全固態(tài)發(fā)射機的防雷和接地分析

閆云昊

摘 要：全固態(tài)發(fā)射機是目前廣播系統(tǒng)普遍應用的重要設備，因此要做好設備本身防雷與接地保護，提升抗雷擊及電磁脈沖能力，最大限度地發(fā)揮發(fā)射機服務性能，支持廣播事業(yè)的發(fā)展。文章分析了雷電種類與危害，并就全固態(tài)發(fā)射機的防雷與接地保護舉措進行了探討，希望能為提升全固態(tài)發(fā)射機防雷能力提供參考。

關鍵詞：全固態(tài)發(fā)射機；防雷保護；接地系統(tǒng)

當前國內中波廣播發(fā)射用電子管發(fā)射機基本上全實現(xiàn)了全固態(tài)化，雖然全固態(tài)化本身在應用方面有諸多優(yōu)勢，但是在防雷方面能力有所下降，因此做好全固態(tài)發(fā)射機的防雷與接地至關重要，直接關系到廣播電視信號塔及設備的運行安全與可靠性。下面就全固態(tài)發(fā)射機的防雷與接地舉措進行探討。

1 雷電危害分析

1.1 雷擊與電磁感應

雷電作為危害較大的自然現(xiàn)象，以雷擊危害、電磁感應等造成的損害最為普遍。雷電天氣下雷電范圍內的信號發(fā)射塔、設備構架因自身特殊性導致遭受直接雷擊幾率較高，廣播站系統(tǒng)中的各類通信設備若缺乏抵抗直接雷擊的防護措施，本身防雷能力會偏弱，一旦發(fā)生直接雷擊現(xiàn)象，各類設備或構架將會有直接被摧毀的危害，嚴重者還會引發(fā)火災等各類意外，導致經濟財產、人身安全等諸多損失。雷擊情況下感應型雷電會對埋設在室外的各類電纜電線及信號線路等造成直接破壞，電纜及線路的損壞不僅影響站內不同設備直接的連接，并且在一定程度上會因電磁感應導致通信設備、通信設備與終端等損壞。另外，雷電電擊還有造成雷電浪涌的可能性，導致廣播站內各種設備電源與通訊線路發(fā)生電流浪涌，從而破壞設備性能，影響廣播站正常工作。因此要做好廣播站防雷與接地措施，減輕雷擊與電磁感應、雷電浪涌危害，提升廣播站抗雷保護能力。

1.2 雷電電磁脈沖

雷電天氣氣象條件下雷電本身會產生強大的閃電流及電磁路干擾廣播站各類設備與信息系統(tǒng)運轉，由于雷電電磁脈沖本身感應范圍較大，因此會不同程度地對人體、建筑物、電氣設備、管線等造成危害，部分還會引發(fā)火災，造成嚴重經濟財產損失。雷電電磁脈沖的危害主要表現(xiàn)在三個方面，一是對建筑內部電力線路、信息系統(tǒng)、電子設備等造成電磁干擾；二是建筑防雷裝置在接閃時，強大的雷電流會損害電力線路與電子設備；三是雷電天氣中附近的電纜線路、架空線路等傳輸?shù)碾姶挪▽炔侩娏﹄娮釉O備等造成干擾，尤其是廣播站中各類高精度、高靈敏度設備的應用，導致其普遍承受不了過大的電壓波動，因此對雷電電磁脈沖更為敏感，增加安全隱患。面對雷電電磁脈沖危害，要通過防雷擊電磁脈沖舉措，減少直接或間接遭受雷擊可能性，對各類電氣線路、電子設備以防過電流或者過電壓等舉措減少電涌危害，尤其是廣播站內部構成重要信息系統(tǒng)的設備，更需要加諸相應的電涌保護器以減少雷擊電磁脈沖干擾與破壞。

2 全固態(tài)發(fā)射機防雷與接地舉措

2.1 天饋線系統(tǒng)防雷

廣播站天饋線作為周遭最高的建筑物，很容易遭受雷擊，容易影響機房設備與線路等安全，要在天線與匹配網之間安裝防雷舉措，實現(xiàn)雷電雷擊的逐級減弱，使其最后減弱至全固態(tài)發(fā)射機系統(tǒng)可承受范圍之內。

天饋線系統(tǒng)防雷擊舉措目前主要以四級防雷舉措為主，以金屬放電球、微享級的電感、石墨放電器、隔直流電容共同構成防雷保護網。金屬放電球在發(fā)射天線應對直擊雷電方面效果較好，其采用尖端放電原理在雷擊瞬間泄放電荷能量，以保證廣播站的正常播出效果；微享級的電感線圈應用主要是應對集中在低頻和直流部分的雷電能量，為雷電流構成良好的下地通路，有助于雷電能量的泄放；石墨放電器是在天饋調配室內天線輸入端配合微享級線圈提升放電效果，配合接地端在雷擊時迅速放電，如果全固態(tài)發(fā)射機正常運行時天線遭遇雷擊，石墨放電器、接地引線可迅速作用致使引線上的磁環(huán)產生反向電動勢，從而提高發(fā)射機的短路射頻阻抗，實現(xiàn)雷擊保護效果；隔直流電容主要作用是隔離，在天線引入調配網絡前防止雷電能量經過網絡進入發(fā)射機，對雷電直流起到良好的隔離作用。

要做好全固態(tài)發(fā)射機本身的防雷擊保護，確保發(fā)射機自身防雷擊保護電路的正常運作，以便在雷擊來臨時迅速封鎖功放模塊實現(xiàn)雷擊保護，或者面臨高殘壓時迅速關斷功放模塊，以實現(xiàn)對發(fā)射機自身的防雷保護。

2.2 接地系統(tǒng)防雷

接地系統(tǒng)作為廣播站發(fā)射的關鍵環(huán)節(jié)，全固態(tài)發(fā)射機的應用必須做好接地系統(tǒng)的防雷保護舉措，以確保其始終處于良好狀態(tài)下發(fā)揮作用。全固態(tài)發(fā)射機工作時系統(tǒng)處于高頻高壓環(huán)境，接地系統(tǒng)本身作用直接影響發(fā)射機安全與穩(wěn)定，因此要做好接地點設置、接地電阻大小控制，確保雷電有良好的泄放通路，提升抗雷擊防護效果。

要重點做好天饋線引入與交流電源的引入，在交流電源輸入端接壓敏電阻和氧化鋅避雷器，若饋線引雷則要在機房入口進行饋線接地，為避免多點接地造成地電位不同所形成的“跨步電壓”，要按照相應規(guī)定在接地上避免分散、獨立的接地方式，采用集中接地方式，并確保主要接地點的接地電阻降為最低，并保證足夠的接地面積。

全固態(tài)發(fā)射機機殼接地、射頻輸出接地與音頻設備接地應集中一點，避免串聯(lián)連接，以免影響發(fā)射機正常功能與播出質量，高頻、音頻、電源的接地地線要分開走避免串聯(lián)鏈接，尤其是音頻傳輸要避免兩頭接地影響播出效果。接地井與地網相接時，根據(jù)地井深度、面積要選擇埋設紫銅板、焊接粗銅棒等進行引線操作，配合木炭、鐵屑、工業(yè)食鹽等降阻材料做好填埋工作。要注意最大限度地降低接地天線底座與網絡屏蔽的接地電阻，在確保焊接牢固的前提下減少高頻損耗、提升雜波衰減功效，以實現(xiàn)全固態(tài)發(fā)射機的穩(wěn)定輸出，保證廣播播出效果與質量。

對于危害較大的雷擊電磁脈沖，要綜合考慮廣播站內部電氣線路、電力系統(tǒng)、信息系統(tǒng)防雷擊電磁脈沖要求，采取針對性防雷舉措，選擇性安裝避雷帶、避雷網、避雷針或者電涌保護器。在提前明晰廣播站內部電子信息系統(tǒng)規(guī)模與具體設置的情況下，聯(lián)合廣播站內部混凝土鋼筋、金屬管道、金屬構件、電氣保護的接地系統(tǒng)、防雷裝置等進行共用接地系統(tǒng)設計，在特殊地區(qū)預埋等電位連接板，以確保其達到理想防雷擊效果。另外，要針對廣播站所在地區(qū)的氣候情況、地形情況、周圍線路布局、雷暴日天數(shù)、內部設備及信息系統(tǒng)運作需求，確定防雷擊電磁脈沖設計的抗干擾強度，通過采用屏蔽、接地、等電位聯(lián)結及裝設浪涌保護器等措施達到理想效果。

3 結束語

綜上所述，廣播站全固態(tài)發(fā)射機的應用決定了雷電危害無法杜絕，要盡可能地做好防雷保護與接地系統(tǒng)防雷設計，通過多方位、多層級的防雷舉措提升抗雷保護能力，保障全固態(tài)發(fā)射機的良好應用，為廣播事業(yè)的發(fā)展提供有力支持。

參考文獻

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