2免維護智能化航標燈及外設(shè)防雷擊研究與應用(正式稿)

1、1免維護智能化航標燈及其外設(shè)防雷擊研究與應用a陳柱（江蘇省交通運輸廳蘇北航務處，江蘇淮安223002）摘要京杭運河蘇北段免維護智能化航標燈及其外設(shè)遙測終端大范圍被雷電干擾失常、損壞，通過現(xiàn)場取樣剖析、室內(nèi)雷電干擾模擬實驗等方法，查明了原因，并對免維護智能化航標燈器、遙測終端的電氣設(shè)計有針對性的進行了技術(shù)改進，研制出免維護智能化航標燈抗雷電干擾的重大科技成果，并適用于內(nèi)河所有航標燈及相關(guān)電器設(shè)備。關(guān)鍵詞航標燈雷電干擾屏蔽浪涌保護免維護智能

2、化航標燈集燈座、透鏡、太陽能板、蓄電池、閃光器、LED光源陣列于一體，并與遙測終端相連實現(xiàn)智能化，是近年來我國航標管理機構(gòu)與相關(guān)廠家共同研制開發(fā)的新型航標燈科技成果。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、多功能等優(yōu)點，極大地滿足了航標管理機構(gòu)現(xiàn)代化航標管理的需要，在全國推廣應用，開創(chuàng)了我國內(nèi)河航標免維護、智能化管理的新時代。由于當初研發(fā)這種航標燈時沒有考慮配置有效的防雷電干擾措施，加之全球天氣異常，強雷電突發(fā)

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

4、外接設(shè)備連接后雷電干擾的技術(shù)問題，并在全國推廣應基金項目：湖北省科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金項目支持（立項代碼：09C26214204870）。項目名稱：基于GPSGIS和GPRS的船載導航監(jiān)控設(shè)備與管理終端。3用有一定的聯(lián)系。3、從航標燈器及其遙測終端電路損壞程度看，通過航標燈及遙測設(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，但由于航標操作平臺直徑只有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、全處在強電場范圍之內(nèi)，因此，其避雷裝置不僅沒有起到防雷電的作用，反而將周邊雷電引入燈器身邊，這可能是造成航標燈器及其遙測終端損壞的重要原因。5、航標燈器和遙測終端之間大于2米（有的大于3米不等）的較長導線沒有作屏蔽處理，線與線之間處于不等電位狀態(tài)，在雷擊時，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米的強電場，兩設(shè)備之間的導線自然會產(chǎn)生較強的感應電，從而形成共模、差模干擾（即通常所說的“跨步電壓”），加之燈器和終端都基本沒有

6、抗雷電干擾的保護措施，從而造成感應雷電傳導損壞燈器設(shè)備或終端產(chǎn)品。因此，外接設(shè)備線路傳電應該是導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，起到一定的限壓的作用，但由于外接設(shè)備引入雷電，穩(wěn)壓作用就會顯得不夠。上述結(jié)論大多數(shù)只是專家們的一種表面的現(xiàn)場分析，為了進一步查明原因，研制對應措施，專家們認為需要做模擬雷擊實驗進行論證。二、模二、模擬雷擊航標燈實驗實驗模擬雷擊航標實驗的設(shè)計原理，是將燈器與遙測終端對接后