2免維護(hù)智能化航標(biāo)燈及外設(shè)防雷擊研究與應(yīng)用(正式稿)

1、1免維護(hù)智能化航標(biāo)燈及其外設(shè)防雷擊研究與應(yīng)用a陳柱（江蘇省交通運(yùn)輸廳蘇北航務(wù)處，江蘇淮安223002）摘要京杭運(yùn)河蘇北段免維護(hù)智能化航標(biāo)燈及其外設(shè)遙測(cè)終端大范圍被雷電干擾失常、損壞，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取樣剖析、室內(nèi)雷電干擾模擬實(shí)驗(yàn)等方法，查明了原因，并對(duì)免維護(hù)智能化航標(biāo)燈器、遙測(cè)終端的電氣設(shè)計(jì)有針對(duì)性的進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，研制出免維護(hù)智能化航標(biāo)燈抗雷電干擾的重大科技成果，并適用于內(nèi)河所有航標(biāo)燈及相關(guān)電器設(shè)備。關(guān)鍵詞航標(biāo)燈雷電干擾屏蔽浪涌保護(hù)免維護(hù)智能

2、化航標(biāo)燈集燈座、透鏡、太陽(yáng)能板、蓄電池、閃光器、LED光源陣列于一體，并與遙測(cè)終端相連實(shí)現(xiàn)智能化，是近年來(lái)我國(guó)航標(biāo)管理機(jī)構(gòu)與相關(guān)廠家共同研制開(kāi)發(fā)的新型航標(biāo)燈科技成果。由于其具有體積小、重量輕、光效高、性能好、外形美、智能化、免維護(hù)、多功能等優(yōu)點(diǎn)，極大地滿(mǎn)足了航標(biāo)管理機(jī)構(gòu)現(xiàn)代化航標(biāo)管理的需要，在全國(guó)推廣應(yīng)用，開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)內(nèi)河航標(biāo)免維護(hù)、智能化管理的新時(shí)代。由于當(dāng)初研發(fā)這種航標(biāo)燈時(shí)沒(méi)有考慮配置有效的防雷電干擾措施，加之全球天氣異常，強(qiáng)雷電突發(fā)

3、天氣增多等因素，雷擊航標(biāo)事故呈頻發(fā)趨勢(shì)，這不僅給正常的航標(biāo)養(yǎng)護(hù)管理帶來(lái)很多困難，而且威脅過(guò)往船舶的航行安全。2009年6月3日，一夜之間，京杭運(yùn)河蘇北段404公里航道上約41盞新安裝的免維護(hù)智能化航標(biāo)燈和外接式遙測(cè)裝置，在雷雨中先后失常而停止工作。事故發(fā)生后，在相關(guān)機(jī)構(gòu)組織專(zhuān)家們的共同努力下，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查取樣、電路設(shè)計(jì)剖析、模擬雷電干擾試驗(yàn)等方法，查明了航標(biāo)燈失常原因，研制出免維護(hù)智能化航標(biāo)燈抗雷電干擾的重大科技成果，有效解決了航標(biāo)燈與

4、外接設(shè)備連接后雷電干擾的技術(shù)問(wèn)題，并在全國(guó)推廣應(yīng)基金項(xiàng)目：湖北省科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金項(xiàng)目支持（立項(xiàng)代碼：09C26214204870）。項(xiàng)目名稱(chēng)：基于GPSGIS和GPRS的船載導(dǎo)航監(jiān)控設(shè)備與管理終端。3用有一定的聯(lián)系。3、從航標(biāo)燈器及其遙測(cè)終端電路損壞程度看，通過(guò)航標(biāo)燈及遙測(cè)設(shè)備電路系統(tǒng)的電流值并不大，可以排除直接雷所至。4、避雷裝置雖然接地良好，但由于航標(biāo)操作平臺(tái)直徑只有1.3米左右，避雷針距離燈器只有0.6米左右，燈器設(shè)備完

5、全處在強(qiáng)電場(chǎng)范圍之內(nèi)，因此，其避雷裝置不僅沒(méi)有起到防雷電的作用，反而將周邊雷電引入燈器身邊，這可能是造成航標(biāo)燈器及其遙測(cè)終端損壞的重要原因。5、航標(biāo)燈器和遙測(cè)終端之間大于2米（有的大于3米不等）的較長(zhǎng)導(dǎo)線沒(méi)有作屏蔽處理，線與線之間處于不等電位狀態(tài)，在雷擊時(shí)，由于避雷裝置將雷電引入，并在兩設(shè)備之間可形成直徑大于4米的強(qiáng)電場(chǎng)，兩設(shè)備之間的導(dǎo)線自然會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的感應(yīng)電，從而形成共模、差模干擾（即通常所說(shuō)的“跨步電壓”），加之燈器和終端都基本沒(méi)有

6、抗雷電干擾的保護(hù)措施，從而造成感應(yīng)雷電傳導(dǎo)損壞燈器設(shè)備或終端產(chǎn)品。因此，外接設(shè)備線路傳電應(yīng)該是導(dǎo)致燈器損壞的主要原因。6、燈器電壓為6V，電路雖然采用了7805穩(wěn)壓設(shè)計(jì)，起到一定的限壓的作用，但由于外接設(shè)備引入雷電，穩(wěn)壓作用就會(huì)顯得不夠。上述結(jié)論大多數(shù)只是專(zhuān)家們的一種表面的現(xiàn)場(chǎng)分析，為了進(jìn)一步查明原因，研制對(duì)應(yīng)措施，專(zhuān)家們認(rèn)為需要做模擬雷擊實(shí)驗(yàn)進(jìn)行論證。二、模二、模擬雷擊航標(biāo)燈實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)M雷擊航標(biāo)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理，是將燈器與遙測(cè)終端對(duì)接后