中波廣播轉(zhuǎn)播臺的防控措施研究

王云林

【摘要】中波天線廣播調(diào)頻發(fā)射臺天線是直接把各種帶有中波天線廣播發(fā)射信號的無線電磁波，傳送出來給廣大聽眾和現(xiàn)場觀眾的關(guān)鍵的一種基礎(chǔ)通信設(shè)施，為有效避免廣播發(fā)射臺中波天線廣播場地的各種地面結(jié)構(gòu)建筑和山坡地形等等地貌因素可能對中波天線廣播發(fā)射場地有所謂的遮擋，根據(jù)目前中波調(diào)頻天線場地發(fā)射最低天線仰角的技術(shù)要求，場地大都需要選在開闊的山地帶，而且中波天線上的自立發(fā)射塔高度大都不得超過30m，其中的年頻率預(yù)計(jì)天線雷擊發(fā)生次數(shù)較高，因此使用中波調(diào)頻廣播天線發(fā)射臺的天線防雷性和安全隱患尤為突出。

【關(guān)鍵詞】放大中波防雷廣播臺; 防雷技術(shù);預(yù)防措施

中圖分類號：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1673-0348（2020）019-081-03

Research on Prevention and Control Measures of Medium Wave Broadcasting Station

Wang Yunlin

（Hebi Second Medium Wave Broadcasting Station， Henan Province Hebi 456250， Henan Province）

Abstract ：Medium wave antenna broadcast FM transmitter antenna is a key basic communication facility that directly transmits various wireless electromagnetic waves with medium wave antenna broadcast signals to the audience and on-site audiences. In order to effectively avoid broadcast transmission The various ground structures and mountain slopes of the Taichung wave antenna broadcast site may have so-called obstructions to the medium wave antenna broadcast launch site. According to the current technical requirements for the minimum antenna elevation angle of the medium wave FM antenna site， most sites need to be selected. In an open mountainous area， and the height of the self-supporting tower on the medium wave antenna is mostly no more than 30m， the annual frequency of which is expected to have a high number of lightning strikes， so the use of the medium wave frequency modulation broadcast antenna transmitter antenna lightning protection and safety hazards Especially prominent.

Keywords： amplified medium wave lightning protection broadcasting station; lightning protection technology; preventive measures

雷的主要危害及其作用，是通過強(qiáng)光電磁輻射效應(yīng)、靜電電磁感應(yīng)等因素造成各類房屋建筑、工業(yè)機(jī)械設(shè)施、電氣設(shè)備的明火燒毀、爆炸和山體崩塌。雷擊的致命危害十分嚴(yán)重，不同的發(fā)射雷，侵入雷和廣播發(fā)射系統(tǒng)的危害方式不同。因此電視廣播設(shè)備的安全避雷防護(hù)措施首先應(yīng)做得是全面的和綜合的避雷措施。

1. 防雷措施

1.1 天線塔的防雷措施

天線塔頂應(yīng)設(shè)置避雷針，使各副天線、饋線位于雷電接閃裝置的保護(hù)范圍內(nèi)。避雷針采用不小于φ16mm的熱鍍鋅圓鋼。饋管的上下兩端應(yīng)可靠地采取等電位連接。

1.2 接地地網(wǎng)

對于一種現(xiàn)代電流防雷接地技術(shù)來說，接地裝置的性能優(yōu)劣直接主要關(guān)系于達(dá)到泄漏電流防雷效果。而最終決定埋設(shè)接地裝置使用效果的不僅僅僅只是較低的埋設(shè)接地裝置電阻，更關(guān)鍵的因素是根據(jù)接地臺所所在處的物理地形、地質(zhì)氣候條件和高層建筑物的結(jié)構(gòu)布置，因地制宜地研究設(shè)計(jì)各種接地網(wǎng)絡(luò)的形式和采用埋設(shè)接地方法。不過，在合理安排布置交流接地裝置的各種前提下，總的一個(gè)要求原則上也就是只有接地裝置電阻越小才有可能使其獲得愈來越好的對地交流放電接收效果。

需要特別強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，中波一號發(fā)射臺的安全地網(wǎng)不僅僅僅只是地網(wǎng)起到安防雷達(dá)和接地的重要作用，它更主要指的還是地網(wǎng)作為中波發(fā)射機(jī)構(gòu)和技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成的重要支撐部分。它和普通農(nóng)村地網(wǎng)埋設(shè)有所有的不同，從有效減少農(nóng)村大地資源損耗率的角度來說，地網(wǎng)基層埋設(shè)不能埋得過深，對于這種特殊應(yīng)用情況，在當(dāng)?shù)赝寥篮退娮枥寐瘦^高的農(nóng)村地區(qū)，可以考慮采取抽水換土、添加高壓降阻保護(hù)材料的各種措施，以便于獲得較低的電源接地率和電阻值。接地裝置方式視實(shí)際情況而有確定，一般情況應(yīng)選擇采用共用電路接地裝置，將開關(guān)防雷電路接地、工作電路接地和安全保護(hù)電路接地連在一起。

1.3 塔基座放電球的入地端接地極

天線網(wǎng)的基面設(shè)計(jì)采用無線放電將地球及其在接入地的一端與整個(gè)大地進(jìn)行連接，它之間包括一對類似羊角形的間隙，在正常放電情況下和整個(gè)大地進(jìn)行隔離，當(dāng)大地電位急劇程度升高時(shí)對于大地進(jìn)行放電。入口和地上端出口應(yīng)分別預(yù)留100mm～200mm，并用40mm×4mm的優(yōu)質(zhì)鍍鋅鋼和扁鋼將整個(gè)角鋼出口入地上和出口全部焊接連接起來，使雷電塔基座上端能放置雷電球的角鋼入口和地地下端能將帶有雷聲和電流良好的角鋼入口向地上口泄放。塔基中心的射頻入網(wǎng)和地網(wǎng)終端天線還要求采用銅帶分別與周圍的各大地網(wǎng)進(jìn)行連接，以有效減小各大地網(wǎng)的主要接地點(diǎn)和電阻，不僅同樣是給入網(wǎng)射頻雷達(dá)信號傳輸提供一個(gè)回路，同時(shí)也同樣是為射頻雷達(dá)的電流傳播提供一個(gè)暢通的射頻入網(wǎng)接地點(diǎn)。

1.4 天調(diào)室的高頻接地

高頻串?dāng)_接地系統(tǒng)是各個(gè)發(fā)射臺之間不可或缺少的特殊接地系統(tǒng)，其根本目的就是確保有一個(gè)良好的高頻串?dāng)_地址和電位，以有效減少各發(fā)射塔之間和各個(gè)發(fā)射機(jī)之間的高頻串?dāng)_。高頻燈的接地線一般不宜拉得太長。接地線路的長度最好不可能完全限制在普通電磁波使用波長的1/4之內(nèi);但是如無法完全達(dá)到這一技術(shù)要求，也因此應(yīng)盡量避免使用波長1/4的線為奇數(shù)倍。高頻供電接地板基體宜全部采用優(yōu)質(zhì)銅材焊接制成，宜采用直立接地埋設(shè)，直立埋以銅板在相應(yīng)地面深埋在1m以下最好為適宜，并與中國大地供電網(wǎng)絡(luò)互相連接以構(gòu)成一個(gè)接地整體。

1.5 高低壓供電系統(tǒng)過電壓保護(hù)

為防止雷電沿著電源系統(tǒng)進(jìn)入綜合樓，主要防雷電波侵入措施有：

高壓線進(jìn)線上端架設(shè)至少1公里長的架空避雷線，電力變壓器輸入端安裝一組高壓避雷器，輸出端安裝一組低壓避雷器。

從電力變壓器到住宅綜合樓的埋地電源線管道應(yīng)該直接采用帶從金屬管件鎧裝埋地電纜或金屬護(hù)套埋地電纜或并穿過從金屬鎧裝管道或埋地電纜引入，埋地電纜長度一般不宜不得小于50m。同樣，從高層天線發(fā)電塔到高層綜合樓的各類管道線纜也相對應(yīng)選擇采用焊接金屬材料鎧裝管道線纜或埋地線纜或?qū)⒋┻^的金屬鎧裝管道或埋地線纜引入。線纜焊接金屬護(hù)套外皮或焊接金屬電纜護(hù)套部件應(yīng)在線纜首尾兩端與線纜防雷保護(hù)裝置兩端做緊密連接。

2. 綜合樓的防雷

2.1 綜合防雷系統(tǒng)

接閃避雷裝置宜由裝在屋頂上的避雷針和屋頂避雷帶直接組合一起構(gòu)成。避雷針與焊接避雷帶必須進(jìn)行兩點(diǎn)以上的可靠精密焊接。避雷針須及時(shí)確保位于天面的避雷衛(wèi)星信號接收器等各種金屬保護(hù)裝置必須處于其主要保護(hù)作用范圍內(nèi)。凡沒有突出建筑屋面的所有專用金屬構(gòu)件、設(shè)備及所有金屬排水管道構(gòu)件均應(yīng)與保證避雷帶可靠性的電氣電纜連接。

利用這種連接線將建筑物柱內(nèi)兩根直徑不等或長度小于等的直徑約為φ16mm的連接建筑鋼管主體防雷鋼筋焊接形成一個(gè)通長形的防雷鋼管焊接施工引線即可作為連接建筑主體防雷鋼管焊接施工引線的上部下線。引腳導(dǎo)管上下放電線路的主體頂端和引腳導(dǎo)管端的底端分別與已進(jìn)行焊接的防閃電的放電控制裝置、接地裝置可靠直接進(jìn)行放電焊接。

接地裝置主體應(yīng)為自然閉合接地體，即一種利用高層綜合樓主體基礎(chǔ)內(nèi)多層鋼筋框架焊接結(jié)構(gòu)形成的自然閉合接地環(huán)形。綜合樓如果同屬其他天線樓和塔防御地雷保護(hù)裝置接地保護(hù)系統(tǒng)范圍時(shí)，應(yīng)與其他天線樓的塔和樓應(yīng)同時(shí)共用一個(gè)最大防雷接地系統(tǒng)，綜合樓的最大基礎(chǔ)地網(wǎng)建設(shè)需要與其他天線樓和塔的最大地網(wǎng)共同進(jìn)行多點(diǎn)擊此連接。如果天線綜合樓與公共天線樓和塔接地相距較遠(yuǎn)，不在綜合天線樓和塔防火避雷供電裝置接地保護(hù)功能范圍內(nèi)，應(yīng)單獨(dú)組建設(shè)為自成一體的天線防雷接地系統(tǒng)。

2.2 內(nèi)部防雷系統(tǒng)

2.2.1 發(fā)射機(jī)機(jī)房的屏蔽及等電位措施

按照企業(yè)需要環(huán)境保護(hù)和安全控制樓內(nèi)雷電防火電磁脈沖活動環(huán)境的技術(shù)要求，可以將各棟綜合樓從外部連接到內(nèi)部進(jìn)行劃分分別為不同的雷電防火避雷區(qū)。在高層綜合樓靜電防雷防護(hù)裝置中的保護(hù)區(qū)域范圍之外的地雷區(qū)域被稱為靜電直擊雷非地雷防護(hù)區(qū)，而在高層綜合樓采用金屬結(jié)構(gòu)框架或采用鋼筋混凝土專用鋼筋等結(jié)構(gòu)組成的大面積空間法拉地籠內(nèi)，不僅有可能同時(shí)遭受直接靜電雷擊，且隨著電磁場逐漸增大衰減。按照這一設(shè)計(jì)原理，發(fā)射機(jī)防雷機(jī)房宜盡量選擇在主樓低層外墻中心引線部位，其防雷設(shè)備上應(yīng)遠(yuǎn)離低層外墻防雷結(jié)構(gòu)柱，即與外墻防雷裝置引線的下線位置保持安全直線距離。在不同的等級防護(hù)避雷區(qū)內(nèi)在交換器界面上各設(shè)置一個(gè)局部等級和電位等級連接器和端子箱，以便不同穿過各自的防護(hù)避雷區(qū)的各種金屬物件能做等級和電位無縫連接。為有效改善產(chǎn)生電磁波的環(huán)境，建筑物所有的大中小尺寸大型金屬物均采用電氣連接起來。

由于電磁發(fā)射機(jī)房和機(jī)房對屏蔽電磁輻射環(huán)境屏蔽要求相對較高，僅適當(dāng)利用機(jī)房綜合樓的外墻自然屏蔽金屬構(gòu)件時(shí)并無法使其達(dá)到更好的發(fā)射屏蔽電磁效果。故我們應(yīng)該專門把一個(gè)發(fā)射機(jī)房的機(jī)房內(nèi)部設(shè)置成一個(gè)屏蔽式的機(jī)房。屏蔽網(wǎng)的材料用圓型板狀或圓形網(wǎng)狀處理銅材、鋁材或網(wǎng)狀鋼材材料制成。板材厚1mm以上即可完全滿足要求。網(wǎng)材的選擇網(wǎng)眼越小、網(wǎng)絲越粗則這種屏蔽網(wǎng)的效果就會越好。必要時(shí)候還可考慮采用雙層玻璃屏蔽。

作為機(jī)房后續(xù)需要防范的雷區(qū)，屏蔽網(wǎng)和機(jī)房內(nèi)也須同時(shí)設(shè)置相應(yīng)局部等級的電位屏蔽端子箱并與其他屏蔽網(wǎng)或屏蔽層端子相連，且注意當(dāng)其他金屬連接導(dǎo)體、線纜通過屏蔽端子層或其他金屬電纜線槽導(dǎo)體進(jìn)入防雷發(fā)射機(jī)屏蔽機(jī)房時(shí)，應(yīng)就近地連接到局部相應(yīng)等級的電位屏蔽端子上。

2.2.2 發(fā)射機(jī)機(jī)房內(nèi)弱電線纜和設(shè)備的防護(hù)

①為了有效減少布線電磁干擾，應(yīng)合理進(jìn)行布線，并對輸電線纜邊緣進(jìn)行屏蔽。線纜的雙層金屬屏蔽外皮和各種材質(zhì)金屬屏蔽保護(hù)層之間應(yīng)在線纜首尾兩端互相接地，且在線纜進(jìn)入發(fā)射綜合樓處與總部分電位裝置端子箱互互相連，在進(jìn)入發(fā)射機(jī)房和機(jī)房內(nèi)的進(jìn)口處與發(fā)射機(jī)房內(nèi)的局部等級總電位裝置端子箱互相連接;

②接地信號傳輸線路電纜端口內(nèi)芯及其相應(yīng)接地端口內(nèi)芯應(yīng)分別安裝適配的接地信號電纜線路上的浪潮波涌電流保護(hù)器，浪潮波涌電流保護(hù)器的兩個(gè)接地端及信號線纜端口內(nèi)芯的兩個(gè)空線互相對應(yīng)進(jìn)行接地。根據(jù)浪波信號傳輸線路的實(shí)際工作頻率、傳輸信號介質(zhì)、傳輸速率、傳輸信號帶寬、工作電壓以及接口濾波形式、特性阻抗等相關(guān)參數(shù)，選用工作電壓駐波比和電流插入損耗小的浪波適配電流信號作為浪波瞬涌電流保護(hù)器。

3. 提高中波廣播轉(zhuǎn)播臺防雷技術(shù)的措施

地網(wǎng)及放電球的維護(hù)，根據(jù)目前中波廣播發(fā)射臺的情況以及防雷地網(wǎng)保護(hù)措施上的一些問題，可以在實(shí)踐中釆取幾點(diǎn)需要改進(jìn)的措施，要對廣播臺地網(wǎng)材料進(jìn)行及時(shí)地的維修和及時(shí)的保護(hù)，防止地網(wǎng)材料本身的老屈區(qū)以及外在的維護(hù)人員破壞。由于廣播臺地網(wǎng)的來回是直接設(shè)置在地下的一旦地網(wǎng)遭到了破壞不僅維修上會給人增加一些難度同時(shí)也可能會因?yàn)榉览讚舻膯栴}造成很大的社會經(jīng)濟(jì)損失或者是更為嚴(yán)重的是造成了人員的損失和傷亡。同時(shí)還要注意做好對放電球的及時(shí)維護(hù)和作用，放電球?qū)τ陔娮璧募皶r(shí)釋放和保護(hù)作用也不容小覷，如果因?yàn)榧皶r(shí)的放電球使地網(wǎng)材料本身岀現(xiàn)了變質(zhì)的現(xiàn)象，電阻的變大對于電流不能及時(shí)進(jìn)行放電就可能會嚴(yán)重影響中波發(fā)射臺的正常運(yùn)行和工作。

綜上所述，中波人民廣播電視臺的中波雷電災(zāi)害防護(hù)系統(tǒng)工程確實(shí)是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)工程。任何一個(gè)操作環(huán)節(jié)的安全防雷防護(hù)措施落實(shí)不到位，都會很有可能對無線廣播發(fā)射系統(tǒng)本身造成各種雷擊性的損壞。如果能夠做到對供電天線及專用天調(diào)室、電源控制線路和供電綜合樓的層層安全防護(hù)，相信這樣可以有效的同時(shí)防止外界雷電及高頻干擾信號的直接侵入，將發(fā)生雷災(zāi)后的損失風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙長龍.中波廣播轉(zhuǎn)播臺的防雷措施研究[J].科技傳播，2020，12（03）：93-94.

[2]洪潔.中波廣播轉(zhuǎn)播臺防雷措施的探索性設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].河南科技，2015（23）：154.