中波發(fā)射臺(tái)天線防雷技術(shù)措施分析

【摘要】本文從發(fā)射臺(tái)的防雷現(xiàn)狀出發(fā)，結(jié)合雷電原理，詳細(xì)闡述了有效的中波發(fā)射臺(tái)天線防雷措施。

【關(guān)鍵詞】發(fā)射臺(tái)天線防雷措施

1引言

由于中波廣播發(fā)射臺(tái)建立在地勢較高、空曠平坦的地方，在這樣的客觀環(huán)境下以及雷雨天氣的不可控，所以中波廣播發(fā)射臺(tái)的防雷擊措施是一個(gè)刻不容緩的問題。發(fā)射臺(tái)的地理位置和無線波的特性來說，發(fā)射臺(tái)比較容易遭受雷電的襲擊，這樣將導(dǎo)致發(fā)射設(shè)備受到不同程度的損傷，嚴(yán)重時(shí)發(fā)射臺(tái)不能正常工作。結(jié)合中波廣播發(fā)射臺(tái)的特點(diǎn)和防雷技術(shù)的要求，提出有效的防雷措施，提高中波發(fā)射臺(tái)在雷雨天氣下的工作能力。

2發(fā)射臺(tái)防雷現(xiàn)狀和雷電原理

我國大部分的中波廣播發(fā)射臺(tái)，其發(fā)射天線采用的是垂直振子單桅桿拉線，其特點(diǎn)是底部絕緣，經(jīng)饋線、天調(diào)網(wǎng)絡(luò)與鐵塔底部連接；其天調(diào)地網(wǎng)則是以鐵塔底部為圓心深度為0.8米的土壤中呈輻射狀敷設(shè)的銅網(wǎng)。針對中波廣播發(fā)射臺(tái)的布局特點(diǎn)，發(fā)射臺(tái)的主要防雷措施就是在天線底部和天調(diào)地網(wǎng)處安裝防雷設(shè)備，這樣有效的保護(hù)了發(fā)射臺(tái)的發(fā)射設(shè)備。

雷電按產(chǎn)生的機(jī)理，大致可以分為直接雷和感應(yīng)雷。感應(yīng)雷沒有直接雷猛烈，但對設(shè)備損壞程度很高，據(jù)調(diào)查雷電襲擊中80%的設(shè)備損壞來自感應(yīng)雷。這是因?yàn)楦袘?yīng)雷電在產(chǎn)生強(qiáng)大的雷電流的同時(shí)，在其周圍形成瞬間電磁場，產(chǎn)生脈沖電磁輻射，對一定區(qū)域范圍的導(dǎo)體或用電設(shè)備產(chǎn)生電脈沖，致使電器設(shè)備遭受不同程度的損壞。

3中波廣播發(fā)射臺(tái)的防雷措施

3.1直擊雷防護(hù)措施

廣播電視發(fā)射臺(tái)的天線塔是發(fā)射站建筑物的最高點(diǎn)。天線塔本身既可成為防雷的避雷塔，也可能變成“引雷器”或產(chǎn)生感應(yīng)雷的導(dǎo)體。因此，它是直擊雷防護(hù)的關(guān)鍵。

（1）94年國家頒布了《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》，根據(jù)此規(guī)范設(shè)置、安裝天線塔避雷針。一方面，要根據(jù)中波廣播發(fā)射臺(tái)的地形、防雷等級(jí)、天線塔種類來設(shè)計(jì)鐵塔接地網(wǎng)形狀，密度；其次，發(fā)射臺(tái)天線塔接地電阻要嚴(yán)格的要求，一般情況下防雷接地電阻小于10歐，對于防雷等級(jí)高的接地電阻要小于5歐；最后，條件允許的發(fā)射臺(tái)可安裝AR限流避雷針，此產(chǎn)品能有效降低雷擊產(chǎn)生的二次效應(yīng)。

（2）認(rèn)真計(jì)算天線塔避雷針的保護(hù)范圍，充分考慮所有建筑的避雷方法。其一，由于天線塔避雷針防雷是有限的，其它建筑不在避雷針保護(hù)范圍內(nèi)，可以設(shè)計(jì)多支避雷針來保護(hù)其它建筑。其二，結(jié)合避雷針和消雷器方法，設(shè)置避雷帶和均壓網(wǎng)，一般說，均壓網(wǎng)格不宜大于5M。均壓網(wǎng)、避雷帶應(yīng)接有多根引流線，在建的房屋可考慮與建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋良好連接。

通過以上有效措施來防范直擊雷的影響，可以起到降低雷點(diǎn)的大小，減少發(fā)射臺(tái)設(shè)備的損傷。

3.2感應(yīng)雷的防護(hù)措施

感應(yīng)雷的防護(hù)主要包括電源系統(tǒng)、天饋信號(hào)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的防護(hù)，等電位連接以及接地等。但是不同系統(tǒng)的防護(hù)，要根據(jù)不同位置和不同防護(hù)等級(jí)的中波廣播發(fā)射臺(tái)的要求。

3.2.1電源系統(tǒng)的防雷及過電壓保護(hù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，感應(yīng)雷擊事故中，由電源感應(yīng)而導(dǎo)致電壓設(shè)備損壞的情況占了很大部分。所以電源的防護(hù)是其它設(shè)備防護(hù)的根本和基礎(chǔ)條件，沒有電源的安全防護(hù)，其他設(shè)備的防護(hù)措施無法奏效。根據(jù)中波廣播發(fā)射臺(tái)的防雷等級(jí)和雷擊事故的案例，對于電源系統(tǒng)的保護(hù)要放在首要位置。為實(shí)現(xiàn)多級(jí)配合，不僅要計(jì)算各級(jí)SPD之間的能量分配，還要選用合適器件，來對電源系統(tǒng)的保護(hù)。根據(jù)各級(jí)SPD的類型，電源采用四個(gè)不同等級(jí)級(jí)保護(hù)措施，使浪涌過電壓逐級(jí)泄放入地。

A.按照分級(jí)泄放原理，在總配電箱端加1個(gè)電源三相一級(jí)高能量防雷器SPD1模塊，以此作為電源的第一級(jí)防雷措施，泄放大部分雷電能量；

B.在發(fā)射臺(tái)的發(fā)射設(shè)備配電電柜內(nèi)，安裝1個(gè)電源單相第二級(jí)防雷SPD2模塊，以此作為電源的第二級(jí)防雷措施；

C.在發(fā)射設(shè)備的開光前端安裝1個(gè)電源第三級(jí)防雷SPD3模塊，用來作為第三級(jí)措施；

D.室內(nèi)設(shè)備的插座應(yīng)具備防雷功能，這樣就可以起到第四級(jí)防護(hù)措施。

3.2.2網(wǎng)絡(luò)信號(hào)系統(tǒng)的防雷與過電壓保護(hù)

網(wǎng)絡(luò)信號(hào)系統(tǒng)的破壞主要有兩個(gè)原因。其一，雷擊時(shí)產(chǎn)生的巨大瞬變電磁場，使發(fā)射臺(tái)的所有金屬環(huán)路內(nèi)均會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)雷電流，導(dǎo)致信號(hào)不穩(wěn)定；其二，避雷針接閃雷電時(shí)，在雷電流通過防雷引下線對地泄放同時(shí)，對網(wǎng)絡(luò)金屬環(huán)路產(chǎn)生了電磁脈沖，產(chǎn)生過高的感應(yīng)電壓。

機(jī)房內(nèi)的信號(hào)防雷采取的主要措施是網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的防護(hù)。防護(hù)的主要手段是在端口前段接一個(gè)防雷器，使雷電入侵波在端口泄流，保護(hù)端口的安全。電腦、交換機(jī)等的網(wǎng)口根據(jù)傳輸率速率的不通分別采用單口千兆網(wǎng)絡(luò)防雷器和百兆網(wǎng)絡(luò)防雷器進(jìn)行防護(hù)。

3.2.3天饋信號(hào)系統(tǒng)的防護(hù)

（1）室外引入線防雷措施

室外引入線是指發(fā)射臺(tái)內(nèi)各種發(fā)射設(shè)備饋線、吊饋管的鋼絞線及波導(dǎo)固定架、鐵塔過橋和塔燈電源線、各類管道、各種視音頻信號(hào)線、通信線等。由于長期在外暴露，外皮腐化降低了其防護(hù)性能，致使在雷雨天氣容易感應(yīng)到雷電，所以必須采取有效的措施。

①確保各引線路兩端接地良好。②使用屏蔽電纜，進(jìn)入發(fā)射臺(tái)前與屏蔽層與地網(wǎng)連接，把感應(yīng)電接入大地。

（2）室內(nèi)設(shè)施的防雷措施

①鋪設(shè)地網(wǎng)，保持室內(nèi)和室外的地網(wǎng)連接良好；

②根據(jù)國標(biāo)《電子設(shè)備雷擊保護(hù)導(dǎo)則》的要求，并結(jié)合實(shí)際情況，認(rèn)真，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟捎梅览妆Ｗo(hù)元件對電子設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。

③機(jī)房內(nèi)屏蔽接地、電源接地、工作電路接地、保安接地、過壓保護(hù)接地等要統(tǒng)一、就近與機(jī)房共用地網(wǎng)可靠的電氣連接。

4結(jié)語

中波廣播發(fā)射臺(tái)的防雷，是一個(gè)系統(tǒng)工程。要結(jié)合防雷原理和現(xiàn)代防雷設(shè)備，根據(jù)不同的情況，采用不同的防雷措施，這樣才能降低雷擊的影響。

參考文獻(xiàn)

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