和设备机柜位置,结合并联式接地和分散式接地多种接地方式,规范安全地进行设备操作,可有效降低电磁干扰现象,从而实现通信导航监视设备的正常安全可靠运行的目标。
参考文献
[1] 周国清.电子设备中基于接地与屏蔽的电磁兼容性设计[J].西南大学学报,2014,36(8):185-188.
[2] 吴大成,马培君.电子通信设备中的接地问题分析[J].建筑工程技术与设计,2014(13):764.
[3] 孙婷.电子通信设备接地问题分析[J].辽宁师专学报,2014,16(4):19-20.