普 瑞 張 黎 楊世杰

廣播發(fā)射臺在選址時要考慮其需要較大占地面積及要能進行多方向信號傳遞等因素，為了保證信號的傳輸效果、滿足其占地面積的要求，其多建于空曠而又平坦高山之上，中波發(fā)射臺也是如此。由于高海拔及空曠地形非常容易吸引雷電，所以中波發(fā)射臺在雷雨天氣下非常容易受到雷電威脅，導(dǎo)致設(shè)備損壞，雷電還可能威脅到與之相關(guān)聯(lián)的廣播站臺的信號傳輸，造成巨大損失?；谏鲜鲆蛩?，在進行中波發(fā)射機系統(tǒng)的建設(shè)過程中要采取有效的防雷措施，尤其是必須要做好發(fā)射臺設(shè)備的防雷工作，保證發(fā)射臺能夠正常進行信號傳輸。

1 中波發(fā)射臺天線防雷措施原理分析

根據(jù)產(chǎn)生機理的不同可以將雷電分為感應(yīng)雷和直接雷兩種形式，而就猛烈程度而言，直接雷更強，而感應(yīng)雷則較低。但是就對中波發(fā)射臺設(shè)備的損壞情況來看，設(shè)備損壞大多是由于感應(yīng)雷而引起的，這種雷電形式大概造成了80%的設(shè)備損壞，因此在進行發(fā)射臺設(shè)備的防雷工作時，需要針對感應(yīng)雷來采取措施。感應(yīng)雷對設(shè)備造成破壞不僅是由于其能夠產(chǎn)生巨大的電流倒流進天調(diào)網(wǎng)絡(luò)和發(fā)射機之中，造成設(shè)備的損壞，情況如圖1所示。而且，還能夠形成瞬間強電磁場，引起脈沖電磁腐蝕，導(dǎo)致電力設(shè)備和其他導(dǎo)體產(chǎn)生電脈沖，從而導(dǎo)致設(shè)備的損壞。

根據(jù)上述感應(yīng)雷對中波發(fā)射臺設(shè)備的破壞機理可以做出有針對性的防雷措施，一方面可以通過阻擋雷電流來保證設(shè)備不受損壞，另一方面可以通過對雷電流進行泄放來阻止強磁場的形成，從而保證設(shè)備的安全。

圖1 瞬間電流倒流進發(fā)射機示意圖

2 中波發(fā)射臺設(shè)備主要的防雷措施

當(dāng)前為了實現(xiàn)中波發(fā)射臺的防雷主要采用的是將電流引入大地的方式，主要包括天線防雷、電源防雷、機房防雷和網(wǎng)絡(luò)防雷四大體系。

2.1 天線防雷

天線防雷措施有兩類，一是有效設(shè)置天線，二是完善接受電線。由于雷電具有非常大的破壞力，為了有效降低雷電產(chǎn)生的強大電力對天線的沖擊，需要減少地網(wǎng)接地的電阻，與此同時還需要在地網(wǎng)接地電阻的安裝過程中采取絕緣體來對其進行有效的防護。另外利用避雷針將雷電電流引入大地，從而使得電流能夠形成有效地入地通路也是一種重要防雷方式，這種方式需要設(shè)置天線豎桿來實現(xiàn)引導(dǎo)電流的作用。上述方式能夠有效地避免雷電電流對天線造成沖擊，有效保護設(shè)備，使發(fā)射臺能夠在雷電天氣下正常、穩(wěn)定地進行信號傳輸。

2.2 電源防雷

電源防雷工作主要包括兩方面，一方面是對各大設(shè)備的電源進行有效防雷，另一方面則是對供電位置進行雷電防護。雷電通過電線高壓形成沖浪的方式來影響信號傳輸，進而影響信號的正常傳播。因此為了有效地進行電源防雷，避雷針的選擇要十分注意，不僅規(guī)格要適合，還要和電源電壓相適應(yīng)，同時為了充分發(fā)揮避雷針的作用還需要安裝一個放電閘。

2.3 機房防雷

機房作為發(fā)射臺的中心，是信息傳輸及廣播電臺正常播放的基礎(chǔ)，其一旦受到雷電的攻擊會導(dǎo)致巨大的損失，不僅發(fā)射設(shè)備會損壞，而且一切傳輸也會中斷，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常運行，造成極大的損失，因此做好機房的防雷工作十分的重要。為了做好機房的防雷工作可以采取以下三方面的措施：第一，通過應(yīng)用等電位連接母線來使機房內(nèi)部的電氣設(shè)備實現(xiàn)等電位連接；第二，利用先進的技術(shù)和設(shè)備來有效降低接地電阻；第三，將金屬設(shè)備和建筑結(jié)構(gòu)進行連接，從而形成一個空的等電位空間，通過其來降低金屬設(shè)備和機房受到雷電影響可能。

2.4 天調(diào)網(wǎng)絡(luò)防雷

在天調(diào)網(wǎng)絡(luò)防雷系統(tǒng)中，主要包括石墨放電球、隔直流電容和微亨級電感等幾部分，其中通過應(yīng)用石墨放電球不僅能夠發(fā)揮減少電壓的作用，還能夠釋放電流，從而有效防止設(shè)備受到雷電沖擊的可能。當(dāng)雷電對機電進行射擊時，石墨放電球具有及時放出電流、釋放電荷能量的功能，此外，其還能夠有效阻隔電流和發(fā)電機碰撞，從而有效防止過大電荷能量對設(shè)備造成損害。

3 系統(tǒng)改進中波發(fā)射臺天線防雷措施

泄放和阻塞是中波發(fā)射臺天線的主要防雷途徑，因此在對防雷措施進行改進時也需要圍繞這兩方面進行。

3.1 改進天線放電球防雷措施

中波發(fā)射臺泄放電路的主要方式是應(yīng)用天線放電球，其大約承擔(dān)了70%的放電任務(wù)。通常情況下，1Kw的中波發(fā)射機的天線底部放電球的間距應(yīng)為5mm，而石墨放電球能夠承擔(dān)20%的放電任務(wù)，其間距通常設(shè)置為2～3mm，剩下的10%的放電任務(wù)由發(fā)射機內(nèi)部放電球和饋線避雷器來完成的，二者各完成5%，通常情況下發(fā)射機內(nèi)部放電球的間距設(shè)置為1mm。而放電球之間的間隙并不是一成不變的，在雷擊較為頻繁的區(qū)域應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況進行調(diào)整，從而保證其具有良好的放電能力來將雷電電流大量泄放，從而保證設(shè)備的安全。

3.2 在天調(diào)網(wǎng)絡(luò)和發(fā)射機中并聯(lián)電感和電容

通過對感應(yīng)雷形成的電磁場譜進行研究可以發(fā)現(xiàn)，超過95%的雷電能量是低于3kHz的，而且多是以直流電的形式存在的，因此可以采取在天調(diào)網(wǎng)絡(luò)和發(fā)射機中并聯(lián)電感和電容的方式來提高其泄放雷電流的能力，并且使并聯(lián)后的電感、電容分別諧振于發(fā)射機的輸出功率，通過新增的并聯(lián)電感和電容，電感能夠提升泄放瞬間電脈沖的能力，而電感則能夠起到更好的阻塞瞬間脈沖作用，從而有效提升發(fā)射臺的防雷能力。

3.3 天饋信號系統(tǒng)的防雷措施的改進

對天饋信號系統(tǒng)的防雷措施改進可以從室內(nèi)和室外兩個方面著手，其中室外防雷措施的改進可以采取以下幾點措施：首先，保證室外各條引線和地面之間進行良好的接觸，使其能夠具有一定的泄放電流的能力；其次，可以應(yīng)用屏蔽電纜來有效保護引線，并且使屏蔽層在連接到發(fā)射機之前和地網(wǎng)進行連接，從而起到防止感應(yīng)雷的作用。在室內(nèi)方面，地網(wǎng)的鋪設(shè)工作十分重要，應(yīng)使室內(nèi)外地網(wǎng)實現(xiàn)良好的連接，并且嚴(yán)格按照規(guī)定來應(yīng)用保護元件，使其能夠?qū)﹄娮釉M行有效的保護。

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