


摘要:本文主要针对大型全可动射电望远镜天马射电望远镜所处的雷电环境特点,设计并建立了一套全面的针对该射电望远镜的雷电监测与防护的软硬件系统。该雷电监测系统可以实时、准确捕捉天马射电望远镜遭受的雷电波形、幅值、能量、发生时间等重要参数,同时依据天马射电望远镜不同部位的雷电特性参数,为该天线副反射面、主动面、馈源舱、压缩机房、伺服机房、远程机房、UPS 机房、俯仰驱动、方位驱动等关键供电设备与电子信息设备设计雷电能量匹配的过压防护系统,对天马射电望远镜全天候运行具有重要意义。
大型全可动射电望远镜天马射电望远镜因其巨大的尺寸和高度使其经常成为雷电接闪的目标,为了保障天线重要电子信息和电气系统的正常运行,在雷电防护方面采取了以下的特殊设计和安全措施:(1)预放电避雷针。射电望远镜副面天线的位置设置 4 组高大的预放电避雷针,以吸引和分散雷电。这些预放电避雷针通常比望远镜本身更高,保护范围大,以确保雷电击中避雷针而不是望远镜结构,然后通过接地系统将雷电引导到地下。(2)防雷接地系统。射电望远镜配备有效的防雷接地系统,将雷电的电流迅速引导到地下,减少雷电冲击对设备和人员的影响。这些接地系统通常包括大型的接地电极和导体,以确保雷电能够安全地释放到地下,而不是通过设备传导或引发火灾。(3)屏蔽和保护电子设备。射电望远镜的电子设备和仪器根据雷电能量的分布情况配置相应防护能力的浪涌保护器,包括电源浪涌保护器和信号浪涌保护器,以防雷击引发的电磁脉冲对配电设备和测量系统造成损害。本文主要设计了用于对天马射电望远镜副反射面上的 4 根预放电避雷针的直击雷雷电波形进行实时监测和防护的系统,该系统可以实时获取记录射电望远镜遭受雷击的部位和电流波形,根据对雷电波形、幅值、能量、发生时间等重要数据的分析,同时设计了针对大型射电望远镜所有供电设备和电子信息设备的过电压、过电流防护系统,并实时观测到每个设备的工作状态和过电压防护状态,对射电望远镜整体的运行维护工作具有重要意义。

天马望远镜是位于上海市松江区的一台大型天文望远镜,2012年10月建成,可以观测到百亿光年外的天体,综合能力排名亚太第一、世界第四。2019年5月15日,上海市科学技术奖励大会授予天马望远镜2018年度科技进步奖特等奖。