单灯监控装置的产品要求简析

引言

机场助航灯光能为飞机的滑行、起飞、进近着陆提供灯光信号,其通过灯光构形、光强、颜色及其有效范围为飞行员提供动态的三维定位信息,是保障机场在夜间和复杂天气条件下顺利运行的重要目视助航设备。在运行过程中,助航灯光设备会出现故障,为保证飞行安全,机场运行和维护规定要求通过巡检等方式及时掌握助航灯光设备的运行状态,以发现安全隐患,必要时需要关闭跑道。

助航灯光单灯监控装置用于自动监视助航灯光设备的运行状态,向上级系统反馈信息,同时还可接收来自上级系统的指令,控制助航灯光设备的开启和关闭。单灯监控装置可大大减轻机场地面管理人员的工作量,减少人员人工巡视次数,及时了解飞行区内助航灯光设备的运行状态,为机场的高效率、高质量运行提供保障。此外,单灯监控装置作为高级场面活动引导和控制系统(A-SMGCS)的最根本执行器件,其性能的优劣直接影响到A-SMGCS的运行和安全。

1环境要求

1.1外壳防护等级

外壳防护等级与设备所处的工作环境有关,目前,单灯监控装置的安装位置通常有两种,一种是集成在灯具内,即通常所说的智能灯具,一种是安装在隔离变压器箱内。

对于集成在灯具内的单灯监控装置来说,其已经成为灯具的一个部件,不需要单独考核,只需要其所在的灯具经受考核,满足灯具标准即可,例如立式灯具的IP34和嵌入式灯具的泄漏试验。

对于安装在隔离变压器箱内的单灯监控装置来说,需要考虑到其最恶劣的工作状态。从现场的经验来看,常常能够看到积满泥水的隔离变压器桶,因此认为IP68比较符合现场的要求,试验时可将单灯监控装置置于水面下1m处24h,以检验其IP68的符合性。

因此,单灯监控装置的外壳防护等级根据其安装的位置总结为如表1所示的要求。

1.2机械冲击防护等级

单灯监控装置在工作过程中,接受到机械冲击的概率不高,但是在运输和安装过程中,存在较大的机械冲击概率,为保证产品的可用性,对产品提出机械冲击防护等级要求是合适的。根据单灯监控装置的重量和可能跌落的高度,换算到冲击的能量,单灯监控装置的机械冲击防护等级应至少满足IK09的要求。

1.3接地保护

安装于隔离变压器箱内的单灯监控装置,存在着维修时打开隔离变压器箱,接触到单灯监控系统导电部件,从而引起触电的风险。为保证施工和维护时的安全,单灯监控装置外壳上的任何裸露导电部件(如果有)都应配备一个外部接地端子,以实现独立的安全接地连接。

1.4工作温度

与1.1类似,工作温度与湿度的要求与单灯监控装置的安装位置有较大的关系,且需要考虑到工作环境的极端恶劣状态。对于集成在灯具内的单灯监控装置,其工作温度与湿度由灯具来考核,灯具满足相应的灯具要求。对于安装在隔离变压器箱内的单灯监控装置来说,埋在跑道或滑行道边上的草地下,温度条件略优于跑道和滑行道上,且考虑到单灯监控装置内部以电子元器件为主,过高的温度要求,尤其是低温要求,对于电子元器件的选择要求也较高,将过高地增加防范小概率风险的成本,因此,提出-25~＋55℃的温度要求较为合适。

2电气要求

2.1工作电流

单灯监控装置的工作电流来源于恒流调光器,因此需要与恒流调光器的输出相匹配。根据恒流调光器标准的要求[4],我们关注以下几个关键参数:

(1)恒流调光器非照明光级的最小电流为1.8A:

(2)恒流调光器5%过流保护阈值临界值为6.9A:

(3)恒流调光器25%过流保护阈值临界值为8.3A。

因此,单灯监控装置的工作电流应满足表2的要求。

2.2工作电压

单灯监控装置连接在隔离变压器的次级端,根据隔离变压器的标准要求,规格为GL-300-6.6/6.6的隔离变压器的开路电压最高,其最大值为135V,因此单灯监控装置的工作电压至少为135V。

2.3电磁兼容

飞行器与地面的通信大量采用了无线电的方式,因此需要控制场道上设备的辐射发射和传导发射。由于单灯监控装置的安装位置与灯具所处的位置类似,其辐射发射和传导发射的要求可参考灯具的要求,如表3和表4所示。

由于单灯监控装置安装于隔离变压器箱内埋于地下,工作环境略优于灯具,因此可适当降低其浪涌的要求,根据其安装位置,可选择第4级的电压和电流浪涌的冲击。

3运行要求

3.1连接

单灯监控装置一端连接隔离变压器的次级,另一端连接灯具的输入端。由于隔离变压器和灯具的连接器均已有标准规定,因此,单灯监控装置的连接器需要按照标准化设计,与隔离变压器次级连接的插头应满足图1(样式1)的要求,与灯具连接的插座应满足图2(样式4)或图3(样式8)的要求。

单灯监控装置的引出线与单元外壳应牢固可靠地结合,且形成一个防水整体。用一根引出线提起单灯监控装置或在试验、安装过程中弯曲或扭绞引出线时,单灯监控装置的外壳不应出现开裂或损坏等现象。

双控类型单灯监控装置应在外壳与引出线结合部的显著位置上标注与灯具连接的引出线编号,以免发生安装错误的情况。

3.2功能

3.2.1控制

单灯监控装置应具有对灯具单独或成组开关控制的功能。单灯监控装置通过灯光回路供电后,应直接进入"上电模式",上电模式应至少包括开和关,即执行对灯开或关的命令。

3.2.2监视

单灯监控装置应提供灯状态的监视功能,包括但不限于灯的亮、灭及故障状态。单灯监控装置应能区分单灯监控单元和灯具的失效。双控单灯监控装置应能监控双向双控灯具中的两个光源。

3.3可靠性

单灯监控装置的可靠性是判断其优劣的最关键指标之一,因此在设计和生产时,需重点关注该项内容。从要求来看,单灯监控装置与灯具协同工作,其可靠性的要求应与灯具类似。因此,可以参考灯具的加速寿命试验来设计一个可靠性试验。

模拟单灯监控装置和灯具的正常工作情况,将隔离变压器与单灯监控装置和灯具连接好,一同放在温度稳定在(55±2)7的干沙里,下面和四周的砂层厚度至少为124℃℃。干沙应填满道面以下的所有空隙。然后通过单灯监控装置去控制灯具的开启和关闭,以开启工作20h、关闭Vh为一个循环,连续运行500h。如果整个试验中和试验后,单灯监控装置均能正常工作,保证监视和控制功能的正确性,则证明单灯监控装置的可靠性能较好地满足使用要求。

4结语

随着机场技术水平和运营水平的提高,对整体系统的自动化要求也越来越高,国际上已经提出了高级场面活动引导和控制系统(A-SMGCS),为机场的运行提供了一种全新的模式。单灯监控装置作为最基本的监视和控制单元,其产品质量和技术水平直接影响到自动化系统的实现。本文提出的这些要求能够应对大部分目前所能见到和想到的风险控制点,且根据笔者所在企业的经验,市场上现有的产品和技术条件能够满足本文提出的要求,因而本文所述要求具有较好的可行性,按照这些要求设计的产品,能够较好地满足使用方提出的要求,通过试验检验的产品,能够保证较好的质量水平,保证现场的正常使用和可靠性。但是,机场运行条件和工作环境不同,对产品的要求也会不同,本文提出的要求也不能做到完全覆盖所有应用场合,还需要在今后的不断实践中继续研究和总结。