雷电电磁脉冲对卫星接收系统的危害及防护

摘 要 卫星接收系统是卫星电视信号接收的的保证，在雷雨天气状况下，如果卫星接收系统受到雷击形成雷电电磁脉冲后，会严重的危害系统的运行，甚至破坏系统中的电子设备。在本文中，首先介绍了雷电电磁脉冲对卫星接收系统的危害，接着分析了防护危害的措施，以降低雷电电磁脉冲对卫星接收系统的影响，保证卫星接收系统在雷雨天气下正常的运行。

关键词 雷电电磁脉冲；卫星接收系统；危害；防护

中图分类号 TN8 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）166-0160-01

在自然界中，雷电脉冲放电过程所具备的能量是非常强大的，雷击多次进行后，释放出的能量可达到数百兆焦耳。近年来，卫星接收系统的应用越来越普遍，在系统运行的过程中，雷电灾害频繁的发生，导致系统的运行受到较大的影响，除了直击危害外，雷电电磁脉冲也会对系统产生非常大的影响，阻碍系统的正常运行。为了解决这一问题，就需要采取相应的防护措施降低雷电电磁脉冲所带来的危害。

1 雷电电磁脉冲对卫星接收系统的危害

雷电就是闪电，较大的冲击电流及雷电流变化梯度、较短的时间、较高的冲击电压为雷电的主要特点。在雷电电磁脉冲中，包含的过电压脉冲形式有3种，一是由雷电流所引起的，二是由云地间静电感应所引起的，三是由回击通道辐射电磁波感应引起的，这3种过电压脉冲形式所造成的影响都会很大[1]。雷电电磁脉冲在进行传输时，主要有2种途径：一种是导线传输，另一种是辐射传输，无论哪种传输方式，其所带来的危害都是比较严重的。

卫星接收系统在运行的过程中，如未采取任何的防护措施或者防护不到位时，极易受到雷电的破坏，导致系统的运行受到阻碍，影响卫星信号的正常接收。通常，雷电的破坏效应分为两种，一种为直接破坏，一种为间接破坏。所谓直接破坏效应，是指雷电直接击中卫星接收系统后形成的破坏，雷电流热效应、雷电流冲击波效应等均为直接破坏效应，而间接破坏效应是雷击造成的雷电电磁脉冲干扰和损伤卫星接收系统。具体说来，雷电电磁脉冲危害卫星接收系统的形式主要有4种：第一，建筑物防雷装置接闪时，会形成雷电浪涌，经过传输后，传输到卫星接收系统中，破坏其中的电子设备；第二，雷电电磁脉冲为静电高压时，传输沿着导线进行，当卫星接收系统中的电子设备与该导线相连接时，会受到破坏；第三，雷电电磁脉冲传输方式为辐射传输时，系统中电子设备感应到辐射后，即会受到破坏；第四，外部电磁脉冲沿着传输线路传输到系统中，会破坏其中的电子设备。上述4种危害方式均会对卫星接收系统中的电子设备产生不同程度的影响，影响比较小时，干扰电子设备的正常运行，但影响比较严重时，会永久性的损伤电子设备。

2 降低雷电电磁脉冲对卫星接收系统危害的措施

2.1 屏蔽

金属框架、钢筋等为建筑物的组成部件，而这些部件形成了外部防雷系统的屏蔽空间，同时也形成了内部的防雷区。雷击后，这些部件经过引下线，将雷电流由接闪器中引导至接地装置中，避免了雷击产生的危害。此外，引下线的作用还可以通过墙体中的屏蔽部件来发挥，提高了雷电磁场的可控制性。除了建筑物自身某些部件的屏蔽作用外，还可以在卫星接收系统中设置相应的屏蔽部件，即空间网格，确定空间网格的尺寸时，以需要达到的屏蔽效果来确定。

2.2 浪涌保护器

浪涌保护器就是指滤波元件，线路及电缆进入到卫星接收系统内部的防雷区域后，需要对其进行限制，并控制浪涌保护器，以实现防雷的效果，降低雷电电磁脉冲形成时对系统的影响[2]。安装保护元件时，最佳的位置为系统内部防雷区域的入口处，如果电缆屏蔽时采取的方式为电磁，那么在某些场合中，内部防雷区的屏蔽体系只需和电缆屏蔽层相连接之后即可，浪涌保护器并不需要在进行额外的设置。

2.3 合理布线

在进行卫星接收系统内部防雷区域的施工时，线路及电缆的敷设工作要十分注意，尤其是电力线与数据线之间所形成的感应回路范围比较大，而且所产生的感应电压及电流非常高时，更要注意敷设工作。敷设线路及电缆时，要保证布线的合理性，通常会常用并行的方式，并将电力线与数据线之间的距离尽量的缩短，从而有效的减小剩余暂态磁场的感应效应，提高防雷的效果[3]。此外，敷设电缆线和电路的过程中，也可以增加屏蔽线槽，减小感应效应，降低雷电流对卫星接收系统的影响，保证系统的正常运行。

2.4 等电位联结

卫星接收系统中的电子设备在运行的过程中，如果形成暂态电位差，将会导致系统的运行处于危险当中，为了避免这种危险，应在系统内部防雷区域中等电位联结自然金属部件，形成网格型网络，避免暂态电位差的形成，保证系统运行的稳定性。在进行等电位联结的过程中，网格的平均宽度必须要小于估计的雷电电磁脉冲频率上限所对应的波长。雷电电磁脉冲如果为几MHz时，网格型网络中网格的平均宽度可设置为5m，或者是小于5m。此外，等电位连接网络还可以连接建筑物的接地装置，提高防雷的效果，降低雷电电磁脉冲对系统中电子设备的影响。

3 结论

综上所述，在卫星接收系统运行的过程中，雷电电磁脉冲的产生会对其产生比较大的影响，严重时，甚至会永久性的损坏系统的电子设备，为了降低雷电电磁脉冲对卫星接收系统的影响，需要设置相应的防护措施，比如等电位联结、合理布线、安装相应的保护器等，提高卫星接收系统的防雷性能，保证卫星接收系统正常的运行。

参考文献

[1]周闯.雷电电磁脉冲的辐射耦合效应及其防护[J].科技信息，2013（1）：192-193.

[2]曹帅，曾清平.雷达后门电磁脉冲防护概述[J].舰船电子对抗，2011，34（6）：27-31.

[3]李祥超，周中山，陈则煌，等.棒形天线耦合雷电电磁波及抑制方法[J].电波科学学报，2015，30（2）：357-364.