卫星地面站雷电直击效应防护设计探讨

论文摘要

卫星地面站雷电防护工程通常采用接闪杆作为天线主体的雷电直击效应防护措施,接闪杆的高度不仅影响其保护范围,而且影响其截闪概率。通过计算年预计雷击次数对截闪概率进行量化分析,结果表明,截闪概率近似与接闪杆高度平方成正比,采用过高的接闪杆将增大地面站遭受雷击电磁脉冲损坏的风险。为优化接闪杆设计,定义了保护体积的概念,并利用折线法与滚球法分别计算了三维立体空间内的保护范围。结果表明:接闪杆的保护范围与高度呈现非线性相关,当接闪杆超过一定高度(折线法超过30 m,滚球法超过0.8倍滚球半径)后,对保护范围的影响十分有限;当接闪杆高度低于0.4倍滚球半径时,滚球法保护范围较大,反之则折线法保护范围较大。对接闪杆接闪瞬间周边的磁场强度分析结果表明,无屏蔽环境下地面站电子系统与接闪杆的常规距离远小于两者的理论安全距离,实际工程中难以通过增大接闪杆与卫星地面站的间距消除雷击电磁脉冲危害。为降低这一风险,卫星地面站直击雷防护应优先采用天线自带接闪杆的方式,条件不具备时也应尽量避免采用单支高大接闪杆,可选取适当的计算方法,采用多支较低接闪杆共同防护的方案。

论文目录

• 引 言
• 1 接闪杆雷击发生率
• 2 接闪杆保护范围的确定
•   2.1 折线法确定接闪杆的保护范围
•   2.2 滚球法确定接闪杆的保护范围
•   2.3 两种方法的比较分析
•     2.3.1 考虑因素不同
•     2.3.2 受高度影响方式不同
•     2.3.3 保护范围不同
• 3 接闪杆截闪时电磁感应分析
•   3.1 雷击时接闪杆附近的磁场强度
•   3.2 LZP0区内电子系统抗电磁脉冲的安全范围
• 4 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 孙俊德,李志鹏,赵洪升,王凯

关键词: 雷击发生率,保护范围,折线法,滚球法,磁场强度

来源: 气象与环境科学 2019年02期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 气象学,航空航天科学与工程

单位: 北京特种工程设计研究院,河南省气象学会

分类号: P429;V55

DOI: 10.16765/j.cnki.1673-7148.2019.02.017

页码: 124-128

总页数: 5

文件大小: 800K

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