全固態(tài)發(fā)射機的防雷和接地

趙鑫

摘? ? 要：廣播電視發(fā)射機運行是保證廣電事業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的重要基礎(chǔ)，全固態(tài)發(fā)射機防雷與接地工作是設(shè)備維護運行不能缺少的一部分。下面文章就對全固態(tài)發(fā)射機的防雷和接地展開探討。

關(guān)鍵詞：全固態(tài);發(fā)射機;防雷接地;防雷保護

雷擊是大氣中自然放電的一種現(xiàn)象，雷電一旦經(jīng)過建筑物、電器設(shè)備和人、畜等將遭到嚴(yán)重破壞和死亡。隨著廣播電視技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，中波廣播發(fā)射設(shè)備的固態(tài)化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化逐步增強和微電子技術(shù)及計算機技術(shù)大量采用，對設(shè)備運行環(huán)境要求越來越高，設(shè)備的抗干擾抗雷擊抗浪涌能力很弱，一旦遭受雷擊，設(shè)備的敏感元件如場效應(yīng)管、集成塊、壓敏元件等器件就會燒毀，導(dǎo)致設(shè)備損壞，直接影響到設(shè)備安全運行和安全播出。所以，如何有效防止雷擊保證人員和設(shè)備的安全，保證設(shè)備不間斷、高質(zhì)量的安全運行做到優(yōu)質(zhì)播出，是中波發(fā)射臺一個十分重要的課題。

一、全固態(tài)發(fā)射機的防雷和接地相關(guān)概述

1.雷電的基本特征與性質(zhì)簡析

在大自然的眾多自然現(xiàn)象中，雷電現(xiàn)象最為常見，它的發(fā)生普遍且主要產(chǎn)生于云云、云地之間，在雷電現(xiàn)象中必然會出現(xiàn)各種雷擊效果，而雷擊效果的本質(zhì)就是大氣中攜帶了不同極電荷的云層在相互碰撞后產(chǎn)生了特殊的放電現(xiàn)象，在雷擊過程中，它們所附帶的電荷不同，所處的云層不同，但是它們彼此之間會發(fā)生碰撞，釋放大量能量。就在這一能量釋放過程中所產(chǎn)生的就是大量的雷電電流。雷電現(xiàn)象所產(chǎn)生的雷電電流高達(dá)數(shù)千安以上，如果就從雷電現(xiàn)象的放電過程來看，這種過程極短（只有幾微秒），它的周邊環(huán)境溫度也會大幅度升高。如果電流在電磁感應(yīng)作用下必然受到影響，此時它對于地面的物體會產(chǎn)生嚴(yán)重的雷擊現(xiàn)象，導(dǎo)致地面上所有物體都嚴(yán)重受損。就這一嚴(yán)重的雷擊現(xiàn)象需要考慮其所存在的集中電荷現(xiàn)象問題，越是地勢較差的地方越容易出現(xiàn)強雷擊事件，因為這里是具有良好導(dǎo)電性的區(qū)域，某些區(qū)域就要布置好針對性的防雷措施。就以全固態(tài)發(fā)射機的天調(diào)為例，由于它地處較高地勢且導(dǎo)電性良好位置，所以必須設(shè)置相應(yīng)防雷措施保證其天調(diào)網(wǎng)絡(luò)不受雷擊損害[1]。

2.雷電現(xiàn)象對全固態(tài)發(fā)射機造成的危害分析

根據(jù)相關(guān)研究表明，雷電對于全固態(tài)發(fā)射機的影響非常之大，它主要是通過雷電感應(yīng)配合雷電入侵造成對發(fā)射機設(shè)備的雙重傷害。首先，直擊雷現(xiàn)象可對全固態(tài)發(fā)射機造成一定傷害，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)射機系統(tǒng)則會對發(fā)射機整體造成巨大威脅危害。具體來講，由于全固態(tài)發(fā)射機天線高度普遍偏高，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)容易影響到全固態(tài)發(fā)射機本身的工作性能。根據(jù)不完全統(tǒng)計，全固態(tài)發(fā)射機中有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)致全固態(tài)發(fā)射機設(shè)備失靈。第三，雷電波會嚴(yán)重影響到發(fā)射機本身工作狀態(tài)，因為雷電波對全固態(tài)發(fā)射機影響較大，會造成電源與外部天饋線系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題，進而造成中波發(fā)射臺停播現(xiàn)象。

二、中波廣播轉(zhuǎn)播臺的防雷保護措施的意義

中波廣播轉(zhuǎn)播臺是人們生活中必不可少的物質(zhì)，它是廣播的主要傳播方式，直接主導(dǎo)了電視播放的清晰度和播放性能，在運行的過程中如果遭到雷電的襲擊會直接威脅到發(fā)射機和電源，如果對防雷的保護不當(dāng)就會使其性能遭到破壞，影響它的安全使用，在這種情況下有效地防雷設(shè)施可以保障設(shè)備性能的安全性并將其進行優(yōu)化。在環(huán)境因素和設(shè)備因素的影響下發(fā)射臺在運行中會受到不同程度的影響，所以優(yōu)化其防雷性能可以為發(fā)射臺的安全予以支持并降低運行中故障發(fā)生情況，同時適用性比較好的防雷措施可以應(yīng)對雷電襲擊的到來，不斷地提升發(fā)射臺的防雷水平，不僅可以促進我國廣播事業(yè)的發(fā)展，還可以讓人們在觀看中波廣播轉(zhuǎn)播臺支持下的電視節(jié)目中更加具有安全性和清晰性[2]。

三、全固態(tài)發(fā)射機的防雷和接地的有效措施

1.選擇適當(dāng)?shù)慕拥卦O(shè)備

從廣播電視發(fā)射臺的外部防雷角度看，直擊雷屬于最為嚴(yán)重的雷害之一。外部防雷的裝置是由引下線、接地設(shè)置以及接閃器組合而成。通常情況下，廣播電視發(fā)射臺的接閃器與引下線裝置較為完善，問題一般發(fā)生于接地設(shè)備上。因為廣播電視發(fā)射臺接地電阻具備明確的阻值標(biāo)準(zhǔn)，因此，應(yīng)該選取適當(dāng)?shù)奶幚矸绞郊訌娋S護并改良接地系統(tǒng)：首先，在地網(wǎng)外圍添加一圈或是兩圈的環(huán)型接地裝置，環(huán)型接地裝置是通過水平接地體與垂直接地體組合而成。其次，注重將變壓器、機房、鐵塔接地網(wǎng)的覆蓋面積進行擴展。

2.機房地線防雷措施

針對機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/個引出端進行鋪設(shè)，延伸到機房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行焊接操作，在銅帶完全進入凍土層以后就能形成一套機房地線防雷整體體系。在發(fā)射機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，制作形成天調(diào)饋線區(qū)域接地樁。同時還要在機房與天線的外墻位置設(shè)置屏蔽網(wǎng)絡(luò)?？紤]到機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行有效調(diào)整，為在隨后的防雷改造措施打好基礎(chǔ)。

3.高駐波保護與激勵封鎖的設(shè)置

在針對某些功率偏大的發(fā)射機實施高駐波保護與激勵封鎖設(shè)置時，應(yīng)該選擇電壓饋送能力較高的發(fā)射條件，此時必須合理配合電壓饋線與天調(diào)網(wǎng)絡(luò)饋線形成相互有效關(guān)聯(lián)，確保天條網(wǎng)絡(luò)饋線打火放電過程到位?？紤]到在針對某些功率偏大的發(fā)射機實施高駐波保護與激勵封鎖過程中需要選擇較高的電壓饋送條件，因此這里還需要根據(jù)電壓饋線對天調(diào)網(wǎng)絡(luò)饋線段位置進行合理設(shè)置，明確發(fā)射機內(nèi)所產(chǎn)生的高壓駐波問題，特別注意對打火放電現(xiàn)象的控制，滿足發(fā)射機發(fā)射條件。然后熄滅電弧，并采用高激勵封鎖確保電弧被準(zhǔn)確熄滅，同時做到對信號的及時恢復(fù)。上述措施具有一定科學(xué)性，特別是封鎖激勵機制可有效提升天線封鎖保護設(shè)置優(yōu)化措施，滿足全固態(tài)發(fā)射機天調(diào)網(wǎng)絡(luò)運營過程中的所有安全需求[3]。

4.發(fā)射機的防雷措施

發(fā)射機是發(fā)射臺安全播出的核心設(shè)備，是受保護的主要對象，在天饋系統(tǒng)、信號源系統(tǒng)、電源系統(tǒng)采取綜合避雷措施以后，應(yīng)該說到達(dá)發(fā)射機的雷電已經(jīng)不多了，但為了更加安全可靠，發(fā)射機也必須采取可靠的防雷措施。一是在發(fā)射機功放槽路輸出口安裝發(fā)射機內(nèi)部銅質(zhì)放電球，間距調(diào)到2-3mm為宜，它將承擔(dān)天線發(fā)射塔遭到雷擊時5%放電任務(wù)。二是在發(fā)射機電源輸入端加裝一組FS型閥型避雷器，防止穩(wěn)壓器直通或未阻止的雷電脈沖電流或脈沖電壓。三是用0.5mm*3cm的銅皮把發(fā)射機和機房避雷接地母線牢固連接。除上面重點談到的環(huán)節(jié)和設(shè)備，機房所有設(shè)備都得與機房避雷接地網(wǎng)進行可靠的連接。

5.天線及天雷網(wǎng)絡(luò)的防雷技術(shù)

雷電的電流可以直接襲擊在廣播天線的塔基上部，如果沒有做好對天線的保護就會導(dǎo)致大電流在導(dǎo)線的幫助下進入到發(fā)射機的內(nèi)部，直接將內(nèi)部的設(shè)備燒毀，所以在對其進行防雷技術(shù)的時候應(yīng)該注重地網(wǎng)的設(shè)置，根據(jù)接電的要求調(diào)整塔基底部的間隙部位，在接地電阻的時候可以采用寬銅帶進行準(zhǔn)確的銜接，可以對雷電的電流進行一個引導(dǎo)，從而促使地下的電阻逐漸下降，進一步實現(xiàn)天線的防雷保護。在天雷網(wǎng)絡(luò)的保護中可以結(jié)合發(fā)射臺的電壓要求將石墨放電球進行合理的使用，在天調(diào)網(wǎng)絡(luò)所需的地釋放回路的設(shè)置中將天線與微亨級電感聯(lián)合使用，從而使發(fā)射臺在雷擊的發(fā)生中可以及時將大量的負(fù)荷地釋放，通過應(yīng)對雷電的電壓實現(xiàn)發(fā)射臺的防雷保護要求。

四、結(jié)論

綜上所訴，在全固態(tài)發(fā)射機中做好防雷接地工作至關(guān)重要，由于受到外部自然環(huán)境因素的影響，發(fā)射機必須克服雷電問題。對此相關(guān)工作者應(yīng)該采取正確的方法保證全固態(tài)發(fā)射機的安全穩(wěn)定運行效果，同時確保各部分工作系統(tǒng)都能夠穩(wěn)定的運行。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭鍇.中波發(fā)射機系統(tǒng)的整體防雷策略與改造措施研究分析[J].科技傳播，2017，09（10）.

[2]郭鍇.中波發(fā)射機系統(tǒng)的整體防雷策略與改造措施研究分析[J].科技傳播，2017，9（10）：16-17.

[3]胡寧博.中波發(fā)射機系統(tǒng)的整體防雷策略與改造措施研究[J].電子制作，2014（9）：174-174，173.