全固態(tài)中波發(fā)射機天調網絡的防雷對策探討

賀勇

摘 要 中國現(xiàn)代的科技較為發(fā)達，在中波廣播發(fā)射方面幾乎實現(xiàn)全面的固態(tài)化，然而全固態(tài)的發(fā)射機在防雷方面不如電子管的發(fā)射機，特別容易引起雷電事故的發(fā)生，進而使發(fā)射機出現(xiàn)過流或是過荷的現(xiàn)象，損壞設備，因此需要對于天調網絡自身的防雷能力予以加強。正因如此，本文對于全固態(tài)中波發(fā)射機天調網絡的防雷對策進行分析探討工作。

關鍵詞 全固態(tài)；中波發(fā)射機；天調網絡；防雷對策

中圖分類號 TN93 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）186-0029-02

現(xiàn)價段中全固態(tài)發(fā)射機DX、PDM已經代替了以前的電子管發(fā)射機，在中國基本已經完成了中波廣播發(fā)射機的全固態(tài)化，盡管這一項科技取得一定的進步，但是隨之而來的也存在一定的新問題。主要原因在于全固態(tài)的發(fā)射機抗雷擊的能力遠不如電子管設備，受雷擊影響產生的電流較易出現(xiàn)設備損壞的現(xiàn)象，并且在天調網絡中出現(xiàn)的設備損壞不能夠及時進行搶修，由此可見防雷措施至關重要。

1 關于雷電與天調網絡以及做好防雷措施的原因

1.1 對于雷電的闡述

雷電是由于大氣中存在帶電荷的雷云出現(xiàn)發(fā)電作用而產生的，這是一種自然現(xiàn)象。雷電存在于雷云放電即是在云層之間產生，但也存在與云層與大地之間相互作用而產生的雷電，這種雷被人們稱為落地雷。落地雷產生的強大雷電流可以高達數百KA，其放電的溫度高達20 000℃，可以使發(fā)生雷電周圍空氣在最短的時間里產生膨脹的效應，并且產生閃光與聲響。雷電的產生主要是利用電磁效應或是靜電效應再或是直接的雷擊對于周邊的房屋建筑，電氣設施等造成損壞。

1.2 關于天調網絡的基本概述

因為中波廣播自身的波長過長，使天線振子精在制作中會出現(xiàn)一定的困難，也正因如此，才借助于電容與電感器件做好天調網絡的阻抗變換工作。實際上中波天調網絡主要是指中波發(fā)射機的輸出端口與天線之間的進行阻抗匹配轉換電路，使中波發(fā)射機的射頻信號被有效輸出，利用天調網絡做好阻抗匹配變換的工作，再順利通過天線發(fā)射信號，相反則容易發(fā)生天線輸出效率低與反射大的情況。而且天調網絡在發(fā)射機中屬于末梢網絡，但是由于無功功率變大，較容易出現(xiàn)天調網絡的不穩(wěn)定性，設備的損耗增加，不利于全固態(tài)中波發(fā)射機的穩(wěn)定工作。

1.3 對于全固態(tài)中波發(fā)射機天調網絡做好防雷措施的主要原因

全固態(tài)中波發(fā)射機天調網絡在發(fā)生雷擊時，會出現(xiàn)超強電流流向中波發(fā)射機，破壞其正常的運行，甚至可以瞬間燒毀發(fā)射機的線路，損壞發(fā)射機設備。因為發(fā)射機系統(tǒng)的正常運行與設備，線路有著密不可分的關系，因此當設備受到雷電攻擊時，發(fā)電機的系統(tǒng)也不能正常運行，系統(tǒng)內部的設備也有可能會遭受破壞，因此必須對全固態(tài)中波發(fā)射機天調網絡做好防雷措施。

2 針對天線的防雷措施

一般情況下，天線是較高的建筑物，在雷雨天氣里，特別容易發(fā)生雷擊現(xiàn)象，若不對天線做好雷電防護措施，在發(fā)生雷擊現(xiàn)象時，雷電的電流會沿著天線經打火隙進入大地，致使全固態(tài)中波發(fā)射機設備發(fā)生損壞，若雷擊放電的電流是1 000A，接地電阻為5Ω，此時塔基地電位會升高至5kV，距離它不遠處的地理位置是真正的地電位，會把一個極大的電流直接引入發(fā)射機，破壞發(fā)射機，因此需要才有以下兩種方式減少流入發(fā)射機的電流。第一，做好接地工作，電阻越小，產生的分流也會越小，因此需要保證唯一的接地點，而機房的設置也需要集中接地。第二，降低地網地電阻，天線地網可以為雷電提供入地的通路，也可以為射頻信號提供順暢的回路。

3 針對全固態(tài)中波發(fā)射機的網絡防雷措施

大氣中產生的雷電自身帶有較強的電力能量，同時帶有較大的破壞力，基于此對于全固態(tài)中波發(fā)射機的網絡需要采用多道防雷措施。

3.1 安裝石墨打火隙裝置

在全固態(tài)中波發(fā)射機的天線幾步安裝放點球，與此同時應該在調配室內安裝石墨打火隙裝置，在較大程度上降低因天線基座受到雷擊而發(fā)生的放電電壓的變化。當放電電壓的變化減小時，能夠防止發(fā)射機的功率放大器中采用的半導體器件被破壞，同時也有助于減少因為發(fā)射機在進行保護之前因為自身輸出的功率問題而發(fā)生的放電現(xiàn)象的次數。一般放電隙接地線由金屬桿制成，因此需要穿套45～55只磁環(huán)，在發(fā)射機能夠正常運行時，磁環(huán)不產生任何作用，然而在天線因遭受雷擊發(fā)生拉弧短路現(xiàn)象時，在發(fā)射機保護動作產生之前，有助于提高其自身的短路阻抗，對于發(fā)射機起到保護作用。由于雷電的關鍵能量是低頻與直流，因此它不會影響到雷電的入地通路。

3.2 安裝隔直電容器CO

全固態(tài)中波發(fā)射機的天線較容易受自然天氣中的雷電天氣的影響，發(fā)生雷擊現(xiàn)象時，電量會經過饋線的作用下回饋給發(fā)射機，由此可見需要對于發(fā)射機上加設一道有效的保護裝置。CO的容量一般是確定與1000～2000PF的范圍內，這在中波頻率上可以有效防止發(fā)生大幅度的壓降現(xiàn)象，并且隔直電容器CO應該適當加大伏安量，隔直電容器CO的伏安量與發(fā)射機的輸出功率之間應該是成正比例關系，即發(fā)射機的輸出功率變大時，隔直電容器CO的伏安量會隨之變大；發(fā)射機的輸出功率變小時，隔直電容器CO的伏安量會隨之變小。

3.3 設置移相網絡

全固態(tài)中波發(fā)射機的鐵塔基部遭受雷擊時，特別容易發(fā)生負載短路的現(xiàn)象，因此為了防止因雷擊現(xiàn)象而對于功放管造成的不利影響，應該在基塔出現(xiàn)短路時，使全固態(tài)中波發(fā)射機的出口端也呈現(xiàn)出短路的現(xiàn)狀?；陂L線理論，實現(xiàn)上述效果，需要保證基塔與全固態(tài)中波發(fā)射機的出端口兩點之間的相位差是180？，從全固態(tài)中波發(fā)射機開始直至塔基，這一系列的過程中涉及到的隔直電容器CO、高頻濾波器與微亨級的電感線圈LO等部件，需要在不同程度上引入相移問題。在進行綜合處理后，得到的相移結果一般適合π的整數之間有一定的誤差，因此為對相移做好補償，需要把相移變成π的整數倍，現(xiàn)階段比較常見的方法是對于移相網絡進行設置，并且不會影響天饋線之間的阻抗匹配。

3.4 采用微亨級的電感線圈LO

運用微亨級的電感線圈LO連接天線與大地，取代以往使用的毫亨級靜電泄放線圈。電感線圈的主要材質是利用粗銅管的材質制作形成。加之因為粗鋼管比較短，所以其自身的電阻可以不計入計算。在全固態(tài)中波發(fā)射機遭受雷擊時，雷電中的部分能量可以利用微亨級的電感線圈LO進入大地。在實際的采用微亨級的電感線圈LO時，需要進行全方面的考慮，結合電感線圈LO會對天線阻抗造成的影響，在計算阻抗時，需要把天線阻抗與電感線圈LO看成一個有機的整體，利用串并公示計算出新的阻抗。

4 結論

對于全固態(tài)中波發(fā)射機的防雷措施不能夠僅依靠于防雷技術的使用，雷電的危害與天調網絡有直接聯(lián)系，天調網絡又與全固態(tài)中波發(fā)射機的工作質量效率相關，因此需要對于天調做好防雷措施，而且落實好全固態(tài)中波發(fā)射機的天調網絡防雷措施對于發(fā)射機工作的安全性有重要意義。

參考文獻

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