小功率中短波發(fā)射臺(tái)站防雷措施探析

謝 瓊

內(nèi)蒙古新聞出版廣電局監(jiān)管中心 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

小功率中短波發(fā)射臺(tái)站防雷措施探析

謝 瓊

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研究表明，雷電會(huì)給發(fā)射臺(tái)站系統(tǒng)帶來很多方面的危害。發(fā)射臺(tái)站影響著廣播信號的傳播與接收，如何保護(hù)好小功率中短波發(fā)射臺(tái)站，防止并減少雷電對發(fā)射臺(tái)站的破壞是必須要重視的問題?，F(xiàn)在，我國的防雷措施還存在諸多需要改進(jìn)之處，相關(guān)人員需要重視此項(xiàng)問題，完善防雷措施，使小功率中短波發(fā)射臺(tái)站良好運(yùn)行。

小功率 中短波 發(fā)射臺(tái)站 防雷措施

引 言

發(fā)射臺(tái)站影響著廣播信號的傳播和接收，在生活中有著廣泛的應(yīng)用，為了保障發(fā)射臺(tái)站的安全運(yùn)行，相關(guān)人員經(jīng)過多年努力，使得防雷問題有了一定的改善。由于發(fā)射設(shè)備的數(shù)字化和固態(tài)化，雷擊現(xiàn)象發(fā)生會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，存在一定的安全隱患。因此，防雷是發(fā)射臺(tái)站面臨的一個(gè)重要問題。

1 雷電的種類與危害

雷電的種類主要有三種：（1）直擊雷，會(huì)危害到天線與機(jī)房，使其產(chǎn)生瞬間的熱電危害；（2）感應(yīng)雷，雷電的再次感應(yīng)會(huì)產(chǎn)生靜電和電磁感應(yīng)，使發(fā)射臺(tái)站的多項(xiàng)設(shè)備無法正常運(yùn)作；（3）雷電侵入波，饋線與信號的線路會(huì)把雷電侵入波引入到機(jī)房，使機(jī)房內(nèi)的設(shè)備等產(chǎn)生故障，造成一定的損失。

2 小功率中短波發(fā)射臺(tái)站防雷現(xiàn)狀

實(shí)踐表明，小功率中短波發(fā)射臺(tái)站周邊天線一般是最高的建筑設(shè)施，天線與饋線一般由鐵塔上端引入，受到雷擊的幾率很大，屬于高危區(qū)域。為了確保小功率中短波發(fā)射臺(tái)站的良好運(yùn)行，防雷措施一定要加強(qiáng)。

目前，我國的雷電防護(hù)設(shè)備主要有接閃器及避雷器。接閃器是防雷的第一防線，包括避雷針、避雷線、避雷帶以及避雷網(wǎng)。避雷針可以安裝到任何需要避雷的地方，例如天線的桅桿、鐵塔或是建筑物上等，其功能主要是引雷。避雷線安裝在電纜、明饋線、高壓線等架空線路的上方，避免這些線路及建筑物遭到雷擊，其功能與避雷針大致相同。避雷帶與避雷網(wǎng)主要保護(hù)機(jī)房和較高建筑物。避雷器是在接閃器沒有起到很好的防護(hù)作用時(shí)出現(xiàn)的第二道防線，主要保護(hù)室內(nèi)設(shè)備。這樣內(nèi)外綜合防治，減少雷擊的損失，保證廣播信號的正常傳播與接收。雖然我國的防雷設(shè)施多樣，但是在現(xiàn)實(shí)生活中還是存在一些問題。鐵塔頂端的避雷針在受到雷擊的時(shí)候，避雷針或鐵塔可能產(chǎn)生高電位，放電的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生雷電反擊，可能會(huì)對小功率中短波發(fā)射臺(tái)站設(shè)備與工作人員造成一定傷害。此外，鐵塔的高電位也會(huì)形成一定的靜電感應(yīng)致使電壓超過正常值，再加上受到接地電阻的影響，雷電波就會(huì)沿著線路傳播，危害小功率中短波發(fā)射設(shè)備與工作人員的安全。

3 小功率中短波發(fā)射臺(tái)站防雷措施

3.1 防范直擊雷的措施

天線塔一般是發(fā)射臺(tái)站建筑物中的最高點(diǎn)，它有防雷的作用，也可能成為引雷器，所以直擊雷防護(hù)的重點(diǎn)是天線塔。

3.1.1 《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中安裝天線塔避雷針的規(guī)范

實(shí)際操作中一定要按照規(guī)范中的要求來做。首先，合理鋪設(shè)地網(wǎng)，不同的地形和不同種類的天線塔要設(shè)計(jì)不同形狀和密度的地網(wǎng)。其次，嚴(yán)格要求天線塔接地的電阻，普通防雷的電阻不到10Ω，等級高的防雷要小于5Ω。最后，根據(jù)發(fā)射臺(tái)站的情況，可選擇安裝AR限流避雷針，用來降低雷擊的二次效應(yīng)。

3.1.2 準(zhǔn)確算好避雷針的保護(hù)范圍，確保每個(gè)建筑物都有避雷措施

首先，避雷針的保護(hù)是有一定范圍的，超過保護(hù)范圍的建筑物需要通過增加多個(gè)避雷針來保護(hù)。其次，不要單獨(dú)使用避雷針，把避雷針和消雷器聯(lián)合使用，形成避雷帶和均壓網(wǎng)，再連接引流線，會(huì)起到更好的防雷作用。

以上防雷措施可以起到降低雷點(diǎn)大小的作用，有效避免發(fā)射臺(tái)站設(shè)備受損的情況發(fā)生，是直擊雷防護(hù)的有效措施。

3.2 防范感應(yīng)雷的措施

感應(yīng)雷的防護(hù)一般包括：電源系統(tǒng)的防護(hù)、天饋信號系統(tǒng)的防護(hù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的防護(hù)及接地等。不同系統(tǒng)的防護(hù)，有不同的位置以及不同的防護(hù)等級。

3.2.1 電源系統(tǒng)的防雷措施

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在感應(yīng)雷的損害中，很多損害都是由電源感應(yīng)導(dǎo)致，會(huì)破壞小功率中短波發(fā)射臺(tái)站的電壓設(shè)備。因此，在感應(yīng)雷的防護(hù)措施中，電源防護(hù)是基礎(chǔ)。如果電源防護(hù)沒有做好，其他防護(hù)是沒有效果的。在很多雷擊事件中，能夠看出電源的防護(hù)是最重要和最基本的。保護(hù)電源需要選擇合適的設(shè)備，還要多種防雷器的配合使用。根據(jù)SPD類型的不同，有關(guān)電源的保護(hù)分為四個(gè)不同等級。第一等級的防雷措施所依據(jù)的原理是分級泄放，具體的操作是在總配電箱端增加一個(gè)電源三相第一級高能量防雷器SPD1模塊，可以有效泄放雷電。第二等級防雷措施是在發(fā)射臺(tái)站的發(fā)射設(shè)備配電柜中，裝上一個(gè)電源單相第二級防雷SPD2模塊。第三等級防雷措施是在發(fā)射臺(tái)站的發(fā)射設(shè)備開關(guān)前端裝上一個(gè)電源第三級防雷SPD3模塊。第四等級防護(hù)措施是保證室內(nèi)設(shè)備使用的插座具備一定的防雷功能。

3.2.2 網(wǎng)絡(luò)信號系統(tǒng)的防雷措施

網(wǎng)絡(luò)信號系統(tǒng)遭到雷擊的原因主要有：（1）雷電發(fā)生時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的瞬變電磁場，使發(fā)射臺(tái)站內(nèi)的金屬環(huán)路內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)雷電流，造成廣播信號的波動(dòng)；（2）雷電擊中避雷針時(shí)，在雷電流對地泄放時(shí)，會(huì)對網(wǎng)絡(luò)金屬環(huán)路產(chǎn)生電磁脈沖，產(chǎn)生過高的電壓。

發(fā)射臺(tái)站中機(jī)房的防雷措施為網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)防護(hù)。具體的操作措施是在端口前部分安裝一個(gè)防雷器，是雷電入侵波在端口處泄放，使端口免于雷擊，保護(hù)端口。電腦和交換機(jī)等一些設(shè)備的傳輸率與速率是不同的，不同的傳輸率與速率需要采用不同的防雷器，有單口百兆和千兆的網(wǎng)絡(luò)防雷器。

3.2.3 天饋信號系統(tǒng)的防雷措施

天饋信號系統(tǒng)防雷分為兩種：（1）室外引入線防雷。室外引入線是發(fā)射設(shè)備中的電源線、饋線、信號線、通訊線等各種線路。這些線路長時(shí)間在空氣中暴露，外面的保護(hù)層極易腐化，導(dǎo)致其防護(hù)功能大大降低，在雷電產(chǎn)生時(shí)容易感應(yīng)雷電，一定要有好的保護(hù)措施。具體措施為保證引線兩端與大地保持良好的接觸和用有屏蔽的引線把感應(yīng)電接入地下。（2）室內(nèi)設(shè)施的防雷。首先，鋪設(shè)好地網(wǎng)，室內(nèi)與室外都要連接好地網(wǎng)。其次，按照《電子設(shè)備雷擊保護(hù)原則》的內(nèi)容，用防雷保護(hù)元件保護(hù)電子設(shè)備。最后，發(fā)射臺(tái)站內(nèi)機(jī)房的電源接地和工作電路接地等要保持一致，與可靠的電器連接在一起。

結(jié)束語

小功率中短波發(fā)射臺(tái)站一般都建在地勢高且比較空曠的地方，在這樣的地理環(huán)境中，在加上不可控制的雷雨，小功率中短波發(fā)射臺(tái)站很容易受到雷擊，不僅會(huì)導(dǎo)致發(fā)射臺(tái)站的設(shè)備受到破壞造成經(jīng)濟(jì)損失，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致發(fā)射臺(tái)站無法正常運(yùn)行。因此，小功率中短波發(fā)射臺(tái)站的防雷問題是一個(gè)重大的任務(wù)，也是一個(gè)復(fù)雜的工程。要掌握防擊雷電的原理，還要運(yùn)用現(xiàn)代先進(jìn)的防護(hù)雷電的設(shè)備，根據(jù)不同的雷電類型，不同的情況，做不同的防雷措施，進(jìn)而達(dá)到有效的防護(hù)雷電，降低雷電襲擊的影響，保障小功率中短波發(fā)射臺(tái)站正常運(yùn)行。

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[3]馬喜梅,方進(jìn).中小功率短波臺(tái)站天線的工作原理及實(shí)際運(yùn)用[J].西部廣播電視，2016（04）：228.

審稿人：嚴(yán)志剛 內(nèi)蒙古新聞出版廣電局包頭廣播發(fā)射中心臺(tái) 正高級工程師

責(zé)任編輯：王學(xué)敏

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A

2096-0751（2017）06-0022-03

謝 瓊 內(nèi)蒙古新聞出版廣電局監(jiān)管中心 助理工程師