小功率中短波發(fā)射臺(tái)站防雷措施

伊斯拉音.依斯拉木

（新疆廣播電影電視局節(jié)目傳輸中心9167臺(tái),835000）

小功率中短波發(fā)射臺(tái)站防雷措施

伊斯拉音.依斯拉木

（新疆廣播電影電視局節(jié)目傳輸中心9167臺(tái),835000）

雷電對(duì)于發(fā)射臺(tái)站系統(tǒng)運(yùn)行的不良影響是多方面的。本文通過(guò)分析雷電對(duì)小功率中短波發(fā)射臺(tái)站的危害以及對(duì)當(dāng)前防雷措施存在缺陷的研究，明確小功率中短波發(fā)射臺(tái)站防雷工作方面存在的不足之處，并結(jié)合小功率中短波發(fā)射臺(tái)站的特點(diǎn)，介紹了提高防雷性能的相關(guān)措施與方法。

發(fā)射臺(tái)站；中短波；小功率；防雷

發(fā)射臺(tái)站是廣播信號(hào)傳播與接收過(guò)程中非常重要的構(gòu)成部分之一，小功率中短波發(fā)射臺(tái)站在當(dāng)前的廣播信號(hào)傳播體系中應(yīng)用日益廣泛，如何保障其運(yùn)行的安全與可靠是相關(guān)人員必須高度重視的課題之一。實(shí)踐報(bào)道中顯示，在小功率中短波發(fā)射臺(tái)站周邊，天線往往是最高的建筑設(shè)施之一，這意味著小功率中短波發(fā)射臺(tái)站遭受雷電影響的風(fēng)險(xiǎn)高，必須重視對(duì)防雷措施的研究，以提高其對(duì)雷電作用力的抵抗與防護(hù)能力，確保臺(tái)站的安全運(yùn)行。

1　雷電主要危害分析

小功率中短波發(fā)射臺(tái)站中所遭受的雷擊作用力破壞作用主要是因變化梯度高以及變化幅值大的雷電流所誘發(fā)，其對(duì)臺(tái)站正常運(yùn)行有嚴(yán)重危害。主要可以歸納為以下幾個(gè)方面：第一，直擊雷作用下會(huì)導(dǎo)致發(fā)射機(jī)機(jī)房或鐵塔頂端產(chǎn)生瞬時(shí)性熱電危害；第二，雷電二次效應(yīng)可能通過(guò)靜電、電磁感應(yīng)的方式危及發(fā)射機(jī)以及相關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)行；第三，雷電侵入波可能通過(guò)饋線線路、信號(hào)線路等引入臺(tái)站機(jī)房?jī)?nèi)，導(dǎo)致故障范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大。

2　小功率中短波發(fā)射臺(tái)站防雷現(xiàn)狀

當(dāng)前小功率中短波發(fā)射臺(tái)站天線饋線線路多通過(guò)饋線支架自鐵塔上部垂直引入，然后通過(guò)設(shè)置于室外的走線架水平引入機(jī)房?jī)?nèi)部。結(jié)合現(xiàn)行防雷技術(shù)規(guī)范中的要求來(lái)看，小功率中短波發(fā)射臺(tái)站屬于受雷擊作用力影響的高危區(qū)域。為了最大限度的確保小功率中短波發(fā)射臺(tái)站的安全穩(wěn)定運(yùn)行，為正常播出提供支持，就必須加強(qiáng)對(duì)發(fā)射臺(tái)站的防雷研究工作。

現(xiàn)階段，針對(duì)小功率中短波發(fā)射臺(tái)站所采取的直擊雷防護(hù)以引下線接地以及接閃器為主，防雷措施傾向于常規(guī)模式，多選用金屬式避雷針進(jìn)行防護(hù)。但在實(shí)際應(yīng)用中卻呈現(xiàn)出了一定的問(wèn)題與不足。如：在鐵塔頂端避雷針受到雷電作用力影響的情況下，鐵塔或避雷針上可能形成高電位狀態(tài)，放電過(guò)程中形成雷電反擊現(xiàn)象，對(duì)設(shè)備以及工作人員人身安全構(gòu)成不良影響；除此以外，在避雷針遭受雷擊影響時(shí)，鐵塔高電位會(huì)導(dǎo)致饋線線路附近形成靜電感應(yīng)過(guò)電壓，加之受到接地電阻的影響，導(dǎo)致電磁脈沖作用力的影響，沿線傳播雷電波，造成嚴(yán)重危害。

3　小功率中短波發(fā)射臺(tái)站防雷完善措施

1）天線防雷

天線往往是小功率中短波發(fā)射臺(tái)站周邊最高的建筑設(shè)施，理論上遭受雷擊作用力的可能性更高，若天線方面所配置的防雷措施不夠科學(xué)與有效，將可能會(huì)通過(guò)天線引入雷電，進(jìn)而對(duì)小功率中短波發(fā)射臺(tái)站內(nèi)部發(fā)射機(jī)、匹配電路等產(chǎn)生不良影響，甚至?xí)?duì)天線底座瓷柱性能產(chǎn)生破壞。為提高天線防雷性能，可重點(diǎn)采取以下幾個(gè)方面的措施：

第一，合理鋪設(shè)地井、地網(wǎng)。在雷擊作用于天線時(shí)，天線引入雷電能量并經(jīng)泄放系統(tǒng)入地，期間所傳輸雷電能量可能高達(dá)數(shù)百千安。在這一過(guò)程中，天線與發(fā)射機(jī)間壓差巨大，在饋線線路的連接下導(dǎo)致發(fā)射機(jī)內(nèi)流入較高電流。在這一影響因素作用下，小功率中短波發(fā)射臺(tái)站內(nèi)固態(tài)機(jī)功放管可能發(fā)生損壞，甚至誘發(fā)更為嚴(yán)重的故障。因此，為提高防雷性能，應(yīng)當(dāng)重視對(duì)地井、地網(wǎng)的合理鋪設(shè)，以在短時(shí)間內(nèi)快速降低沖擊接地電阻水平，使雷擊作用下，天線上感應(yīng)電荷能夠得到快速釋放，及時(shí)降低塔基瞬時(shí)電位，從而提高其防雷性能。

第二，對(duì)打火隙距離進(jìn)行合理調(diào)整。在雷擊作用天線時(shí)，天線底部放電球間會(huì)形成非常高的瞬時(shí)性電壓。通過(guò)對(duì)放電球間隙的調(diào)整，一方面能夠避免發(fā)射機(jī)受到雷擊影響，另一方面能夠確保小功率中短波發(fā)射臺(tái)站的正常播出與運(yùn)行。但該距離也不得過(guò)大，以免因放電電壓過(guò)高導(dǎo)致對(duì)雷擊作用力的釋放不完全的問(wèn)題。

2）天調(diào)網(wǎng)絡(luò)防雷

第一，為有效避免小功率中短波發(fā)射臺(tái)站在運(yùn)行期間出現(xiàn)負(fù)載短路的問(wèn)題，或在功放電路中產(chǎn)生過(guò)高的瞬時(shí)性電壓，均在發(fā)射臺(tái)站輸出槽路中設(shè)置有﹣45°相移網(wǎng)絡(luò)。在負(fù)載短路情況下，攻放側(cè)等效阻抗自R轉(zhuǎn)換為感性jR狀態(tài)。因此，為避免雷擊作用力對(duì)功放管產(chǎn)生不良影響，在放電球因雷擊作用力形成瞬時(shí)性短路狀態(tài)時(shí)，必須確保發(fā)射機(jī)輸出端同樣在短路情況下。目前，對(duì)于小功率中短波發(fā)射臺(tái)站而言，所選擇相移網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多為“T”字型，如下圖1所示。

圖1?。盒」β手卸滩òl(fā)射臺(tái)站相移網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

結(jié)合圖1來(lái)看，為達(dá)到理想的防雷效果，X1應(yīng)當(dāng)為電容裝置，X2應(yīng)當(dāng)為電感裝置。工作人員可以通過(guò)對(duì)放電球進(jìn)行短路處理，并在機(jī)器端饋線線路位置用阻抗分析儀進(jìn)行測(cè)定的方式得到需要調(diào)整的相移量參數(shù)。

第二，在小功率中短波發(fā)射臺(tái)站天線線路底部多裝設(shè)有金融性放電球（直徑在10.0cm左右），在此基礎(chǔ)之上為提高防雷性能，還可以在小功率中短波發(fā)射臺(tái)站調(diào)配間增設(shè)石墨性放電柱，其理想狀態(tài)是使金屬放電球所對(duì)應(yīng)放電電壓與石墨性放電柱放電電壓保持一致。一般情況下，小功率中短波發(fā)射臺(tái)站中石墨放電柱接地銅桿上可以串接方式接入40只~50只磁環(huán)。當(dāng)雷擊作用于天線線路產(chǎn)生拉弧短路事故且發(fā)射機(jī)保護(hù)動(dòng)作尚未執(zhí)行前，可以通過(guò)石墨放電柱的方式有效提高發(fā)射機(jī)自身的短路阻抗水平，發(fā)揮對(duì)發(fā)射機(jī)的保護(hù)功效。

3）機(jī)房防雷

小功率中短波發(fā)射臺(tái)站機(jī)房應(yīng)當(dāng)利用建筑物外圍結(jié)構(gòu)鋼筋金屬網(wǎng)與防雷接地進(jìn)行連接的方式形成良好的防雷效果。在受到雷擊作用力影響的情況下，防雷接地產(chǎn)生瞬時(shí)性高電壓，并通過(guò)金屬網(wǎng)傳遞至機(jī)房各個(gè)區(qū)域，進(jìn)而可以使機(jī)房各個(gè)區(qū)域電位傾向于均衡狀態(tài)，形成類(lèi)似于“等電位”的空間。這樣一來(lái)，機(jī)房?jī)?nèi)人與設(shè)備可接觸兩點(diǎn)間所對(duì)應(yīng)的電位差維持在較小范圍內(nèi)，接觸關(guān)系更加安全與可靠。同時(shí)，機(jī)房上方可以通過(guò)增設(shè)避雷網(wǎng)的方式有效規(guī)避上空雷擊作用力或靜電感應(yīng)作用力的影響，門(mén)窗外圍可以通過(guò)設(shè)置金屬接地的方式，有效預(yù)防小型球雷竄入所致故障問(wèn)題。

4　結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，小功率中短波發(fā)射臺(tái)站的防雷工作具有系統(tǒng)性、復(fù)雜性的特點(diǎn)，單純采取某一種防雷措施難以取得滿(mǎn)意的效果，必須通過(guò)多級(jí)防護(hù)齊頭并進(jìn)的方式，逐步削弱雷電作用力，最大限度的降低雷電對(duì)小功率中短波發(fā)射臺(tái)站的不良影響，以確保發(fā)射臺(tái)站的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)。

[1] 歐陽(yáng)永林.高山發(fā)射臺(tái)的防雷措施與效果[J].電聲技術(shù). 2014, 38(12): 79-80.

[2] 朱成新.高山發(fā)射臺(tái)防雷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改造與實(shí)踐--以龍巖市廣電發(fā)射臺(tái)西湖山機(jī)房為例[J].通訊世界.2014(13): 8-10.

[3] 郭躍武.新建小功率發(fā)射臺(tái)站機(jī)房供配電系統(tǒng)的討論[J]. 無(wú)線互聯(lián)科技. 2015(1): 158-160.

[4] 李泉風(fēng).新疆小功率中短波發(fā)射臺(tái)站防雷措施[J]. 數(shù)字化用戶(hù). 2013(20): 36.

[5] 金世新，梁益峰.中波發(fā)射臺(tái)天饋系統(tǒng)的接地改造與防雷實(shí)踐[J]. 廣播與電視技術(shù). 2011, 38(4): 96-98.

伊斯拉音.依斯拉木（1962.02.23 ），男，新疆伊寧市 ，本科，副高，正處級(jí)，研究方向：小功率中短波發(fā)射機(jī)。

Lightning protection measures for short wave transmitting stations in small power

Yisilayin.Yisilamu
(Xinjiang radio, film and television program transmission center 9167,835000)

The adverse effects of lightning on the system operation of the transmitting station are various.In this paper, through the analysis of lightning hazards to the shortwave transmitting stations in small power and defects of the research on the existing lightning protection measures,deficiencies in the shortwave transmitting stations clear small power lightning protection work area,combined with the characteristics of short wave transmitting stations in small power,introduces the methods and relevant measures to improve the lightning protection performance.

transmitting station; medium and short wave;low power;lightning protection