中波發射臺天線防雷技術措施分析

【摘要】本文從發射臺的防雷現狀出發，結合雷電原理，詳細闡述了有效的中波發射臺天線防雷措施。

【關鍵詞】發射臺天線防雷措施

1引言

由于中波廣播發射臺建立在地勢較高、空曠平坦的地方，在這樣的客觀環境下以及雷雨天氣的不可控，所以中波廣播發射臺的防雷擊措施是一個刻不容緩的問題。發射臺的地理位置和無線波的特性來說，發射臺比較容易遭受雷電的襲擊，這樣將導致發射設備受到不同程度的損傷，嚴重時發射臺不能正常工作。結合中波廣播發射臺的特點和防雷技術的要求，提出有效的防雷措施，提高中波發射臺在雷雨天氣下的工作能力。

2發射臺防雷現狀和雷電原理

我國大部分的中波廣播發射臺，其發射天線采用的是垂直振子單桅桿拉線，其特點是底部絕緣，經饋線、天調網絡與鐵塔底部連接；其天調地網則是以鐵塔底部為圓心深度為0.8米的土壤中呈輻射狀敷設的銅網。針對中波廣播發射臺的布局特點，發射臺的主要防雷措施就是在天線底部和天調地網處安裝防雷設備，這樣有效的保護了發射臺的發射設備。

雷電按產生的機理，大致可以分為直接雷和感應雷。感應雷沒有直接雷猛烈，但對設備損壞程度很高，據調查雷電襲擊中80%的設備損壞來自感應雷。這是因為感應雷電在產生強大的雷電流的同時，在其周圍形成瞬間電磁場，產生脈沖電磁輻射，對一定區域范圍的導體或用電設備產生電脈沖，致使電器設備遭受不同程度的損壞。

3中波廣播發射臺的防雷措施

3.1直擊雷防護措施

廣播電視發射臺的天線塔是發射站建筑物的最高點。天線塔本身既可成為防雷的避雷塔，也可能變成“引雷器”或產生感應雷的導體。因此，它是直擊雷防護的關鍵。

（1）94年國家頒布了《建筑物防雷設計規范》，根據此規范設置、安裝天線塔避雷針。一方面，要根據中波廣播發射臺的地形、防雷等級、天線塔種類來設計鐵塔接地網形狀，密度；其次，發射臺天線塔接地電阻要嚴格的要求，一般情況下防雷接地電阻小于10歐，對于防雷等級高的接地電阻要小于5歐；最后，條件允許的發射臺可安裝AR限流避雷針，此產品能有效降低雷擊產生的二次效應。

（2）認真計算天線塔避雷針的保護范圍，充分考慮所有建筑的避雷方法。其一，由于天線塔避雷針防雷是有限的，其它建筑不在避雷針保護范圍內，可以設計多支避雷針來保護其它建筑。其二，結合避雷針和消雷器方法，設置避雷帶和均壓網，一般說，均壓網格不宜大于5M。均壓網、避雷帶應接有多根引流線，在建的房屋可考慮與建筑結構內的鋼筋良好連接。

通過以上有效措施來防范直擊雷的影響，可以起到降低雷點的大小，減少發射臺設備的損傷。

3.2感應雷的防護措施

感應雷的防護主要包括電源系統、天饋信號系統，計算機網絡系統的防護，等電位連接以及接地等。但是不同系統的防護，要根據不同位置和不同防護等級的中波廣播發射臺的要求。

3.2.1電源系統的防雷及過電壓保護

據統計，感應雷擊事故中，由電源感應而導致電壓設備損壞的情況占了很大部分。所以電源的防護是其它設備防護的根本和基礎條件，沒有電源的安全防護，其他設備的防護措施無法奏效。根據中波廣播發射臺的防雷等級和雷擊事故的案例，對于電源系統的保護要放在首要位置。為實現多級配合，不僅要計算各級SPD之間的能量分配，還要選用合適器件，來對電源系統的保護。根據各級SPD的類型，電源采用四個不同等級級保護措施，使浪涌過電壓逐級泄放入地。

A.按照分級泄放原理，在總配電箱端加1個電源三相一級高能量防雷器SPD1模塊，以此作為電源的第一級防雷措施，泄放大部分雷電能量；

B.在發射臺的發射設備配電電柜內，安裝1個電源單相第二級防雷SPD2模塊，以此作為電源的第二級防雷措施；

C.在發射設備的開光前端安裝1個電源第三級防雷SPD3模塊，用來作為第三級措施；

D.室內設備的插座應具備防雷功能，這樣就可以起到第四級防護措施。

3.2.2網絡信號系統的防雷與過電壓保護

網絡信號系統的破壞主要有兩個原因。其一，雷擊時產生的巨大瞬變電磁場，使發射臺的所有金屬環路內均會產生感應雷電流，導致信號不穩定；其二，避雷針接閃雷電時，在雷電流通過防雷引下線對地泄放同時，對網絡金屬環路產生了電磁脈沖，產生過高的感應電壓。

機房內的信號防雷采取的主要措施是網絡交換機的防護。防護的主要手段是在端口前段接一個防雷器，使雷電入侵波在端口泄流，保護端口的安全。電腦、交換機等的網口根據傳輸率速率的不通分別采用單口千兆網絡防雷器和百兆網絡防雷器進行防護。

3.2.3天饋信號系統的防護

（1）室外引入線防雷措施

室外引入線是指發射臺內各種發射設備饋線、吊饋管的鋼絞線及波導固定架、鐵塔過橋和塔燈電源線、各類管道、各種視音頻信號線、通信線等。由于長期在外暴露，外皮腐化降低了其防護性能，致使在雷雨天氣容易感應到雷電，所以必須采取有效的措施。

①確保各引線路兩端接地良好。②使用屏蔽電纜，進入發射臺前與屏蔽層與地網連接，把感應電接入大地。

（2）室內設施的防雷措施

①鋪設地網，保持室內和室外的地網連接良好；

②根據國標《電子設備雷擊保護導則》的要求，并結合實際情況，認真，嚴謹的采用防雷保護元件對電子設備進行保護。

③機房內屏蔽接地、電源接地、工作電路接地、保安接地、過壓保護接地等要統一、就近與機房共用地網可靠的電氣連接。

4結語

中波廣播發射臺的防雷，是一個系統工程。要結合防雷原理和現代防雷設備，根據不同的情況，采用不同的防雷措施，這樣才能降低雷擊的影響。

參考文獻

[1]金世新.中波發射臺天線防雷措施的改進.廣播與電視技術，2007（7）

[2]蔡以松.發射臺防雷問題分析及措施.廣播與電視技術，2003（2）