全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的防雷措施分析

姚雨杉

摘 要 雷電給人類社會(huì)帶來很多的危害。就廣播電臺(tái)而言，雷電對(duì)發(fā)射機(jī)的危害非常大，文章主要從雷電產(chǎn)生的危害入手，闡述發(fā)射臺(tái)防雷工作的必要性，結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的防雷措施進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞 雷電危害；防雷措施；中波發(fā)射

中圖分類號(hào)：TN839 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）02-0125-01

由于雷電屬于自然現(xiàn)象，其出現(xiàn)的偶然性較強(qiáng)，給人們的生活也帶來很多的危害。對(duì)于廣播電臺(tái)發(fā)射系統(tǒng)而言，受雷擊危害的影響也較大，因此，本文主要針對(duì)全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的防雷措施進(jìn)行分析，闡述其優(yōu)勢(shì)及需要注意的問題。

1 雷電的危害

目前，雷電被稱為電子時(shí)代的一大公害，感應(yīng)雷擊、雷擊、電源尖波等雷擊危害對(duì)電子設(shè)備造成的損害非常大。就通訊設(shè)備而言，大量雷擊事件中，普遍認(rèn)為導(dǎo)致設(shè)備損壞的主要原因是雷擊感應(yīng)與雷電波造成的強(qiáng)電磁脈沖引起的。所以，只有對(duì)雷擊危害的形成過程進(jìn)行了解，才能采取有效的防雷措施，降低雷擊的損失。地球上每一秒鐘約有上百次雷擊。根據(jù)相關(guān)技術(shù)，采用避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷針等防雷措施看起來已經(jīng)具備了抵抗外界電磁干擾及防雷的性能，但是通訊設(shè)備依然還是會(huì)受到過流過壓的損壞，其原因是雷擊發(fā)生的時(shí)候，通訊設(shè)施天線上會(huì)產(chǎn)生由帶電云層引起的雷電感應(yīng)或感應(yīng)電荷，通過電力或通信線路入侵，一旦線路與大地之間的直流通路受阻，就會(huì)產(chǎn)生過電壓，對(duì)通信設(shè)施造成破壞，危機(jī)人員的生命安全。

2 我臺(tái)中波發(fā)射場(chǎng)的特點(diǎn)

對(duì)于中波發(fā)射臺(tái)站而言，由于其天線位屬于自立式，很容易受到雷電的影響。如果天線沒有進(jìn)行較好的防雷保護(hù)措施，雷電就會(huì)通過天線對(duì)發(fā)射機(jī)以及天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)造成嚴(yán)重的破壞。因此，在中波發(fā)射臺(tái)中，雷電保護(hù)技術(shù)非常重要，對(duì)于防雷保護(hù)而言，不單是針對(duì)發(fā)射機(jī)，還有電源系統(tǒng)、天線天饋線等設(shè)備。

3 傳統(tǒng)防雷方法

采用全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)以后，在防雷技術(shù)方面有了很大程度的提高。所以，應(yīng)該對(duì)這種發(fā)射機(jī)的防雷措施多加考慮。傳統(tǒng)的防雷技術(shù)主要是針對(duì)雷電引起的強(qiáng)大電流采取的措施，主要有兩個(gè)方面：①降低地網(wǎng)接地電阻，由于天線系統(tǒng)為射頻信號(hào)提供了回來，但同時(shí)也為雷電提供了便利的通道；②降低接地地阻，由于地阻越小，受到的雷擊地電壓就越小，電位差也就越小，為了有效的降低電位差，盡量在機(jī)房?jī)?nèi)只設(shè)置一個(gè)接地點(diǎn)進(jìn)行集中接地。對(duì)于一些雷電多發(fā)地區(qū)，由天線、饋線電路受到周期性的雷擊侵襲事件較多，因此要盡量改善發(fā)射機(jī)的外部環(huán)境。此外，要嚴(yán)格按照防雷技術(shù)要求進(jìn)行預(yù)防措施，嚴(yán)密的防護(hù)措施是降低雷擊侵襲的主要手段，也是保護(hù)廣播電臺(tái)信號(hào)的重要舉措。

4 全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)和避雷措施

我臺(tái)使用的是全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)中大量的使用了半導(dǎo)體器件及微處理器件，與原來的電子管發(fā)射機(jī)相比較而言，全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的指標(biāo)好、壽命長(zhǎng)、效率高、能耗低、維修簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。但是該發(fā)射機(jī)也有不足之處，主要有全固態(tài)器件比較脆弱、抗干擾性能差、耐壓差、易損壞、易擊穿。所以，因此對(duì)全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)在進(jìn)行防雷保護(hù)時(shí)，要考慮防串?dāng)_，應(yīng)該設(shè)計(jì)多道防雷措施。

1）接入泄放電圈。由于雷擊電流主要是直流電，所以在天線的輸入端接入一個(gè)微享級(jí)電感線圈入地，這樣雷擊產(chǎn)生的直流電就可以由線圈直接傳輸?shù)降叵拢尫帕司薮蟮睦讚綦娏鳎瑢?duì)設(shè)備有效的起到保護(hù)作用。

2）石墨放電器。在天線輸入端如果加裝一組石墨放點(diǎn)球，然后在接地引線上邊加裝幾十只磁環(huán)。一旦遇到雷擊情況后，石墨放點(diǎn)球就會(huì)發(fā)生放電反應(yīng)，這是由石墨自身的阻尼放電作用引起的。此時(shí)，發(fā)射機(jī)如果正處于正常的運(yùn)行中，受雷擊影響，放點(diǎn)球放電時(shí)，雷擊電流就會(huì)通過引線直接流入大地中，接地引線上的磁環(huán)出現(xiàn)反向電動(dòng)勢(shì)，起到阻尼放電的作用，也保證了發(fā)射機(jī)不會(huì)出現(xiàn)短路，對(duì)發(fā)射機(jī)起到很好的保護(hù)作用。石墨放電球的間距以9 mm為最佳間距。

3）隔離電容器。雷擊的能量主要集中在直流和低頻的范圍內(nèi)，因此在雷擊電流在進(jìn)入調(diào)配網(wǎng)絡(luò)之前，可以接入一只大容量的電容器，對(duì)高頻輸出沒有任何影響，但對(duì)雷擊電流能夠有效的進(jìn)行隔離。由于該電容器屬于防雷器件，所以在各種性能及參數(shù)設(shè)置上越大越好，在設(shè)備更換時(shí)，也不要隨意的改變其規(guī)格?？梢詫?duì)天饋匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多種選擇，最好選擇能夠?qū)Ω鞣N雜波起到阻隔作用的匹配網(wǎng)絡(luò)。

4）相移網(wǎng)絡(luò)。在高頻通路中，傳輸線及網(wǎng)絡(luò)都會(huì)發(fā)生一定程度的相移。在發(fā)生雷擊時(shí)，放電球出現(xiàn)短路的情況下，發(fā)射機(jī)的負(fù)載阻抗就會(huì)發(fā)生改變，極易造成設(shè)備輸出端電壓過高，損壞設(shè)備，因此，安裝一組相移網(wǎng)絡(luò)，在發(fā)生放電球放電的時(shí)候，相移網(wǎng)絡(luò)可以使發(fā)射機(jī)負(fù)載阻抗的變化在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行，對(duì)發(fā)射機(jī)充分的起到了保護(hù)作用。

5）電源系統(tǒng)。電源系統(tǒng)也是防雷措施中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，雷擊對(duì)電源系統(tǒng)的襲擊可能性非常大，因此對(duì)輸入的電流要采用從外向內(nèi)逐次遞減的方法進(jìn)行分段保護(hù)。如果發(fā)設(shè)備設(shè)計(jì)較為合理，雷擊產(chǎn)生的電流是不可能進(jìn)入到發(fā)射機(jī)內(nèi)部的。但是設(shè)計(jì)可變電阻的目的僅僅是針對(duì)低過壓保護(hù)設(shè)計(jì)的，對(duì)整個(gè)設(shè)備的防雷保護(hù)作用不大。為了有效的阻止雷電從電源系統(tǒng)侵入發(fā)射機(jī)內(nèi)部，可以在高壓線進(jìn)線上端架設(shè)明線，這樣無論是感應(yīng)雷還是直擊雷，在高壓線上都會(huì)發(fā)生高壓沖浪現(xiàn)象，產(chǎn)生危害，為有效的對(duì)這種雷擊危害進(jìn)行防護(hù)，可以在機(jī)房高壓進(jìn)線端處，安裝避雷器，對(duì)沖浪高壓電流可以進(jìn)行泄地處理。除此以外，在電源的進(jìn)線系統(tǒng)中，可以安裝真空放電裝置，也能起到防雷保護(hù)作用。

6）改造接地系統(tǒng)。由于我臺(tái)的發(fā)射塔總高度為90 m，雙頻共塔，在周圍鋪設(shè)有地網(wǎng)。由120根銅線組成，全場(chǎng)120 m。以塔底作為中心，3度夾角向四周放射鋪設(shè)。這種接地方法，對(duì)全固態(tài)發(fā)射機(jī)而言，接地不是很理想。經(jīng)過研究，對(duì)接地系統(tǒng)進(jìn)行改造，專門做一個(gè)深4 m的地井，埋設(shè)紫銅板，加上木炭、食鹽、降阻劑等，與120根地網(wǎng)連接在一起，起到很好的引流作用。

5 實(shí)際效果

由于雷擊事故對(duì)我臺(tái)全固態(tài)發(fā)射機(jī)各種器件都造成了一定程度的損壞，經(jīng)過技術(shù)人員的努力，采取以上幾種防雷措施以后，發(fā)射機(jī)運(yùn)行正常，經(jīng)過幾次的雷擊考驗(yàn)，沒有出現(xiàn)事故。保證了雷雨季節(jié)的播出安全，結(jié)果非常理想。

6 注意事項(xiàng)

采用以上防雷措施的時(shí)候，由于多種因素的影響，需要注意以下問題：①要仔細(xì)的調(diào)節(jié)放電球的間距。尤其是在室內(nèi)，放電球之間的距離僅為幾毫米，所以在調(diào)節(jié)的時(shí)候要非常自此，特別是每次雷擊過厚的檢查。一旦發(fā)現(xiàn)放電球出現(xiàn)過打火的痕跡，要用砂紙及時(shí)的打平，并清潔，保證放電球的工作性能；②認(rèn)真進(jìn)行天饋匹配網(wǎng)絡(luò)的調(diào)試，對(duì)常用的儀器要經(jīng)常進(jìn)行阻抗的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)異常要及時(shí)進(jìn)行處理；③在每年的雷雨季節(jié)到來前，要對(duì)系統(tǒng)避雷措施進(jìn)行清查，防止由于疏忽大意造成不必要的損失。

7 結(jié)束語

全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的防雷問題是關(guān)鍵的問題之一，經(jīng)過近些年來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，采用整套的避雷方案對(duì)廣播發(fā)送設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，是切實(shí)可行的，充分的保證了廣播發(fā)射系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]慎英子.全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的防雷措施[J].中國(guó)科技信息，2011（14）.endprint