全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的防雷對(duì)策

肖光壽

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展。全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的研究也取得了飛速的進(jìn)展，其結(jié)構(gòu)也日趨復(fù)雜。隨著全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的普及，人們對(duì)全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)防雷條件也提出了更高的要求。由于大多數(shù)全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)是建設(shè)在野外地區(qū)，因此其天線和饋線經(jīng)常容易引雷。如果不能采取有效的防雷措施，雷擊將對(duì)全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)造成極大的損害，為了確保全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)設(shè)備的安全穩(wěn)定地運(yùn)行，必須對(duì)全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)采取安全有效的防雷措施。本文通過對(duì)全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行概述，分析全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的防雷措施。

關(guān)鍵詞：中波；發(fā)射機(jī)；天調(diào)網(wǎng)絡(luò)；防雷措施

中圖分類號(hào)：TN943 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國的中波廣播發(fā)射建設(shè)事業(yè)發(fā)展迅猛，目前基本上所有的發(fā)射機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全固態(tài)化。與傳統(tǒng)的發(fā)射機(jī)相比較，全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的整機(jī)播出效率大大提高。但是全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的防雷能力較為薄弱，而且由于此類發(fā)射機(jī)需在較低的安全電壓下工作，因此當(dāng)發(fā)生雷擊事件時(shí)，其工作的效應(yīng)管極易被擊穿或損壞，最終造成整體設(shè)備的損壞。要想避免雷擊所帶來的強(qiáng)電壓問題，就必須采取合理的防雷措施。目前多數(shù)廣電公司的防雷措施主要是對(duì)全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的天調(diào)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)。但是隨著全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展，老舊的防雷措施將難以滿足工作要求，因此必須加強(qiáng)技術(shù)革新，使發(fā)射機(jī)在保障工作效率的同時(shí)，提高防雷措施的安全度。

1.雷電特征與性質(zhì)

雷電現(xiàn)象是大自然中的一種普遍現(xiàn)象。主要產(chǎn)生于云與云及云與地之間。雷擊現(xiàn)象的本質(zhì)是由于大氣中的攜帶不同極電荷的云層相互碰撞而產(chǎn)生的放電過程，在雷擊現(xiàn)象中，由于不同電荷云層相互碰撞，因此會(huì)有較大的能量釋放。在能量釋放過程中，將產(chǎn)生極大的雷電電流，一般的雷電電流高達(dá)數(shù)千安以上。而且雷電放電過程極短，基本只能維持幾微秒，因此在雷電放電過程中，其周邊環(huán)境的溫度將大幅提高，然后這些電流在電磁感應(yīng)作用的影響下，將對(duì)地面上的物體進(jìn)行直接雷擊，最終造成地面上物體的瞬時(shí)破壞。通常情況下，雷擊現(xiàn)象主要發(fā)生在地面上電荷比較集中或者地勢比較突出且擁有良好導(dǎo)電性的區(qū)域，因此必須注意對(duì)這些地方的防雷措施的布置。全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的天調(diào)網(wǎng)絡(luò)一般處于地勢高，導(dǎo)電性良好的位置，因此要保證全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的防雷的有效程度，就必須對(duì)其天調(diào)網(wǎng)絡(luò)采取有效合理的防雷措施。

2.全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)概述

在全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)中，由于其所需要發(fā)射的中波廣播的波長較長，為了避免其加工的復(fù)雜性，中波發(fā)射主要依靠調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的阻抗來進(jìn)行，而調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的阻抗一般是通過發(fā)射機(jī)的電容以及電感元件的相互作用完成的。中波天調(diào)網(wǎng)絡(luò)（簡稱天調(diào)網(wǎng)絡(luò)）是指發(fā)射機(jī)的發(fā)射天線的輸入端與發(fā)射機(jī)輸出饋線之間的網(wǎng)絡(luò)，它并不只是一個(gè)單一的阻抗變換設(shè)備。當(dāng)發(fā)射機(jī)需要發(fā)射信號(hào)時(shí)，必須經(jīng)過天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的阻抗設(shè)備進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換。在實(shí)際的使用過程中，為了讓發(fā)射機(jī)能夠全天候的工作，就必須考慮天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的各種可能影響其正常工作的因素，例如雷擊和靜電等。因此天調(diào)網(wǎng)絡(luò)中需要設(shè)置濾波電路，濾波電路可以濾除干擾信號(hào)。天調(diào)網(wǎng)絡(luò)作為全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)最重要的構(gòu)件，其性能將直接影響整個(gè)發(fā)射系統(tǒng)的工作性能，因此研究天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的電路原理，分析合理的天調(diào)網(wǎng)絡(luò)防雷措施極其重要。

3.全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的防雷對(duì)策

陸地上電荷比較集中或者天線處于較高位置的區(qū)域，容易遭致雷擊。如果沒有對(duì)天線系統(tǒng)進(jìn)行良好的保護(hù)，雷擊所產(chǎn)生的高額電流電壓將嚴(yán)重破壞發(fā)射機(jī)以及天調(diào)網(wǎng)絡(luò)。在實(shí)際的防雷安排中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格符合以下規(guī)定：一是要盡量減少該區(qū)域地網(wǎng)中的接地電阻，這樣可以給雷電條件下的發(fā)射信號(hào)提供相應(yīng)的回路；與此同時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意防雷接地點(diǎn)的選取，避免雷電接地的不順暢性。二是由于雷電所產(chǎn)生的擊穿電壓一般是和接地電阻呈現(xiàn)正比例變化的，因此必須選取合適的接地點(diǎn)進(jìn)行集中接地處理。

3.1 天線的基底部要使用高頻扼流圈進(jìn)行接地

在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高防雷的有效性，一般采取雙電源系統(tǒng)，雙電源系統(tǒng)的變壓器應(yīng)當(dāng)設(shè)置在天調(diào)網(wǎng)絡(luò)處。由于雙電源系統(tǒng)的高壓線是直接暴露在室外的，極易引起雷擊。在這種情況下，為了防止雷擊，一般選擇在電源系統(tǒng)中設(shè)置分層防雷措施。目前，在全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)中使用最為廣泛的防雷措施為將天線的基底部使用高頻扼流圈進(jìn)行接地，因?yàn)樘炀€處是設(shè)有相應(yīng)的雷電接地裝置的，因此能夠?qū)щ娫茍F(tuán)電荷在空中進(jìn)行聚集，然后通過高頻扼流圈進(jìn)行接地，最終使靜電荷擴(kuò)散，這樣就可以使天線本身排除那些帶電荷不等的云團(tuán)，最終降低天線中云團(tuán)的放電次數(shù)；同時(shí)，這樣也可以使帶電云團(tuán)的電荷實(shí)現(xiàn)泄放，當(dāng)帶小電荷云團(tuán)的電荷達(dá)到擊穿大氣層時(shí)，天線中的高頻扼流圈進(jìn)行接地，從而實(shí)現(xiàn)即時(shí)放電。

3.2 天線基部設(shè)有放電球

除了在天線的基底部使用高頻扼流圈進(jìn)行接地外，另一個(gè)較為常用的防雷措施為在天線底部附近安裝一些放電球。放電球一般為半橢圓形式的金屬球，其安裝方位為：將其一端與天線底部相連，另一端進(jìn)行接地處理。放電球之間的安裝間距是由其安裝天線的發(fā)射機(jī)的發(fā)射頻率以及當(dāng)?shù)氐耐ǔ＠纂娖骄鶑?qiáng)度設(shè)置的，當(dāng)雷擊現(xiàn)象產(chǎn)生時(shí)，放電球可以作為雷擊時(shí)瞬間電荷的第一次泄放工具。在天線底部安裝放電球需要注意的是，必須界定放電球的放電電壓，這是由于大氣中的雷擊現(xiàn)象是不穩(wěn)定的，為了應(yīng)對(duì)這些變化，當(dāng)大氣層中帶電云層所匯集的電荷超過了放電球所設(shè)置的安全電壓值時(shí)，需要安裝其他的放電處理裝置。借助放電球可以在短時(shí)間內(nèi)使大量的電荷在陸地進(jìn)行擴(kuò)散，同時(shí)由于放電球安裝在天線底部，因此可以避免天線后端的設(shè)備遭受損壞。最后需要注意的是，在夏季等雷雨天氣多發(fā)季節(jié)以及多發(fā)地區(qū)，在雷電天氣來臨之前，必須嚴(yán)格檢查放電球之間的間隙是否符合國家所規(guī)定的安全間距，從而保障發(fā)射機(jī)能夠在正常狀態(tài)下工作與運(yùn)行。

3.3 在天調(diào)網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置石墨類放電球

除了在天線基部設(shè)有放電球可以有效防止雷擊現(xiàn)象外，在天調(diào)網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置石墨類放電球也具有同樣的效果。一般選取在天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的兩側(cè)并聯(lián)處放置石墨類放電球，石墨類放電球的間距是可以調(diào)整的，但是不得超過國家相關(guān)規(guī)定所要求的安全間距。石墨類放電球具有良好的物理性質(zhì)，因此能夠良好地進(jìn)行放電，并且在放電過程中，石墨類放電球的電壓會(huì)隨著面積的增長而逐漸降低。一般來說，石墨類放電球的安放間距為1mm/kV，具體的安放間距由發(fā)射機(jī)的性能確定。安放的石墨球要求具有良好的接地性能，在安裝石墨球時(shí)，同時(shí)會(huì)安裝一個(gè)小磁環(huán)，小磁環(huán)與接地端串聯(lián)。當(dāng)天線系統(tǒng)遭到雷擊時(shí)，石墨球和小磁環(huán)可以有效提高短路阻抗，保障發(fā)射機(jī)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

3.4 發(fā)射機(jī)采用高駐波保護(hù)和激勵(lì)封鎖

對(duì)于天線系統(tǒng)的防雷措施，除了采取外部保護(hù)措施外，也可在發(fā)射機(jī)中采用高駐波保護(hù)和高頻激勵(lì)封鎖措施。在實(shí)際應(yīng)用中，由于鐵塔、發(fā)射天線一般建造在野外地區(qū)，因此當(dāng)發(fā)生雷雨天氣時(shí)，這些設(shè)備極易受到雷電影響，最終令天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的饋線產(chǎn)生打火放電現(xiàn)象。由于一些功率較大的發(fā)射機(jī)會(huì)產(chǎn)生一些較高的電壓饋送到天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的饋線段，因此當(dāng)發(fā)生打火放電現(xiàn)象時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部的電弧是很難熄滅的，這將造成天調(diào)網(wǎng)絡(luò)饋線部位的絕緣裝置遭到破壞，從而造成發(fā)射機(jī)發(fā)射信號(hào)錯(cuò)誤，系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生高壓駐波，使系統(tǒng)難以維持正常工作形態(tài)，最終導(dǎo)致整體設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p毀。因此，在天線部位進(jìn)行放電時(shí)，需要確保此處的電弧是熄滅的。在這種原理下，高頻激勵(lì)封鎖的應(yīng)用不僅能夠保證電弧的準(zhǔn)確熄滅，同時(shí)能夠保證信號(hào)的及時(shí)恢復(fù)。此種瞬時(shí)的封鎖激勵(lì)可應(yīng)用在天線封鎖保護(hù)設(shè)備中，確保廣播在播出時(shí)的安全。

結(jié)語

天調(diào)網(wǎng)絡(luò)是全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)中最為重要的部位，其運(yùn)行質(zhì)量將直接影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。因此天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的防雷有效程度將直接關(guān)系到整個(gè)發(fā)射系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定的運(yùn)行。為此，對(duì)整個(gè)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施完整合理的防雷措施，能夠避免雷擊事故的產(chǎn)生，保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。在目前的技術(shù)基礎(chǔ)上，雷電所帶來的危害問題還不能完全消除，但是可以采取合理的措施來將危害降到最低。本文通過對(duì)全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行概述，分析針對(duì)全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的防雷措施。通過整理得到了一系列實(shí)際有效的防雷措施，以充分保障全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的應(yīng)用，并對(duì)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步防雷提供一些參考。

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