车载通信系统的防雷设计

张鹏

摘要：随着经济的发展和社会的进步，我国通信技术得到了全面的发展，另外随着社会的进步对于通信技术有了更高的要求，随着车载通信系统的应用将会越来约广泛，其发展、升级的速度也越来越快。因此本文针对车载通信系统的防雷设计进行探究具有重要意义。

关键词：车载通信系统;防雷;设计

中图分类号：V55 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2020）09-0055-01

1 概述

雷电是地面和电离层间的放电现象。雷电的存在对于人们的生产生活来说存在着很大的安全隐患，在放电的时候电压达到了百万伏，而车载通信系统相对于一般的固定安装的通信系统在雷电防护方面具有很多先天的劣势，这就更需要对车载通信系统进行专门的雷电防护设计。

2 雷电损害分析

雷击对车载通信系统所造成的破坏性后果体现于下列三种层次：首先是直接造成了车载设备，使其出现了损坏的问题，同时也会有人员伤亡的情况出现。其次，雷击会使得很多的设备器件受到损害，使其的使用性能受到影响。最后，雷击在很大程度上会造成车载系统中的信号传输和数据丢失等问题，严重的话会使得整个车载系统瘫痪或者是崩溃。

雷电对车载通信系统的影响，主要由以下三个方面造成：直击雷、传导雷、感应雷。

（1）直击雷：雷电直接击中车载通信系统，在整个过程中雷电的会和接地的一些设施传导电流，另外很大一部分的电流会通过车载系统中的供电系统进行有效地分流，同时很多的能量也通过车载系统的通信网络出现分流，而不同的能量分配比例会影响到整个的车载通信系统，比例会随着车载系统的结构不同而产生差异。

（2）传导雷：传导雷主要是通过传输线对车载通信系统产生影响的。传导雷中包括了地电位的反击，这种形式的形成是雷电击中了车体周围的建筑物，使得整个的电压升高。

（3）感应雷：在周围一公里左右范围内发生雷击时，在所有的导体上产生足够强度的感应浪涌。因此车载通信系统的各种电力、信息线路将会产生感应电压而对设备造成危害。

3 车载通信系统防雷隐患分析

车载通信系统工作时处于室外空旷处，需应对各种危险天气，易遭受雷击损害。若遭受雷电侵害，车载设备及机构可能造成损坏，重则有人员伤害，而且还可能造成被遮蔽车辆的损伤，后果严重。所以需要重视车载通信系统的防雷设计，能好做好防雷工作。

4 防雷设计

4.1设计原则。

（1）考虑环境因素、雷电活动规律、系统设备的重要性、发生雷灾后果的严重程度，分别采取相应的防护措施;

（2）全面规划、综合治理、优化设计、多重保护、技术运用、经济合理、定期检测、随机维护的原则，进行综合设计及维护;

（3）采用直击雷防护、等电位连接、屏蔽、合理布线、其用接地系统和安装电涌保护装置等措施进行综合防护。坚持预防为主，安全第一的指导方针。

4.2具体方案。车载通信系统的雷电防护系统应由直击雷防护和感应雷电防护两部分组成，各部分都有其重要作用，不存在替代性。直击雷防护也可以称为外部防护，可使车载系统避雷雷电直接击中而导致毁灭性的损伤。感应雷电防护也可以称为内部防护，主要是由均压等电位连接、过电压保护组成，可均衡系统电位，限制过电压幅值。车载通信系统的雷电防护是一个综合的系统工程，防雷设计应采用直击雷防护、等电位连接、屏蔽、合理布线、其用接地系统和安装电涌保护装置等措施进行综合防护。

（1）直击雷的防护。车载通信系统常常是在野外驻扎，同时有可能需要经常移动位置，综合考虑成本和操作便利性，采用可移动升降杆式避雷针。具体又有被动式避雷针和主动式避雷针两种，可根据车载通信系统的实际情况酌情选用。

①被动式避雷针。被动式避雷针也可以称为引雷针，其雷击泄放原理为：当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变。在避雷针的顶端，形成局部电场集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。被动式避雷针具有成本较低，架设方便等优点。直击雷的防护主要通过避雷针、引下线和接地极将直击雷电流泄放入地，保护后勤保障车辆免遭直击雷的袭击。

具体实施时可在车体中线上距离车体间隔5m地面设置升降杆，在上端设置避雷针，引下线采用50mm2多芯铜线将避雷针与接地装置连接。升降杆高度可利用滚球法计算得知。在实施时还应注意各连接部位的连接应扎实可靠，接地电阻值应尽量小，最好采用多个接地地钉组成接地网，同时保证各接地地钉之间及地钉与车体之间的间隔距离均大于3m。

②主动式避雷针。主动式避雷针主要是利用等离子原理进行雷电防护，它可以把车载通信系统表面的感應电荷及时释放到附近的空气中，使电荷分布均匀，使得附近的场强和电流达不到空气击穿的数值，从而使得车载通信系统避免遭受雷击。

主动式避雷针不需要接地系统，非常适合车载通信系统使用，甚至在车辆行进中依然可以起到直击雷防护的效果。但其价格较被动防雷系统明显偏高，可根据系统使用地域、使用方式和防护要求等级进行选用。

（2）感应雷电（电涌）防护。

①在车载通信系统市电电源、发电机电源入口处加装高性能模块式电源防雷器，预防电压异常、过电压及雷击过电流损坏内部设备;

②在车载通信系统天线馈线进入车体的部位加装射频防雷器件，射频防雷器件的选用需综合考虑射频工作频率、发射功率、驻波和阻抗匹配等指标，最好能根据实际需求定制专用防雷器件;

③在车体有线信号接口窗处加装信号防雷模块。选择时应注意需要防护的线缆芯数、线路工作电压、阻抗匹配等特性参数。

参考文献：

[1]张子龙，王兴.新型车载通信系统设计[J].指挥信息系统与技术.2019（2）.