中波廣播發(fā)射系統(tǒng)的防雷策略分析

張 曉，尚 磊，肖宇杰

1.內(nèi)蒙古新聞出版廣電局包頭廣播發(fā)射中心臺(tái)發(fā)射科，內(nèi)蒙古包頭 014010

2.內(nèi)蒙古新聞出版廣電局501 臺(tái)，內(nèi)蒙古包頭 014010

0 引言

隨著信息時(shí)代的到來，廣播事業(yè)的發(fā)展也在不斷推進(jìn)。尤其是中波廣播發(fā)射系統(tǒng)的推廣，對新聞信息的傳播和人們生活方式的改變具有重大影響。但由于中波廣播發(fā)射系統(tǒng)是通過無線電波的方式發(fā)射信號，往往會(huì)受到雷電的干擾和破壞。近年來，我國的中波發(fā)射機(jī)已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)了固態(tài)化，廣播設(shè)施也更為穩(wěn)定，但防雷效果卻沒有得到強(qiáng)化。中波廣播發(fā)射系統(tǒng)應(yīng)該如何做好防雷措施？這是迫切需要解決的問題。

1 雷的特點(diǎn)及種類

1.1 直擊雷

直擊雷是對中波廣播發(fā)射系統(tǒng)損害最多、危害最大的一種雷電現(xiàn)象[1]。通常所說的直擊雷，就是指雷電對地面的突出物體和其他各種電力設(shè)備進(jìn)行直接放電。直擊雷所帶電流很強(qiáng)，一般會(huì)形成幾百千安培的電流。當(dāng)然其達(dá)到的電壓也不會(huì)低，通常都能達(dá)到百萬伏左右。這么巨大的電流量已經(jīng)足以使房屋建筑、工業(yè)設(shè)施、電氣設(shè)備燒毀、爆炸和崩塌。其對中波廣播發(fā)射系統(tǒng)的影響就是由于侵入發(fā)射天線等造成電波干擾的。

1.2 感應(yīng)雷

感應(yīng)雷是最容易導(dǎo)致雷擊的種類，也是造成雷電事故及損失的主要原因。感應(yīng)雷的形成是由于電場感應(yīng)或靜電感應(yīng)的作用。在擊中物體時(shí)，雷電會(huì)從先導(dǎo)放電轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲗?dǎo)放電，這時(shí)金屬體的表面就會(huì)產(chǎn)生非常高的電壓并伴隨著放電現(xiàn)象，這種放電就是感應(yīng)雷。感應(yīng)雷可以輕易燒毀保險(xiǎn)絲、熔斷器、變壓器等電子元器件，嚴(yán)重的話還會(huì)燒壞集成電路。感應(yīng)雷分為電網(wǎng)感應(yīng)雷、傳輸電纜感應(yīng)雷兩種。感應(yīng)雷對中波廣播發(fā)射系統(tǒng)的影響非常大，如通過電網(wǎng)，電網(wǎng)感應(yīng)雷會(huì)破壞與電網(wǎng)連接的廣播發(fā)射裝備的電源；而傳輸電纜感應(yīng)雷則可以通過傳輸電纜損壞與之相連的元器件。

1.3 雷電波

感應(yīng)雷擊中輸出架空路線的時(shí)候，一般會(huì)釋放一種沿著不同的方向迅速散播的高電位沖擊波，這種沖擊波就是雷電波。雷電波的傳播速度一般約有150m/s 之高。在散播的過程中雷電波還形成干擾源，嚴(yán)重影響廣播電視的正常播放。

2 中波廣播發(fā)射系統(tǒng)的防雷策略

2.1 天線防雷

天線防雷是中波廣播發(fā)射系統(tǒng)最直接的防雷方式。天線防雷的原理是：當(dāng)中波廣播發(fā)射塔遭到雷擊時(shí)，電流其實(shí)主要集中在縱向，只要減少地網(wǎng)的接地電阻或?qū)⑻炀€的地阻控制在一個(gè)很小的范圍內(nèi)，就可以將電流導(dǎo)入地面消散，將流向機(jī)房的電流減到最小，防止發(fā)射設(shè)備被電流破壞[2]。天線防雷的措施有：一是在射塔的底座上安裝避雷器，使發(fā)射塔和地面形成通路。注意避雷器必須是由黃銅做成的球狀放電器，因?yàn)榍驙罘烹娖骺梢杂行У貙?dǎo)電入地。另外，球狀放電器的間隙距離應(yīng)該參照發(fā)射塔發(fā)射功率和當(dāng)?shù)貙?shí)際遭受的雷電強(qiáng)度而定，為了有效防雷，一般保持在40mm 至80mm 左右。二是減少地網(wǎng)的接地電阻，天線地網(wǎng)可以將雷電引到通暢的入地點(diǎn)。三是電流接地要講究，一般地阻越小，雷擊地電壓越小，分流越好。

2.2 電源防雷

電源是最容易受到雷電傷害的一個(gè)環(huán)節(jié)，因此，在電源處防雷必須嚴(yán)格操作規(guī)范。首先，就高壓端的工作而言，其工作必須由供電部門專業(yè)的人員按照安全用電規(guī)范來執(zhí)行，建立全面的電源防雷布控點(diǎn)。在雷電現(xiàn)象比較頻繁和強(qiáng)烈的區(qū)域，為了加強(qiáng)防雷效果，必須按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)加裝3 只高頻的線圈。這些線圈能夠雷電的低頻能量泄露出去，釋放雷電中產(chǎn)生的感應(yīng)電荷。就高壓變壓器的低壓端而言，低壓配電盤也要安裝相應(yīng)的避雷器設(shè)備，如ZGB 系列的一級三相電源避雷器。這樣做是為了能夠二次釋放高壓端漏過的雷電感應(yīng)電流，實(shí)現(xiàn)對電源的二次防護(hù)。在中波廣播發(fā)射系統(tǒng)主要設(shè)備供電電源的輸入端要加裝二級三相電源避雷器，電源避雷器的接地能力非常關(guān)鍵，具備良好的接地功能才能有效的加強(qiáng)避雷效果。

2.3 天調(diào)網(wǎng)絡(luò)防雷

天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的防雷設(shè)計(jì)可以有效地?cái)r截雷電。其防雷的主要措施有三：一是石墨放電球設(shè)計(jì)，釋放雷電流。在天調(diào)網(wǎng)絡(luò)上安裝的石墨放電球具備很好的放電性，它的間隙可以調(diào)整，合理的間距可以保證石墨放電柱充分發(fā)揮放電性作用。另外，隨著放電面積的增加，石墨放電球的放電電壓會(huì)減少，在天線遭受雷擊時(shí)，石墨放電球通過瞬間釋放的電荷能量可以達(dá)到防雷效果；二是隔直流電容設(shè)計(jì)，阻隔雷電的低頻能量。中波頻率的隔直流電容壓降不會(huì)很大，應(yīng)選擇在1000 到2000PF 之間。但是要注意選擇偏大一點(diǎn)的伏安量，發(fā)射機(jī)的功率越大，隔直流電容器就要選擇越大的伏安量，避免雷電的能量利用天調(diào)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入發(fā)射機(jī)。二是微亨級的電感設(shè)計(jì)，流泄雷電的低頻能量。微亨級的電感可以與天線并聯(lián)，形成一個(gè)通路電路，使天調(diào)網(wǎng)絡(luò)對地釋放靜電。此外，還有匹配網(wǎng)絡(luò)防雷和陷波電路防雷等措施。匹配網(wǎng)絡(luò)可以形成一個(gè)隔直電容和一個(gè)對地電感，實(shí)現(xiàn)雙重防雷[3]。

2.4 發(fā)射機(jī)防雷

發(fā)電機(jī)防雷措施的運(yùn)用主要應(yīng)該做好以下兩方面的工作：一是進(jìn)一步加快發(fā)射機(jī)自我保護(hù)操作的反應(yīng)和速度，在被雷電擊中的第一時(shí)間迅速開啟自我保護(hù)模式，自動(dòng)切斷發(fā)射機(jī)電源，避免設(shè)備損壞，提高設(shè)備自身的防雷能力；二是在發(fā)射機(jī)的輸出網(wǎng)絡(luò)上采用抗雷擊型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

3 結(jié)論

綜上所述，雷電是很普遍的一種自然現(xiàn)象，其對中波廣播發(fā)射系統(tǒng)的影響非常明顯。廣播發(fā)射的電波、信號受干擾甚至中斷的情況時(shí)有發(fā)生，造成廣播設(shè)備損壞、影響信息傳播效果。防雷是廣播事業(yè)不可避免的一項(xiàng)綜合性工程，缺少哪個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)影響防雷的整體效果。中波廣播發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射塔相對位置較高，電源也沒有直接接地，開展全面防雷工作具有相當(dāng)復(fù)雜度和困難性。因此，中波廣播發(fā)射系統(tǒng)的防雷必須采取多樣化、科技化的手段，針對雷電對廣播的干擾因素和造成損壞害的原因，采取有效措施阻隔電流、釋放電壓，以保證中波廣播發(fā)射系統(tǒng)的正常運(yùn)行以及廣播發(fā)送設(shè)備的安全和使用壽命，保障好廣播發(fā)送的質(zhì)量。

[1]尼米.對于中波廣播發(fā)射系統(tǒng)的防雷策略探討[J].科技致富向?qū)В?014，3：271.

[2]姚迪.基于中波廣播發(fā)射系統(tǒng)的防雷的探討[J].中國傳媒科技，2014，10：130.

[3]程崢.淺談中波廣播發(fā)射臺(tái)的防雷設(shè)計(jì)[J].科技致富向?qū)В?013，05：118.