3综合防护系统 3.1综合防护系统设计 根据前面的研究可以发现，如果仅仅采用 SPD 三级防护设计，雷电流残压仍然较大，可能会对后续雷达装备造成损伤。而利用隔离变压器可以有效限制雷电流
三级防雷设计和隔离变压器配合综合防护系统
1综合防护系统设计
根据前面的研究可以发现，如果仅仅采用
SPD三级防护设计，雷电流残压仍然较大，可能会对后续雷达装备造成损伤。而利用隔离变压器可以有效限制雷电流残压，彻底隔离强电磁脉冲能量，但是隔离变压器不适宜承受较大雷电流的冲击。因此可以将SPD三级防护和隔离变压器配合使用,将隔离变压器安装在SPD防护的第二级和第三级之间，这样既可以避免隔离变压器遭受较大雷电流的冲击，又可以有效降低雷电流残压，保证了后续雷达装备的安全，具体的安装设计图如图11所示。
2建模与仿真
本文用ATP-EMTP软件对雷达站电源综合防护系统设计方案进行建模仿真，具体的步骤如下所示。
Step1建立模型
综合防护模型是在SPD三级防护的基础上,加入隔离变压器组成的，具体的模型如图12所示。
Step2参数设置
雷电流还是选取幅值为50kA，波形为.2.6/50 us的Heidler冲击波电源作为激励源;各级保护之间的线缆电感参考1.2 节中的设置，保持不变。隔离变压器中因为导线较短，其寄生电感可以忽略不计，故不予考虑。隔离变压器的初、次级匝
数比为1:1,初级
防雷器保护电压为520V,次级防雷器保护电压为410V，次级的滤波电容为2μF。为了更好地观察防护效果，在第二级防雷器防护后、隔离变压器后、第三级防护后分别设置了电压观测点，
分别记为UA、UB、 Uc。Step3仿真结果图13为综合防护系统仿真结果图。从图中可以看到，经过前两级防雷器防护后，A点的残压可以达到1400V;经过隔离变压器防护后，B点的残压只有30V;经过第三级防雷器防护，达到C点时，残
压接近于零。仿真结果表明，综合防护系统可以迅速减小雷电流对于电源系统的浪涌冲击，限制了雷电流的残压，彻底隔离了雷电流的强电磁脉冲能量，保证了后续雷达设备的安全运行。
3对比分析
表2为三种方法的对比分析,从表中可以看出，防雷器三级防护虽然可以承受较大雷电流冲击，迅速降低雷电流幅值，但是残压较大，可靠性不高。隔离变压器防护可以彻底隔离雷电流的电磁脉冲能量，而且残压较小，可靠性较高，但是不能承受过
大雷电流的冲击。本文设计的综合防护系统对这两种方法进行了结合和改进，既可以承受较大雷电流的冲击，而且可以彻底消除雷电流的电磁脉冲能量,通过实际的工程应用，可以检验其防护效果。
4工程应用
根据本文的研究成果，对雷达站的电源系统进行了综合防护设计，在电源系统的总配电柜、分配电柜以及雷达设备前端安装三级SPD电涌保护器，以泄放绝大多数雷电流，在第二级和第三级保护之间安装三相隔离变压器，三相隔离变压器的目的在
于进一步抑制雷电流残压，彻底隔离雷电电磁脉冲，确保雷达设备和操作人员的安全。综合防护系统的设计图如图14所示，现场安装图如图15- -图18所示。
以上为雷达站电源防雷综合防护系统的具体工程案例，在实际施工时，还要注意采取以下保护措施。
1)电源系统线缆在雷达阵地内采用金属铠装埋地电缆或护套电缆穿钢管方式直接埋地引入，其埋地长度大于15m,进入雷达塔楼时，电源线缆的金属外皮、钢管与塔楼的防雷接地装置实现等电位连接。
2)在雷达阵地配电变压器的原边和副边各安装一套氧化锌避雷器。
3)第一级保护选用开关型
一级浪涌保护器(放电间隙)，其参数设置为额定泄放电流不小于40kA，响应时间为100ns， 保护电压为500V;第二级保护也选择限压型防雷器作为保护器件,其参数设置为泄放电流不小于40 kA,响应时间为20 ns,保护电压为350V;
第三级保护选用限压型防雷器，其参数设置为泄放电流不小于20kA，响应时间为20ns，保护电压为320V。第一级保护和第二级保护之间的距离为15 m;第二级保护和第三极保护之间的距离为5 m。
4)在第二级保护和第三级保护之间安装三相隔离变压器，三相隔离变压器和本文设计的单相变.压器工作原理类似，只是在接线方式上存在差异。
经过实际检验，在雷暴天气，该电源综合防护系统可以对雷电流和电磁脉冲进行有效防护，保证了雷达装备的正常工作和操作人员的人身安全，具有较强的防护能力和较好的防护效果。
5结论
本文针对雷达站电源系统的防雷难题，做了以下工作:
1)首先采用防雷器三级防护方法进行防护,并利用ATP-EMTP进行建模与仿真，仿真结果表明，三级防护方法可以快速降低雷电流的幅值，但是存在残压过大的问题;
2)针对残压过大的问题，设计了隔离变压器实物，并进行了实际防雷测试，测试结果表明隔离变压器可以完全隔离电磁脉冲能量,消除雷电流残压;
3)结合防雷器三级防护和隔离变压器防护这两种方法，设计了一一种综合防雷系统，经过ATP建模与仿真并对比其他方法，发现该方法可以对雷达站电源系统进行有效雷电防护，同时兼具防护电磁脉冲的能力，而且性价比高、安全可靠、防护效果好。
本文设计的雷达站电源综合防护系统对其他武器装备的防雷和防电磁脉冲问题也具有借鉴意义。
