3綜合防護系統 3.1綜合防護系統設計 根據前面的研究可以發現，如果僅僅采用 SPD 三級防護設計，雷電流殘壓仍然較大，可能會對后續雷達裝備造成損傷。而利用隔離變壓器可以有效限制雷電流
三級防雷設計和隔離變壓器配合綜合防護系統
1綜合防護系統設計
根據前面的研究可以發現，如果僅僅采用
SPD三級防護設計，雷電流殘壓仍然較大，可能會對后續雷達裝備造成損傷。而利用隔離變壓器可以有效限制雷電流殘壓，徹底隔離強電磁脈沖能量，但是隔離變壓器不適宜承受較大雷電流的沖擊。因此可以將SPD三級防護和隔離變壓器配合使用,將隔離變壓器安裝在SPD防護的第二級和第三級之間，這樣既可以避免隔離變壓器遭受較大雷電流的沖擊，又可以有效降低雷電流殘壓，保證了后續雷達裝備的安全，具體的安裝設計圖如圖11所示。
2建模與仿真
本文用ATP-EMTP軟件對雷達站電源綜合防護系統設計方案進行建模仿真，具體的步驟如下所示。
Step1建立模型
綜合防護模型是在SPD三級防護的基礎上,加入隔離變壓器組成的，具體的模型如圖12所示。
Step2參數設置
雷電流還是選取幅值為50kA，波形為.2.6/50 us的Heidler沖擊波電源作為激勵源;各級保護之間的線纜電感參考1.2 節中的設置，保持不變。隔離變壓器中因為導線較短，其寄生電感可以忽略不計，故不予考慮。隔離變壓器的初、次級匝
數比為1:1,初級
防雷器保護電壓為520V,次級防雷器保護電壓為410V，次級的濾波電容為2μF。為了更好地觀察防護效果，在第二級防雷器防護后、隔離變壓器后、第三級防護后分別設置了電壓觀測點，
分別記為UA、UB、 Uc。Step3仿真結果圖13為綜合防護系統仿真結果圖。從圖中可以看到，經過前兩級防雷器防護后，A點的殘壓可以達到1400V;經過隔離變壓器防護后，B點的殘壓只有30V;經過第三級防雷器防護，達到C點時，殘
壓接近于零。仿真結果表明，綜合防護系統可以迅速減小雷電流對于電源系統的浪涌沖擊，限制了雷電流的殘壓，徹底隔離了雷電流的強電磁脈沖能量，保證了后續雷達設備的安全運行。
3對比分析
表2為三種方法的對比分析,從表中可以看出，防雷器三級防護雖然可以承受較大雷電流沖擊，迅速降低雷電流幅值，但是殘壓較大，可靠性不高。隔離變壓器防護可以徹底隔離雷電流的電磁脈沖能量，而且殘壓較小，可靠性較高，但是不能承受過
大雷電流的沖擊。本文設計的綜合防護系統對這兩種方法進行了結合和改進，既可以承受較大雷電流的沖擊，而且可以徹底消除雷電流的電磁脈沖能量,通過實際的工程應用，可以檢驗其防護效果。
4工程應用
根據本文的研究成果，對雷達站的電源系統進行了綜合防護設計，在電源系統的總配電柜、分配電柜以及雷達設備前端安裝三級SPD電涌保護器，以泄放絕大多數雷電流，在第二級和第三級保護之間安裝三相隔離變壓器，三相隔離變壓器的目的在
于進一步抑制雷電流殘壓，徹底隔離雷電電磁脈沖，確保雷達設備和操作人員的安全。綜合防護系統的設計圖如圖14所示，現場安裝圖如圖15- -圖18所示。
以上為雷達站電源防雷綜合防護系統的具體工程案例，在實際施工時，還要注意采取以下保護措施。
1)電源系統線纜在雷達陣地內采用金屬鎧裝埋地電纜或護套電纜穿鋼管方式直接埋地引入，其埋地長度大于15m,進入雷達塔樓時，電源線纜的金屬外皮、鋼管與塔樓的防雷接地裝置實現等電位連接。
2)在雷達陣地配電變壓器的原邊和副邊各安裝一套氧化鋅避雷器。
3)第一級保護選用開關型
一級浪涌保護器(放電間隙)，其參數設置為額定泄放電流不小于40kA，響應時間為100ns， 保護電壓為500V;第二級保護也選擇限壓型防雷器作為保護器件,其參數設置為泄放電流不小于40 kA,響應時間為20 ns,保護電壓為350V;
第三級保護選用限壓型防雷器，其參數設置為泄放電流不小于20kA，響應時間為20ns，保護電壓為320V。第一級保護和第二級保護之間的距離為15 m;第二級保護和第三極保護之間的距離為5 m。
4)在第二級保護和第三級保護之間安裝三相隔離變壓器，三相隔離變壓器和本文設計的單相變.壓器工作原理類似，只是在接線方式上存在差異。
經過實際檢驗，在雷暴天氣，該電源綜合防護系統可以對雷電流和電磁脈沖進行有效防護，保證了雷達裝備的正常工作和操作人員的人身安全，具有較強的防護能力和較好的防護效果。
5結論
本文針對雷達站電源系統的防雷難題，做了以下工作:
1)首先采用防雷器三級防護方法進行防護,并利用ATP-EMTP進行建模與仿真，仿真結果表明，三級防護方法可以快速降低雷電流的幅值，但是存在殘壓過大的問題;
2)針對殘壓過大的問題，設計了隔離變壓器實物，并進行了實際防雷測試，測試結果表明隔離變壓器可以完全隔離電磁脈沖能量,消除雷電流殘壓;
3)結合防雷器三級防護和隔離變壓器防護這兩種方法，設計了一一種綜合防雷系統，經過ATP建模與仿真并對比其他方法，發現該方法可以對雷達站電源系統進行有效雷電防護，同時兼具防護電磁脈沖的能力，而且性價比高、安全可靠、防護效果好。
本文設計的雷達站電源綜合防護系統對其他武器裝備的防雷和防電磁脈沖問題也具有借鑒意義。
