于海波

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發(fā)射臺(tái)防雷技術(shù)簡(jiǎn)述

于海波

內(nèi)蒙古新聞出版廣電局通遼廣播發(fā)射中心臺(tái)734臺(tái) 內(nèi)蒙古 通遼市 028300

本文對(duì)中波發(fā)射臺(tái)的防雷措施進(jìn)行了分析，結(jié)合中波發(fā)射臺(tái)防雷系統(tǒng)存在的問(wèn)題，提出了天調(diào)網(wǎng)絡(luò)、電源、天饋系統(tǒng)和接收天線等方面的防雷措施。

發(fā)射臺(tái) 防雷技術(shù) 分析與應(yīng)用

引言

雷電是常見(jiàn)的一種自然現(xiàn)象，因其不可拒性，使其成為影響人們生產(chǎn)、生活的重要因素。一般情況下，雷電會(huì)產(chǎn)生閃電與雷鳴。隨著生活水平的不斷提高，雷電給社會(huì)生活帶來(lái)的安全問(wèn)題得到了越來(lái)越多的關(guān)注，因此，運(yùn)用科學(xué)技術(shù)降低雷擊安全事故尤為必要。發(fā)射臺(tái)的防雷措施主要是通過(guò)對(duì)防雷系統(tǒng)的建設(shè)與改善來(lái)提高其安全系數(shù)與可靠性。在本文中，筆者將通過(guò)對(duì)其的分析來(lái)探究發(fā)射臺(tái)的防雷措施。

1 防雷措施分析

在發(fā)射裝備中安裝阻斷電流的電容器，其容量需要維持在1000～300PF之間。同時(shí)，該裝備需要具備較好的抗壓能力，確保因雷電產(chǎn)生的電流能夠被阻斷在外部環(huán)境中，達(dá)到較好的防護(hù)效果。

在天線的底部安裝半球型的防護(hù)設(shè)備，使鐵塔與地面之間處于連接狀態(tài)。沒(méi)有雷電天氣出現(xiàn)的時(shí)候，可以讓設(shè)備處于關(guān)閉狀態(tài)，不會(huì)對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響；當(dāng)雷電產(chǎn)生的時(shí)候，若鐵塔被擊中，電流可以通過(guò)這兩個(gè)半球形的防雷設(shè)備，將電流轉(zhuǎn)移到地面的土壤中，起到保護(hù)的功能。

建筑物的高度越高被雷電擊中可能性越大，因此，需要在較高的建筑物頂端設(shè)置避雷針。當(dāng)雷電產(chǎn)生的時(shí)候，如果匯集了大量的電荷，能夠借助于避雷針來(lái)降低帶電云層的帶電量。但云層中的電荷較多時(shí)，避雷針成為導(dǎo)體，連接電流和地面，形成一條道路，把云層中出現(xiàn)的電流直接流向地面，避免了雷電引發(fā)的災(zāi)害。

2 防雷系統(tǒng)存在問(wèn)題分析

對(duì)防雷系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)時(shí)，需要針對(duì)其存在的問(wèn)題進(jìn)行解決，保障發(fā)射臺(tái)得以正常運(yùn)行。對(duì)其存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，主要包括：

（1）隨著科技的發(fā)展，防雷系統(tǒng)需要提高科技含量更好地滿足使用需求。防雷技術(shù)需要將最新的技術(shù)應(yīng)用于臺(tái)站建設(shè)，更好地解決雷電問(wèn)題。

（2）放電球的防雷效果沒(méi)有充分發(fā)揮。放電球的種類較多，不同種類的放電球效果也會(huì)不一樣，放電球之間的放電間距沒(méi)有一個(gè)準(zhǔn)確值，影響放電球的防雷效果。

（3）工作人員的工作不足，導(dǎo)致對(duì)發(fā)射臺(tái)的監(jiān)察力度不夠，存在疏于防范的現(xiàn)象，亟需提高工作人員的職業(yè)素質(zhì)和道德操守。

3 防雷相關(guān)技術(shù)

3.1 天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的防雷技術(shù)

因天調(diào)電線自身存在的特殊性，在對(duì)其選擇時(shí)，需要有所針對(duì)。

（1）隔直流電容：隔直流電容在中波頻率上，壓降變化不大，控制在安全范圍之內(nèi)，因而，隔直流電容是一個(gè)很好的選擇。在選擇的過(guò)程中，應(yīng)選擇伏安量較大的。隔直流電容能夠有效防止雷電進(jìn)入發(fā)射機(jī)，當(dāng)發(fā)射機(jī)輸出功率變大，其所需要的伏安量也會(huì)隨之變大。為了適應(yīng)這樣的變化和更好地進(jìn)行防雷，使用伏安量較大的隔直流電容是最佳選擇。

（2）石墨放電球具有良好的導(dǎo)電性，利用其進(jìn)行防雷，可以在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)揮作用。石墨放電球的電壓會(huì)隨著面積的減小而增加，因此會(huì)在瞬間進(jìn)行放電，從而起到防雷的作用。石墨放電球還能對(duì)天調(diào)電線的間隙進(jìn)行調(diào)整，雖然占用面積小，但作用很大。

（3）微亨級(jí)電感的應(yīng)用。微亨級(jí)電感采用的是放電原理，即將接收到的雷電進(jìn)行釋放。它是通過(guò)多個(gè)并聯(lián)天線，將接收到的雷電以靜電的方式通過(guò)設(shè)置好的電路傳輸給地面，將雷電分解掉，從而實(shí)現(xiàn)防雷的作用。

3.2 電源的防雷技術(shù)

電源防雷作為發(fā)射臺(tái)進(jìn)行防雷活動(dòng)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，其本身的開(kāi)展難度較大，是防雷設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。電源與發(fā)射臺(tái)的其它部件產(chǎn)生聯(lián)系，一旦受損修復(fù)難度較大。如果不及時(shí)修復(fù)，使得其他部分的受損程度增大。因此，一定要做好電源的防雷工作。要配備專門的人員進(jìn)行電源的監(jiān)控與維修，并制定合理嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆览状胧话銜?huì)由當(dāng)?shù)氐碾娏Σ块T完成。作為發(fā)射臺(tái)的管理者，應(yīng)當(dāng)調(diào)派工作人員，配合當(dāng)?shù)仉娏Σ块T來(lái)完成任務(wù)。變壓器位置的設(shè)定應(yīng)從安全角度出發(fā)，設(shè)立相應(yīng)的防雷設(shè)備，變壓器以及防雷設(shè)備的安裝都應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。高頻線圈、低壓配電盤(pán)周圍避雷針和ZGB系列避雷器的安裝都是對(duì)電源的多重保護(hù)。防雷設(shè)備的安裝能有效地起到預(yù)防作用。對(duì)電源及安裝設(shè)備需要進(jìn)行定期的檢查，從根本上杜絕意外的發(fā)生。

在高壓變壓器的高壓端和低壓端都必須有可靠的防雷措施，高壓端的防雷設(shè)備需要由供電部門安裝。在高壓端的三相電分別裝上高壓避雷器，在雷電較強(qiáng)的地區(qū)還應(yīng)加裝3只高頻線圈，增強(qiáng)避雷效果。在低壓配電盤(pán)輸入端上裝ZGB系列的1級(jí)三相電源避雷器，將從高壓變壓器中漏過(guò)的殘余感應(yīng)雷進(jìn)一步泄放，對(duì)整個(gè)設(shè)備進(jìn)行二次保護(hù)。每一部發(fā)射機(jī)的電源輸入口處需要安裝一個(gè)2級(jí)三相電源避雷器，確保發(fā)射機(jī)的安全。電源避雷器的接地一定要良好，否則避雷作用會(huì)大打折扣。

3.3 天饋系統(tǒng)的防雷技術(shù)

天線通常設(shè)置在較高的水平環(huán)節(jié)中，其附近有較多的建筑物，因此容易引得雷電。當(dāng)雷擊產(chǎn)生的時(shí)候，天線易遭到嚴(yán)重破壞，對(duì)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生影響。為了解決這一問(wèn)題，需要進(jìn)行接地處理，確保雷擊能量能夠最大程度進(jìn)入地面，降低雷電流量。接地處理需要做到：（1）減少地網(wǎng)接地電阻，天線地網(wǎng)是為射頻信號(hào)提供回路和為雷電提供通暢的入地點(diǎn)。地阻越小，雷擊地電壓越小，為了降低地電位差必須只有一個(gè)接地點(diǎn)，機(jī)房也必須要集中接地。（2）設(shè)置石墨打火隙裝置，除天線基部安裝放電球外，在天調(diào)室需要接入一只石墨放電裝置，其間隙可根據(jù)實(shí)際工作電壓大小適當(dāng)調(diào)節(jié)。其原理是在放電隙接地線上（通常用金屬桿），穿套40 只～50只磁環(huán)。發(fā)射機(jī)正常工作時(shí)，它不起任何作用，但當(dāng)天線受雷擊拉弧短路，發(fā)射機(jī)保護(hù)動(dòng)作發(fā)生之前，可以提高發(fā)射機(jī)的短路阻抗，從而保護(hù)發(fā)射機(jī)。雷電的主要能量是直流和低頻，因此石墨放電裝置不影響雷電的入地通路。（3）對(duì)微亨級(jí)電感線圈的運(yùn)用，讓雷電的能量可以被集中處理。在天線的下方設(shè)置電感線圈，可以為天線網(wǎng)絡(luò)提供一個(gè)良好的靜電線路，提高感抗性。同時(shí)，線徑較粗，有利于雷電的能量入地。但需注意的是微亨級(jí)電感會(huì)直接影響天線的阻抗，應(yīng)作為天線匹配網(wǎng)絡(luò)的一部分考慮。同時(shí)，為雷電提供靜電泄放通路，線圈導(dǎo)線的直徑盡可能地粗些。（4）安裝隔直流電容器?？紤]到天線受雷擊時(shí)，還有一部分能量會(huì)經(jīng)饋線進(jìn)入發(fā)射機(jī)，需要安裝隔直流電容器進(jìn)行防護(hù)。在中波頻率上隔直流電容器不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的壓降，電容的容量一般選擇在1000pf～2000pf。當(dāng)然，發(fā)射機(jī)輸出功率越大，電容選用的伏安量也應(yīng)越大。（5）安裝移相網(wǎng)絡(luò)。為了有效地防止雷擊對(duì)發(fā)射機(jī)的損壞，必須保證在鐵塔基部短路時(shí)，發(fā)射機(jī)出口處也是短路狀態(tài)。根據(jù)長(zhǎng)線理論，要做到這一點(diǎn)就必須使這兩點(diǎn)的相位差為180°的整數(shù)倍，從發(fā)射機(jī)到絡(luò)，隔直電容器，套入放電隙地線中磁環(huán)和微亨級(jí)電感在內(nèi)的各元件，都會(huì)有一定的相移引入。綜合后的相移通常和π的整數(shù)倍有出入，為了把相移補(bǔ)償?shù)溅械恼麛?shù)倍，通常要安裝移相網(wǎng)絡(luò)保證發(fā)射機(jī)安全運(yùn)行。

3.4 接收天線的防雷技術(shù)

雷擊對(duì)發(fā)射臺(tái)的影響存在差異化，一些發(fā)射臺(tái)因地理位置不同，所受的雷電影響不同。一般中縱位置受到破壞作為明顯。在靜電感應(yīng)與電磁感應(yīng)的雙重壓力下，這些部位受到的壓力就會(huì)變大，會(huì)對(duì)發(fā)射臺(tái)產(chǎn)生影響，或進(jìn)一步影響其他部位。嚴(yán)重的情況下會(huì)直接損害地面的發(fā)射設(shè)備或者是機(jī)電設(shè)備，造成更大程度與更大面積上的損壞。因此，應(yīng)對(duì)地面設(shè)置避免雷擊的防護(hù)措施。例如，在發(fā)射塔的底部設(shè)置避雷針等避雷設(shè)施，材質(zhì)最好選用黃銅。因?yàn)?，地面的避雷最好的方式就是將受到雷擊的電流引向地面分解掉，黃銅就是最合適的材料，并且要使避雷設(shè)施成球狀才能發(fā)揮更好的功用。更重要的一點(diǎn)是，應(yīng)該注意接收天線的地阻問(wèn)題，在保證接收天線正常工作的情況下，將接收天線的地阻控制在一個(gè)較小的范圍內(nèi)。在受到雷擊的情況下，可以最大程度地消散電流，減少接收裝置受到的損壞。同時(shí)，還可以提高接收裝置的中波輻射頻率，更好地發(fā)揮發(fā)射臺(tái)的作用。

結(jié)束語(yǔ)

雷電會(huì)對(duì)人們的日常生活產(chǎn)生影響，加強(qiáng)對(duì)其的防范十分必要。利用現(xiàn)代科技防雷，需要針對(duì)其特征做具體分析，以此來(lái)提高防雷工作水平，切實(shí)地發(fā)揮防雷設(shè)備的功能。

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審稿人：嚴(yán)志剛 內(nèi)蒙古新聞出版廣電局包頭廣播發(fā)射中心臺(tái) 正高級(jí)工程師

責(zé)任編輯：王學(xué)敏

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2096-0751（2016）09-0026-04

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