全固態(tài)中波發(fā)射機的防雷措施分析

姚雨杉

摘 要 雷電給人類社會帶來很多的危害。就廣播電臺而言，雷電對發(fā)射機的危害非常大，文章主要從雷電產生的危害入手，闡述發(fā)射臺防雷工作的必要性，結合實際情況，對全固態(tài)中波發(fā)射機的防雷措施進行分析。

關鍵詞 雷電危害；防雷措施；中波發(fā)射

中圖分類號：TN839 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）02-0125-01

由于雷電屬于自然現(xiàn)象，其出現(xiàn)的偶然性較強，給人們的生活也帶來很多的危害。對于廣播電臺發(fā)射系統(tǒng)而言，受雷擊危害的影響也較大，因此，本文主要針對全固態(tài)中波發(fā)射機的防雷措施進行分析，闡述其優(yōu)勢及需要注意的問題。

1 雷電的危害

目前，雷電被稱為電子時代的一大公害，感應雷擊、雷擊、電源尖波等雷擊危害對電子設備造成的損害非常大。就通訊設備而言，大量雷擊事件中，普遍認為導致設備損壞的主要原因是雷擊感應與雷電波造成的強電磁脈沖引起的。所以，只有對雷擊危害的形成過程進行了解，才能采取有效的防雷措施，降低雷擊的損失。地球上每一秒鐘約有上百次雷擊。根據(jù)相關技術，采用避雷網、避雷帶、避雷針等防雷措施看起來已經具備了抵抗外界電磁干擾及防雷的性能，但是通訊設備依然還是會受到過流過壓的損壞，其原因是雷擊發(fā)生的時候，通訊設施天線上會產生由帶電云層引起的雷電感應或感應電荷，通過電力或通信線路入侵，一旦線路與大地之間的直流通路受阻，就會產生過電壓，對通信設施造成破壞，危機人員的生命安全。

2 我臺中波發(fā)射場的特點

對于中波發(fā)射臺站而言，由于其天線位屬于自立式，很容易受到雷電的影響。如果天線沒有進行較好的防雷保護措施，雷電就會通過天線對發(fā)射機以及天線調配網絡造成嚴重的破壞。因此，在中波發(fā)射臺中，雷電保護技術非常重要，對于防雷保護而言，不單是針對發(fā)射機，還有電源系統(tǒng)、天線天饋線等設備。

3 傳統(tǒng)防雷方法

采用全固態(tài)中波發(fā)射機以后，在防雷技術方面有了很大程度的提高。所以，應該對這種發(fā)射機的防雷措施多加考慮。傳統(tǒng)的防雷技術主要是針對雷電引起的強大電流采取的措施，主要有兩個方面：①降低地網接地電阻，由于天線系統(tǒng)為射頻信號提供了回來，但同時也為雷電提供了便利的通道；②降低接地地阻，由于地阻越小，受到的雷擊地電壓就越小，電位差也就越小，為了有效的降低電位差，盡量在機房內只設置一個接地點進行集中接地。對于一些雷電多發(fā)地區(qū)，由天線、饋線電路受到周期性的雷擊侵襲事件較多，因此要盡量改善發(fā)射機的外部環(huán)境。此外，要嚴格按照防雷技術要求進行預防措施，嚴密的防護措施是降低雷擊侵襲的主要手段，也是保護廣播電臺信號的重要舉措。

4 全固態(tài)中波發(fā)射機的特點和避雷措施

我臺使用的是全固態(tài)中波發(fā)射機，該發(fā)射機中大量的使用了半導體器件及微處理器件，與原來的電子管發(fā)射機相比較而言，全固態(tài)中波發(fā)射機的指標好、壽命長、效率高、能耗低、維修簡單等特點。但是該發(fā)射機也有不足之處，主要有全固態(tài)器件比較脆弱、抗干擾性能差、耐壓差、易損壞、易擊穿。所以，因此對全固態(tài)中波發(fā)射機在進行防雷保護時，要考慮防串擾，應該設計多道防雷措施。

1）接入泄放電圈。由于雷擊電流主要是直流電，所以在天線的輸入端接入一個微享級電感線圈入地，這樣雷擊產生的直流電就可以由線圈直接傳輸?shù)降叵?，釋放了巨大的雷擊電流，對設備有效的起到保護作用。

2）石墨放電器。在天線輸入端如果加裝一組石墨放點球，然后在接地引線上邊加裝幾十只磁環(huán)。一旦遇到雷擊情況后，石墨放點球就會發(fā)生放電反應，這是由石墨自身的阻尼放電作用引起的。此時，發(fā)射機如果正處于正常的運行中，受雷擊影響，放點球放電時，雷擊電流就會通過引線直接流入大地中，接地引線上的磁環(huán)出現(xiàn)反向電動勢，起到阻尼放電的作用，也保證了發(fā)射機不會出現(xiàn)短路，對發(fā)射機起到很好的保護作用。石墨放電球的間距以9 mm為最佳間距。

3）隔離電容器。雷擊的能量主要集中在直流和低頻的范圍內，因此在雷擊電流在進入調配網絡之前，可以接入一只大容量的電容器，對高頻輸出沒有任何影響，但對雷擊電流能夠有效的進行隔離。由于該電容器屬于防雷器件，所以在各種性能及參數(shù)設置上越大越好，在設備更換時，也不要隨意的改變其規(guī)格。可以對天饋匹配網絡進行多種選擇，最好選擇能夠對各種雜波起到阻隔作用的匹配網絡。

4）相移網絡。在高頻通路中，傳輸線及網絡都會發(fā)生一定程度的相移。在發(fā)生雷擊時，放電球出現(xiàn)短路的情況下，發(fā)射機的負載阻抗就會發(fā)生改變，極易造成設備輸出端電壓過高，損壞設備，因此，安裝一組相移網絡，在發(fā)生放電球放電的時候，相移網絡可以使發(fā)射機負載阻抗的變化在一定的范圍內進行，對發(fā)射機充分的起到了保護作用。

5）電源系統(tǒng)。電源系統(tǒng)也是防雷措施中最重要的一個環(huán)節(jié)，雷擊對電源系統(tǒng)的襲擊可能性非常大，因此對輸入的電流要采用從外向內逐次遞減的方法進行分段保護。如果發(fā)設備設計較為合理，雷擊產生的電流是不可能進入到發(fā)射機內部的。但是設計可變電阻的目的僅僅是針對低過壓保護設計的，對整個設備的防雷保護作用不大。為了有效的阻止雷電從電源系統(tǒng)侵入發(fā)射機內部，可以在高壓線進線上端架設明線，這樣無論是感應雷還是直擊雷，在高壓線上都會發(fā)生高壓沖浪現(xiàn)象，產生危害，為有效的對這種雷擊危害進行防護，可以在機房高壓進線端處，安裝避雷器，對沖浪高壓電流可以進行泄地處理。除此以外，在電源的進線系統(tǒng)中，可以安裝真空放電裝置，也能起到防雷保護作用。

6）改造接地系統(tǒng)。由于我臺的發(fā)射塔總高度為90 m，雙頻共塔，在周圍鋪設有地網。由120根銅線組成，全場120 m。以塔底作為中心，3度夾角向四周放射鋪設。這種接地方法，對全固態(tài)發(fā)射機而言，接地不是很理想。經過研究，對接地系統(tǒng)進行改造，專門做一個深4 m的地井，埋設紫銅板，加上木炭、食鹽、降阻劑等，與120根地網連接在一起，起到很好的引流作用。

5 實際效果

由于雷擊事故對我臺全固態(tài)發(fā)射機各種器件都造成了一定程度的損壞，經過技術人員的努力，采取以上幾種防雷措施以后，發(fā)射機運行正常，經過幾次的雷擊考驗，沒有出現(xiàn)事故。保證了雷雨季節(jié)的播出安全，結果非常理想。

6 注意事項

采用以上防雷措施的時候，由于多種因素的影響，需要注意以下問題：①要仔細的調節(jié)放電球的間距。尤其是在室內，放電球之間的距離僅為幾毫米，所以在調節(jié)的時候要非常自此，特別是每次雷擊過厚的檢查。一旦發(fā)現(xiàn)放電球出現(xiàn)過打火的痕跡，要用砂紙及時的打平，并清潔，保證放電球的工作性能；②認真進行天饋匹配網絡的調試，對常用的儀器要經常進行阻抗的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)異常要及時進行處理；③在每年的雷雨季節(jié)到來前，要對系統(tǒng)避雷措施進行清查，防止由于疏忽大意造成不必要的損失。

7 結束語

全固態(tài)中波發(fā)射機的防雷問題是關鍵的問題之一，經過近些年來的實踐經驗總結，采用整套的避雷方案對廣播發(fā)送設備進行保護，是切實可行的，充分的保證了廣播發(fā)射系統(tǒng)的正常運行。

參考文獻

[1]慎英子.全固態(tài)中波發(fā)射機的防雷措施[J].中國科技信息，2011（14）.endprint