淺談中波發(fā)射機的防雷與接地保護

孔德利 楊壽柏

（作者單位：云南省廣播電視局麻栗坡中波臺）

淺談中波發(fā)射機的防雷與接地保護

孔德利 楊壽柏

（作者單位：云南省廣播電視局麻栗坡中波臺）

近年來，中波發(fā)射機技術(shù)發(fā)展迅猛，由老式的電子管發(fā)射機發(fā)展到了全固態(tài)發(fā)射機，本文首先介紹了雷電對發(fā)射機的影響，隨后分別從內(nèi)部避雷和外部防雷兩方面研究了中波發(fā)射機的防護措施，為后續(xù)深入研究中波發(fā)射機的性能與防護奠定了基礎(chǔ)。

中波發(fā)射機；防雷；接地保護

隨著電子電路技術(shù)的發(fā)展，中波發(fā)射機技術(shù)不斷進步，由電子管發(fā)射機發(fā)展到全固態(tài)發(fā)射機，發(fā)射機的效率、信號強度、停播率均有了顯著提升。全固態(tài)中波發(fā)射機使用了大量的微處理器、半導體元器件，其抗干擾性能較差，易被擊穿，尤其在雷電等情況下易發(fā)生故障，因此，本文著重研究了中波發(fā)射機的防雷與接地保護。

1 雷電的影響

雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又令人生畏的放電現(xiàn)象。云中電荷的分布比較復雜，但總體而言，云的上部以正電荷為主，下部以負電荷為主。因此，云的上、下部之間形成一個電位差。當電位差達到一定程度后，就會產(chǎn)生放電，這就是人們常見的閃電現(xiàn)象。閃電的平均電流是3萬安培，最大電流可達30萬安培。閃電的電壓很高，約為1億至10億伏特。放電過程中，由于閃電通道中的溫度驟增，使空氣體積急劇膨脹，從而產(chǎn)生沖擊波，導致強烈的雷鳴。帶有電荷的雷云與地面的突起物接近時，它們之間就發(fā)生激烈的放電。雷電對中波發(fā)射機的影響主要有三種，分別是直擊雷、感應(yīng)雷和雷電波三種。

直擊雷是指雷云對地面各類裝置直接放電，直擊雷往往包含大量的能量，時間短，電流大，產(chǎn)生的直接危害大，雷擊后將對地面裝置產(chǎn)生大量熱效應(yīng)和機械效應(yīng)；感應(yīng)雷是指雷云接近地面物體時，由于距離較近，產(chǎn)生靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象，導致發(fā)射機產(chǎn)生極高電壓而放電的現(xiàn)象；雷電波是指發(fā)射設(shè)備遭遇雷擊時能夠產(chǎn)生各個方向的高電位沖擊波，其速度快，不規(guī)律，容易對信號產(chǎn)生干擾，對廣播的影響最大。

圖1 避雷網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

2 防雷措施

中波發(fā)射機的防雷技術(shù)與手段不斷發(fā)展，最常用的防雷方法是避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)，采用尖端放電原理，在遭受雷擊時可以瞬間釋放出大量電荷，避免廣播設(shè)備因為雷電直擊而產(chǎn)生各類故障。但該方法只能防止直擊雷，不能防止感應(yīng)雷和雷電波。為了防止其他雷電對廣播信號造成嚴重干擾和損害，使全固態(tài)發(fā)射機被擊穿或損壞，一些新的防雷技術(shù)正應(yīng)用于中波發(fā)射機中。

2.1 接入釋放線圈

因為雷電中直流電占主要部分，可以將雷電引入地，在天線的輸入端并聯(lián)一個電感線圈，將電感線圈直接引入地，線圈構(gòu)成了雷電入地的通路，在發(fā)射機被電擊之后，可以釋放出大量電流。結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

2.2 裝入石墨放電器

在發(fā)射機的天線輸入端并聯(lián)一組石墨放電球，在其接地引線上，套入若干磁環(huán)，發(fā)射機遭遇電機后，石墨放電球因自身材料的特點會不斷放電，以減少電擊對中波發(fā)射機的影響，同時，電流通過接地引線傳遞至大地，套入的磁環(huán)產(chǎn)生反電動勢，還可以起到阻尼作用，保障發(fā)射機能夠正常工作，使信號不受干擾。但對不同規(guī)格的接地線，需要精確計算石墨放電球的間距，保障防雷措施能取得良好的效果。

2.3 接入隔離電容器

為了更好地隔離雷電電流中的直流電，可以在天線引入調(diào)配網(wǎng)之前，串聯(lián)一處大電容，這樣能夠緩解雷擊時瞬間產(chǎn)生的強大直流電，此時的電容應(yīng)該足夠大，一般在1000pF～2000pF。

2.4 選擇合理的天饋匹配網(wǎng)絡(luò)

天饋網(wǎng)絡(luò)應(yīng)優(yōu)先選用二階帶通濾波器與網(wǎng)絡(luò)匹配，可以對各種雜波竄擾起到良好的陷波阻隔作用。在安裝調(diào)試過程中，應(yīng)確保阻抗數(shù)值穩(wěn)定無誤。

3 結(jié)語

防雷是中波發(fā)射機的設(shè)計關(guān)鍵點，尤其是全固態(tài)中波發(fā)射機，采用內(nèi)部避雷和外部防雷相結(jié)合的方式進行防雷保護，本文簡要論述了雷電的危害，介紹了當前防雷技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，為后續(xù)深入研究中波發(fā)射機的性能與防護奠定了基礎(chǔ)。