芻議中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的整體防雷策略與改造要點(diǎn)

王呼達(dá)古拉

【摘要】中波發(fā)射機(jī)所處的工作環(huán)境特殊，存在大量對抗性干擾因素，這些干擾因素對發(fā)射機(jī)系統(tǒng)本身的擾動作用相當(dāng)之大，在實(shí)際工作作業(yè)環(huán)境中經(jīng)常會出現(xiàn)中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)設(shè)備的不同程度損壞現(xiàn)象。而對于中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)危害第二大的就是自雷電現(xiàn)象（危害第一大因素是停電事故）。本文中首先分析了雷電現(xiàn)象本身對于中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)所造成的巨大危害，然后切入主題著重芻議了中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的整體防雷策略與相關(guān)改造要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng);雷電現(xiàn)象;危害;防雷策略;改造要點(diǎn)

就現(xiàn)階段技術(shù)發(fā)展體系而言，中波發(fā)射機(jī)已經(jīng)構(gòu)建了模塊化與固態(tài)化技術(shù)應(yīng)用體系，例如人們對于全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的應(yīng)用就已經(jīng)相當(dāng)廣泛。對于先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)徹底顛覆了傳統(tǒng)中采用電子管的舊局面，在設(shè)備電聲指標(biāo)與效率應(yīng)用方面有所改善。就目前所普遍應(yīng)用的數(shù)字電路來看，它不但被應(yīng)用于音頻處理與控制系統(tǒng)中，也被中波發(fā)射機(jī)設(shè)備所認(rèn)可，它采用到了全新固態(tài)電路技術(shù)，解決了中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的傳統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用難題。但是發(fā)射機(jī)設(shè)備本身的抗雷性差缺陷問題并沒有得到有效改善，尤其是在機(jī)房與天饋線方面防雷性能表現(xiàn)非常之糟糕。

1. 雷電現(xiàn)象對中波發(fā)射機(jī)造成的危害分析

根據(jù)相關(guān)研究表明，雷電對于中波發(fā)射機(jī)的影響非常之大，它主要是通過雷電感應(yīng)配合雷電入侵造成對發(fā)射機(jī)設(shè)備的雙重傷害。其具體危害主要表現(xiàn)在以下3點(diǎn)上：

首先，直擊雷現(xiàn)象可對中波發(fā)射機(jī)造成一定傷害，直擊雷主要通過地面建筑產(chǎn)生并放電，這種放電現(xiàn)象可在瞬間產(chǎn)生巨大能量并造成物體出現(xiàn)燃耗或爆炸現(xiàn)象。如果雷電擊中發(fā)射機(jī)系統(tǒng)則會對發(fā)射機(jī)整體造成巨大威脅危害。具體來講，由于中波發(fā)射機(jī)天線高度普遍偏高，所以它的線路部分是容易遭受雷擊事故的。

其次，雷電感應(yīng)容易影響到中波發(fā)射機(jī)本身的工作性能。根據(jù)不完全統(tǒng)計，中波發(fā)射機(jī)中有80%以上的故障來自于雷電感應(yīng)，究其根本，在雷電放電過程中產(chǎn)生了巨大的電磁場是關(guān)鍵，電磁場產(chǎn)生的電磁脈沖會直接造成通信鏈路損壞，導(dǎo)致中波發(fā)射機(jī)設(shè)備失靈。

第三，雷電波會嚴(yán)重影響到發(fā)射機(jī)本身工作狀態(tài)，因?yàn)槔纂姴▽χ胁òl(fā)射機(jī)影響較大，會造成電源與外部天饋線系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題，進(jìn)而造成中波發(fā)射臺停播現(xiàn)象。

2. 中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的防雷現(xiàn)狀及防雷策略分析

由于雷電現(xiàn)象對中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的危害極大，所以針對這一影響目前的中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)防雷技術(shù)也已經(jīng)被全面推廣應(yīng)用，它希望有效提高發(fā)射機(jī)的整體工作性能。

2.1 中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的防雷系統(tǒng)分類

目前中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的防雷系統(tǒng)分類主要包含了以下3類：

首先是在機(jī)房供電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)計避雷針，因?yàn)闄C(jī)房本身是容易遭受雷擊的場合，所以可以采用避雷針方式進(jìn)行防雷技術(shù)操作。避雷針的優(yōu)勢就在于它不需要進(jìn)行日常維護(hù)，對中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的保護(hù)也非常到位。

其次是在天饋線尖端采取放電措施，考慮到中波發(fā)射機(jī)天線一般設(shè)置位置相對較高，所以容易遭受雷電影響，此時有必要為天饋系統(tǒng)設(shè)置防雷措施。具體方法就是將半球金屬放在天饋系統(tǒng)底部位置，根據(jù)實(shí)際環(huán)境對放電器位置進(jìn)行有效調(diào)整，保證滿足安全播放需求即可。

第三是在發(fā)射機(jī)設(shè)備位置設(shè)置防雷措施，考慮到發(fā)射機(jī)屬于整個發(fā)射系統(tǒng)的重要設(shè)備，因此在防雷設(shè)計方面應(yīng)該做到相對成熟。其主要目標(biāo)是優(yōu)化功放電路設(shè)計相關(guān)內(nèi)容，并為電源系統(tǒng)安裝防雷措施。比如可在機(jī)房高壓進(jìn)線位置安裝閥式避雷器。

上述3種類型代表了當(dāng)前中波發(fā)射機(jī)的整體防雷策略已經(jīng)相當(dāng)成熟，但還需要結(jié)合不同技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)對系統(tǒng)本身進(jìn)行合理優(yōu)化配置。這里以中波發(fā)射機(jī)金屬放電球的防治位置為例，需要明確放電位置，根據(jù)不同環(huán)境進(jìn)行放置，且放置過程中需要注意以下問題，即如果所放置的兩個放電球位置非常接近，需要注意放電球可能產(chǎn)生的較高電流，避免其對中波發(fā)射機(jī)產(chǎn)生干擾，直接造成設(shè)備損壞。

2.2 中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的防雷策略

中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)中的防雷策略主要針對天饋線與機(jī)房地線兩點(diǎn)展開，要分別做好兩大位置的防雷措施，避免雷電現(xiàn)象從任意一點(diǎn)入侵系統(tǒng)導(dǎo)致中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)遭受損壞。

2.2.1 天饋線防雷措施分析

首先是天饋線防雷措施，由于中波發(fā)射機(jī)本身具有自身防雷能力，但防雷能力卻表現(xiàn)并不優(yōu)秀，此時就需要為其設(shè)置天饋線防雷措施。具體來講包括3點(diǎn)：第一是過流和過壓天饋線防雷保護(hù);第二是天饋線駐波比保護(hù);第三是發(fā)射機(jī)駐波比保護(hù)。結(jié)合上述3點(diǎn)可保證發(fā)射機(jī)不受到雷電破壞，針對天饋線的防雷保護(hù)主要希望從理論與實(shí)踐兩方面投入，首先證明中波發(fā)射機(jī)的自身防雷能力相對較弱，然后利用天饋線防雷方法進(jìn)行雷電能量第一時間泄放，避免中波發(fā)射機(jī)整體損害事故發(fā)生。

舉例來說，某M2W全固態(tài)模塊數(shù)字中波發(fā)射機(jī)在傳播數(shù)據(jù)信號過程中因?yàn)轭l繁被雷電現(xiàn)象打斷，其末級功率模塊被直接燒毀，數(shù)據(jù)信號傳播過程中斷。為了有效解決這一問題，技術(shù)人員需要對M2W全固態(tài)模塊進(jìn)行反復(fù)檢查與試驗(yàn)，并對接地系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)完善，保證天饋線與發(fā)射機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)良好接地優(yōu)化，解決上述問題。具體來說，天饋線的防雷措施相關(guān)配置設(shè)置應(yīng)該包括以下幾點(diǎn)，即接地銅網(wǎng)、饋線接地、接地樁、天調(diào)室等等。其中將鐵塔、接地銅網(wǎng)等等接入到塔基位置并呈現(xiàn)中心放射狀地網(wǎng)埋設(shè)優(yōu)化調(diào)整，在埋設(shè)過程中保證銅線尺寸在3mm以上，且保持3度/根，另外它的長度應(yīng)該與天線的高度相同，并需要埋入到凍土層以下位置。針對饋線接地而言，還需要在饋線地下位置埋設(shè)銅帶，保證各個饋線桿所在位置與銅帶、饋線底部焊接相連。而在機(jī)房地線的匯合位置，則需要定位鐵塔塔基的接地點(diǎn)，對應(yīng)銅帶進(jìn)行焊接操作，保證機(jī)房地線與天線區(qū)域的地線之間能夠形成一個整體。然后再設(shè)置接地樁，明確天線區(qū)域的地線形成一個整體。針對接地樁如果按照三角形進(jìn)行布置，需要保證其邊長在3m以上，并沿著垂直方向?qū)⑵渎裨O(shè)到凍土層以下位置，同時在樁間焊接銅帶。在焊接銅帶過程中還需要考慮接地樁的埋深時機(jī)，在確保樁基到位以后再根據(jù)土壤的實(shí)際情況進(jìn)行埋深操作。

以天線區(qū)域埋設(shè)的接地樁為例，例如在鐵塔邊側(cè)的賣身應(yīng)該為95mm2，配合銅帶與鐵塔進(jìn)行接地焊接。

其次，要在天線區(qū)域的中心位置設(shè)置半徑為100m的源泉，再按照120°的間隔進(jìn)行投射取點(diǎn)。

第四，在3個點(diǎn)都要埋設(shè)接地樁，并在95mm2相隔距離接裝銅帶對中心店與圓圈內(nèi)的接地樁進(jìn)行逐一焊接。

最后就要為發(fā)射機(jī)系統(tǒng)裝設(shè)放電球，保證其中一端連接天線底部位置，而另外一端連接塔基邊側(cè)接地樁位置。以自然條件為基本依據(jù)，再結(jié)合發(fā)射機(jī)功率對放電球間距進(jìn)行分析與調(diào)整。例如在天調(diào)饋線室內(nèi)就要優(yōu)先考慮安裝電感直接接地網(wǎng)絡(luò)，并在接地樁位置安裝放電球，同時對天調(diào)地線與饋線接地銅帶進(jìn)行焊接，最后保證與機(jī)房接地相關(guān)聯(lián)。

2.2.2 機(jī)房地線防雷措施分析

針對機(jī)房地線的防雷措施主要鋪設(shè)銅網(wǎng)，鋪設(shè)過程中保證相鄰的兩根銅線間距在2m左右，然后按照10m/個引出端進(jìn)行鋪設(shè)，延伸到機(jī)房1m以外位置。在該過程中，要設(shè)置并焊接接地樁，采用95mm2以上尺寸的銅帶對接地樁進(jìn)行焊接操作，在銅帶完全進(jìn)入凍土層以后就能形成一套機(jī)房地線防雷整體體系。

在發(fā)射機(jī)的電力線中線位置要安裝射頻線，保證在接地樁2m以外區(qū)域設(shè)置間隔點(diǎn)，制作形成天調(diào)饋線區(qū)域接地樁。同時還要在機(jī)房與天線的外墻位置設(shè)置屏蔽網(wǎng)絡(luò)?？紤]到機(jī)房與天線之間間隔距離相對偏遠(yuǎn)，還需要對天線的防雷范圍進(jìn)行有效調(diào)整，為在隨后的防雷改造措施打好基礎(chǔ)。

3. 中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的防雷改造措施分析

在針對中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行防雷操作過程中，還對設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行防雷改造，目的是最大程度降低雷電現(xiàn)象對于中波發(fā)射機(jī)內(nèi)外部所造成嚴(yán)重影響。具體來說，需要對中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的防雷策略進(jìn)行全面整體的改造升級，改變其獨(dú)立防雷策略所造成的整體防雷效果不佳問題。以下提出中波偶發(fā)設(shè)計系統(tǒng)防雷改造的3點(diǎn)技術(shù)措施。

3.1 對電源系統(tǒng)的防雷改造措施

首先要對中波發(fā)射機(jī)的電源系統(tǒng)進(jìn)行防雷改造升級，其改造的側(cè)重點(diǎn)主要是針對雷電感應(yīng)電磁波的有效防范。具體到系統(tǒng)中就存在多重防護(hù)對策。首先針對供電系統(tǒng)的防雷柜體中要專門安裝避雷針，然后在總配電柜中安裝避雷針，最后在信號源控制裝置位置安裝避雷裝置。針對電源系統(tǒng)的防雷改造措施分廠多元化，它主要是希望建立多級防雷保護(hù)措施，對雷電放電電流進(jìn)行有效規(guī)避，確保其能夠有序?qū)氲酱蟮刂?，最大限度降低雷電能量對于中波發(fā)射機(jī)電源所造成的影響。

3.2 對天線的防雷改造措施

針對天饋線的防雷改造措施要展開具體問題具體分析，由于天饋線設(shè)置較高，所以在防雷措施改造過程中應(yīng)該首先減少天饋線的地網(wǎng)接地電阻部分，保證接地阻抗偏小，降低分流。最好只設(shè)置一個接地點(diǎn)，保證機(jī)房設(shè)備能夠集中到某一位置上，與鐵塔地網(wǎng)形成一個整體。

3.3 對天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的防雷改造措施

天調(diào)網(wǎng)絡(luò)是中波發(fā)射機(jī)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，所以針對它的防雷改造措施主要要安裝石墨放電球，例如選擇在天線底部位置設(shè)置，在調(diào)配室內(nèi)控制石墨放電球，發(fā)揮其良好的放電效果，最大限度規(guī)避發(fā)射機(jī)放大器中出現(xiàn)半導(dǎo)體器件損壞問題。該改造方案能夠最大限度提高中波發(fā)射機(jī)的短路抗阻能力，構(gòu)建隱形保護(hù)層，對中波發(fā)射機(jī)機(jī)體可以起到一定保護(hù)作用。

4. 總結(jié)：

除上述幾點(diǎn)外，針對中波發(fā)射機(jī)的防雷改造措施還包括了雷電接地極防雷措施，這些防雷改造措施對于地形也有要求，一般可選擇在地勢平坦且坡度地域5%的區(qū)域進(jìn)行接地防雷改造措施設(shè)計與實(shí)踐應(yīng)用。從根本上解決中波發(fā)射機(jī)的抗雷性較差問題，有效保證中波發(fā)射機(jī)能夠正常工作運(yùn)行，從整體上爭取提高設(shè)備工作效率，建立穩(wěn)定的中波發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)信號傳輸環(huán)境。

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