小功率短波發(fā)射機雷擊故障與維修

韓娜

新疆廣播電視局9167臺，新疆伊寧，834100

0 引言

對于部分雷雨天氣頻發(fā)的地區(qū)來講，小功率短波發(fā)射機的故障率也會相對較高，究其根本在于地區(qū)條件太差，并未設(shè)置相應(yīng)的穩(wěn)壓器，加之雷雨天氣的頻繁影響，導(dǎo)致設(shè)備受到損傷的概率大幅增加，一旦因雷擊而出現(xiàn)故障，小功率短波發(fā)射機的整體工作勢必會受到嚴(yán)重影響，情況嚴(yán)重的話，甚至?xí)?dǎo)致設(shè)備內(nèi)部的電器件受損，若不予以及時解決，將會造成無可估量的經(jīng)濟損失[1]。因此這就要求有關(guān)單位的工作人員形成良好的認(rèn)知能力，能夠及時判斷雷擊故障的出現(xiàn)原因，并制定針對性的解決策略。

1 雷電破壞途徑整理

在發(fā)射機工作過程中，由于其所處環(huán)境的特殊性，存在受到雷電攻擊的風(fēng)險，影響了發(fā)射機工作狀態(tài)的穩(wěn)定性。根據(jù)以往經(jīng)驗可以了解到，雷電對于發(fā)射機的破壞途徑如下。

1.1 設(shè)備直接遭遇到雷擊

在發(fā)射機工作過程中，其主要工作內(nèi)容便是用于信號的接收與傳遞，并且小功率短波發(fā)射機系統(tǒng)中的部分設(shè)備位于戶外，為提高信號覆蓋率，會將其架設(shè)在較高位置，這也使得這些設(shè)備容易成為雷電的主要攻擊目標(biāo)。而且小功率短波發(fā)射機在運行中會依靠電能進行驅(qū)動，布設(shè)線路具備較強的導(dǎo)電性。雷電本身就具備了非常高的電壓量，在設(shè)備直接遭遇到雷擊之后，巨大能量也會沿著輸電線路開始蔓延，除了對被擊中設(shè)備帶來破壞外，還會影響其他設(shè)備的工作狀態(tài)，雷擊后常見的表現(xiàn)方式為設(shè)備出現(xiàn)燒壞、變形，嚴(yán)重時會出現(xiàn)爆炸問題，威脅到設(shè)備運行過程的安全性。

1.2 感應(yīng)雷影響

在雷電天氣下，感應(yīng)雷也會帶來較大的負(fù)面影響。不同于雷電直接擊中設(shè)備。感應(yīng)雷電的放電模式與之不同，在自然條件下，攜帶電荷的云層在接觸的過程中會產(chǎn)生放電過程，同時還會導(dǎo)致感應(yīng)雷出現(xiàn)。直擊雷直接作用于地面上某一位置的信號設(shè)備，而感應(yīng)雷則會對區(qū)域范圍內(nèi)的設(shè)備電源和輸電線路產(chǎn)生影響，即在感應(yīng)雷影響下，線路設(shè)備中會出現(xiàn)感應(yīng)過壓點，隨后設(shè)備內(nèi)會形成電子感應(yīng)現(xiàn)象，電子感應(yīng)產(chǎn)生的能量相對較大，會通過電纜直接入侵到其他設(shè)備中，導(dǎo)致終端出現(xiàn)燒壞的情況。

1.3 雷放電效應(yīng)

除上述提到的相關(guān)內(nèi)容外，雷電天氣下也會產(chǎn)生雷放電效應(yīng)，威脅到設(shè)備運行過程的安全性。雷放電效應(yīng)的出現(xiàn)主要和電磁感應(yīng)理論有關(guān)，即雷電在對外釋放電能的同時，與之相鄰的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)或設(shè)備會出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象。所產(chǎn)生的靜電感應(yīng)強度和雷電距離、雷電產(chǎn)生的電能數(shù)值大小有著直接聯(lián)系。在地區(qū)遭遇持續(xù)雷電天氣時，空氣中的靜電感應(yīng)強度也在不斷提高，在強度達到某一臨界值設(shè)計，在導(dǎo)體結(jié)構(gòu)表面便會產(chǎn)生放電現(xiàn)象，如果設(shè)備或線路存在絕緣破損，那么此位置處便會出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象，從而導(dǎo)致發(fā)射機運行時出現(xiàn)短路或者短路問題，從而威脅到系統(tǒng)運行過程的安全性。

2 小功率短波發(fā)射機的電源故障

就本地區(qū)來講，由于長時間受到雷雨天氣影響，因此調(diào)頻發(fā)射機故障問題屢屢出現(xiàn)，尤其是部分無人值守的小機房，常常處于24小時工作狀態(tài)，這樣就會極大程度地增加故障率。就調(diào)頻發(fā)射機的具體故障來看，主要有以下幾點：

首先，由于調(diào)頻發(fā)射機受到雷擊影響，內(nèi)部保險絲勢必是最先損壞的；而后則是位于發(fā)射機的開關(guān)電源中的保險管的損壞，以及整流二極管因為受到巨大的瞬間電流影響，因此將會被擊穿，而內(nèi)部濾波電容也會因雷擊而報損[2]；最后，工作電壓為24V的功放電源的保險管受到損毀，680uf/250V整流濾波電容受到雷擊損毀。

3 發(fā)射機功放電路放大元件受損

小功率短波發(fā)射機在受到雷擊之后，內(nèi)部的功放電路很有可能受到影響，尤其是處于其中的放大管很有可能因為雷擊而損毀。具體來講，主要包含以下幾項問題：

首先，由于受到雷擊影響，導(dǎo)致調(diào)頻發(fā)射機內(nèi)部的功放元件損壞，主要是內(nèi)部末級管的損壞；其次，設(shè)備內(nèi)部的放大模塊受到雷擊損毀，內(nèi)部放大模塊在受到雷擊影響后，其對于功放電源的影響并不明顯[3]。但是如果是末級管受到損傷，那么工作人員需要將24V的功放電源降壓到8V以下。在將設(shè)備內(nèi)部的末級管拆除之后，發(fā)現(xiàn)末級場效應(yīng)管的G極與S極的電阻值差值為350Ω。

4 利用示波器來迅速尋找功放電路中的故障元器件

首先開啟小功率短波發(fā)射機以及示波器，同時將發(fā)射機與假負(fù)載相互連接起來，利用示波器的探頭來測量當(dāng)前功放電路。不管示波器的探頭連接到任何一個級別的放大器的輸出端或者輸入端都能夠立即發(fā)現(xiàn)，是不是系統(tǒng)顯示出了當(dāng)前調(diào)頻發(fā)射機的本頻幅度，如果測量到某個節(jié)點的放大器并無任何輸出，那么需要更換相應(yīng)的放大管，同時繼續(xù)進行測量，待到示波器顯示正常工作數(shù)值之后方可停止。

5 小功率短波發(fā)射機雷擊故障防護措施

5.1 直擊雷電的防護措施

基于雷擊故障的基礎(chǔ)特征，在制定直擊雷電防護措施時，應(yīng)注意以下幾點：第一，結(jié)合小功率短波發(fā)射機工作結(jié)構(gòu)的特殊性，為了降低直擊雷電問題帶來的負(fù)面影響，在具體的處理活動中需要在合適位置布設(shè)接閃器，此類設(shè)備的主要作用便是承接雷電，在應(yīng)用中由多個子設(shè)備組成，包括避雷針、避雷帶等，可以根據(jù)地方雷電天氣的變化情況來進行選擇。同時在對接閃器應(yīng)用參數(shù)進行設(shè)計時，需要參考相應(yīng)規(guī)范，采用可靠計算方法獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)，以此來提高所設(shè)計內(nèi)容的合理性與可靠性。第二，在小功率短波發(fā)射機工作過程中，其室內(nèi)帶電設(shè)備繁多，在遭遇雷擊時很容易出現(xiàn)連鎖反應(yīng)，甚至還會出現(xiàn)設(shè)備爆炸等安全隱患。對此在實際應(yīng)用中，也需要做好多種防雷措施混用，并且對于重要設(shè)備也需要做好單獨防護，以提高設(shè)備運行狀態(tài)的安全性。

5.2 雷電感應(yīng)的防護措施

在發(fā)射機運行過程中，雷電感應(yīng)也會帶來較大風(fēng)險，導(dǎo)致此類風(fēng)險出現(xiàn)的主要原因在于，結(jié)構(gòu)在極短時間內(nèi)可以產(chǎn)生數(shù)值巨大的電壓，因此產(chǎn)生威脅性較大的發(fā)電現(xiàn)象，導(dǎo)致雷電故障問題。針對此類問題在擬定防護措施時，應(yīng)注意以下幾點：第一，發(fā)射機工作機房中的用電設(shè)備繁多，為了避免雷電感應(yīng)帶來威脅，在機房建設(shè)活動中需要做好主筋結(jié)構(gòu)的改造工作，如將機房中的主筋安裝模式調(diào)整為環(huán)形接排，從而起到削弱雷電感應(yīng)的作用；第二，同時在機房中的合適位置處，也可以提前安裝一些金屬結(jié)構(gòu)管道，其作用便是消解雷電感應(yīng)，在實際應(yīng)用中結(jié)構(gòu)之間的距離需要管控在100mm以下，而且以20～30m為間距在機房合適位置處布設(shè)金屬線，從而營造安全的機房運營環(huán)境，提升發(fā)射機運行環(huán)境的安全性。

5.3 雷放電效應(yīng)的防護措施

上文中已經(jīng)提到過，在雷電天氣持續(xù)時間較長時，也會產(chǎn)生較強的雷放電效應(yīng)，這也是影響發(fā)射機工作穩(wěn)定性的常見原因。針對此類問題在擬定防護措施時，應(yīng)注意以下幾點：第一，在發(fā)射機工作機房線纜的鋪設(shè)中，多選擇在電纜外圍布置金屬外殼，其作用是在雷電接觸到電纜時，外圍的金屬外殼會對電能進行吸收，從而起到削弱雷放電效應(yīng)的作用；第二，在機房中的合適位置處，也可以提前安裝一些金屬結(jié)構(gòu)管道，具體參數(shù)和上文中一致，以此來營造安全的機房運營環(huán)境，提升發(fā)射機運行環(huán)境的安全性。

5.4 做好接地系統(tǒng)設(shè)置

在對系統(tǒng)進行防雷設(shè)計時，也需要做好接地系統(tǒng)的設(shè)置工作，這樣也可以最大限度防止雷電問題帶來的影響性，提高系統(tǒng)工作狀態(tài)的安全性。從實際應(yīng)用情況來看，應(yīng)注意以下內(nèi)容：第一，接地系統(tǒng)涉及電壓屏蔽線路、安全接地線路、設(shè)備防雷線路等內(nèi)容，在對接地系統(tǒng)應(yīng)用參數(shù)進行設(shè)計時，需要參考相應(yīng)規(guī)范，采用可靠計算方法獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)，以此來提高所設(shè)計內(nèi)容的合理性與可靠性；第二，在對接地系統(tǒng)進行布設(shè)時，也需要根據(jù)實際情況將接地系統(tǒng)布設(shè)為網(wǎng)絡(luò)狀，在系統(tǒng)設(shè)計中不需要額外設(shè)計其他設(shè)備，只是利用自身系統(tǒng)便可以滿足相應(yīng)的防雷要求。而且在對這些設(shè)備進行布置時，也需提前在合適位置布置水平接地體，將其和接地網(wǎng)關(guān)聯(lián)在一起，以提升所設(shè)計系統(tǒng)運行過程的安全性。

5.5 防雷防靜電設(shè)計

除上述提到的設(shè)計內(nèi)容外，在實際應(yīng)用中還需要做好防雷防靜電設(shè)計，具體的設(shè)計要點如下：第一，利用螺栓對相應(yīng)結(jié)構(gòu)進行連接時，需要做好金屬表面污漬的清理工作，同時在結(jié)構(gòu)上增設(shè)螺帽或防松墊片，并做好相應(yīng)的防銹工作；第二，在對靜電接地系統(tǒng)進行設(shè)計時，需要做好接地電阻值參數(shù)的規(guī)劃設(shè)計，一般情況下所設(shè)計接地電阻值應(yīng)控制在160Ω以下，對于特殊設(shè)備所設(shè)計的對地電阻，其電阻值應(yīng)控制在100Ω以內(nèi)，以確保設(shè)備可以處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)，提高系統(tǒng)工作環(huán)境的穩(wěn)定性；第三，如果發(fā)射機機房中有其他接地裝置兼作靜電接地系統(tǒng)時，也需要根據(jù)實際情況來調(diào)整電阻值，從而提高防靜電設(shè)計結(jié)果的合理性，以滿足相應(yīng)的使用需求。

6 解決電視站雷擊故障的有效措施

對本地區(qū)廣播電視部門的實際運作情況進行審視之后，可以明確發(fā)現(xiàn)，無論是單位中的專項資金、維修資金，還是專業(yè)人員團隊都存有大量不足之處，這就造成無人值守、發(fā)現(xiàn)問題但是卻不能解決問題的現(xiàn)象，這對于廣播電視臺的實際發(fā)展來講，顯然是一個較大的問題。與此同時鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)部的廣播電視站在選址的過程中也存有相應(yīng)的問題，有關(guān)人員對于自然環(huán)境的了解相對淺顯，同時并未對廣播電視站的具體設(shè)計予以深度考量，因此這就使得累計問題頻頻出現(xiàn)[4]。通過總結(jié)之后，認(rèn)為應(yīng)該從以下幾點入手：當(dāng)下鄉(xiāng)鎮(zhèn)級別的廣播電視站不應(yīng)該獨立設(shè)置在野外，而是應(yīng)該將其設(shè)置在鄉(xiāng)政府或者鎮(zhèn)政府的辦公大樓中，此種建設(shè)方式不僅僅能夠更為有效地解決雷擊問題影響，而且還能夠解決交通不便利的問題，符合當(dāng)下廣電部門對于地方廣播電視站的實際工作要求[5]。此外還需要考量廣播電視站的信號覆蓋問題，如果企業(yè)覆蓋指標(biāo)無法達到規(guī)定要求，那么可以相應(yīng)地增加廣播電視臺站的數(shù)量，在居民人口密集的地方設(shè)計相應(yīng)的小型廣播電站，同時強化相應(yīng)的雷擊防護設(shè)施的建設(shè)，或者是通過蓄電池來為小功率短波發(fā)射機供電，在雷雨季節(jié)來臨之后，地方單位應(yīng)該派遣相應(yīng)的專業(yè)人員值守，只有這樣才能切實有效地避免雷擊問題。

7 小功率短波發(fā)射機雷擊故障的維修方法

7.1 觀察法

在小功率短波發(fā)射機雷擊故障發(fā)生后，觀察法屬于常用維修方法，該方法在應(yīng)用中的工作原理在于，通過觀察發(fā)射機的形狀、燒焦痕跡、氣味等物理參數(shù)來確定雷擊故障的具體部位，以便于維修活動的順利展開。在該方法的應(yīng)用中，也需注意以下內(nèi)容：第一，對于發(fā)射機的外形進行觀察，查看發(fā)射機外形是否燒焦、破損等情況，同時通過氣味、發(fā)射機顏色來判斷結(jié)構(gòu)是否存在故障；同時也會根據(jù)發(fā)射機能夠順利啟動、儀表指示燈狀態(tài)等內(nèi)容，來判斷發(fā)射機工作狀態(tài)的安全性。第二，打開發(fā)射機外部結(jié)構(gòu)，對發(fā)射機內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行觀察，查看內(nèi)部結(jié)構(gòu)零件完整性、螺栓緊固狀態(tài)，結(jié)合以往經(jīng)驗來判斷故障的具體位置，從而為后續(xù)相關(guān)維修工作的展開提供可靠保障。

7.2 儀器檢修法

在小功率短波發(fā)射機雷擊故障發(fā)生后，儀器檢測維修屬于常用維修方法。該方法在應(yīng)用中的工作原理在于，將儀器作為主要檢測載體，對于發(fā)射機工作參數(shù)進行檢查，根據(jù)得到電壓數(shù)值、電流數(shù)值、指示燈現(xiàn)實情況內(nèi)容，來確定雷擊故障的具體部位，以便于維修活動的順利展開。在該方法的應(yīng)用中，也需注意以下內(nèi)容：利用觀察法初步確定發(fā)射機大致位置后，在合適位置布置檢測儀器，對于發(fā)射機各部位電壓值和電流值進行獲取，利用計算機軟件來對這些參數(shù)進行整理，根據(jù)匯總所得結(jié)果來判斷發(fā)射機工作狀態(tài)的安全性，并且利用儀器確定大致故障所在位置后，也會使用儀器不斷縮小故障范圍，確定故障的具體位置。目前常用的檢測儀器包括電壓表、電流表、萬能表等。

7.3 零件替換法

在小功率短波發(fā)射機雷擊故障發(fā)生后，零件替換法也屬于常用維修方法，該方法在應(yīng)用中的工作原理在于，將完好的替換零件作為主要檢測載體，對于發(fā)射機中零件進行替換，替換后也會重新啟動發(fā)射機，查看其是否重新恢復(fù)正常工作狀態(tài)，來確定雷擊故障的具體部位。在該方法的應(yīng)用中，也需注意以下內(nèi)容：利用觀察法和儀器檢測法初步確定發(fā)射機大致位置后，利用完好零件來替換對應(yīng)位置的零件，在替換后也會重新啟動發(fā)射機，如果此時發(fā)射機重新恢復(fù)正常工作狀態(tài)，那么表示該零件存在故障，反之，則會繼續(xù)替換相應(yīng)零件，直到發(fā)現(xiàn)故障零件的具體位置，得到準(zhǔn)確的評估結(jié)果。

8 結(jié)語

總之，小功率短波發(fā)射機雷擊問題是較為常見的發(fā)射機故障問題，其往往會嚴(yán)重影響地方廣播電視站的正常工作，鑒于此，相關(guān)單位有必要從多方面著手，切實有效地推進防護工作的建設(shè)以及人才隊伍的建設(shè)，只有這樣才能行之有效地避免雷擊問題的出現(xiàn)。