中波發射臺的雷電防護技術

何 青（作者單位：貴州省新聞出版廣電局七六三臺）

中波發射臺的雷電防護技術

何 青
（作者單位：貴州省新聞出版廣電局七六三臺）

摘 要：本文詳細地描述在中波廣播發射臺這個系統中維護、檢修及值班工作中，怎樣避免雷電對機房、高壓架空線、變壓器、低壓配電、信號源及通信系統、天饋線系統等6個方面造成的損失。提醒在中波廣播發射臺系統工作的所有職工，務必加強業務學習，搞好安全播出，做好人身及機房的安全防護。

關鍵詞：中波廣播；雷電防護；防雷措施

由于中波傳輸的特點，中波天線的桅桿、鐵塔必然是當地最高的建筑，遭到雷擊的概率比較高，一旦發生雷擊事故，后果都很嚴重，往往造成天饋線破損、電力變壓器損壞、發射設備損壞，造成較大的停播事故。因此，中波臺的防雷尤為重要。本文就有關這方面的電擊機理與防護問題，進行一些探討以減少甚至避免這類情況的發生。

1　雷電侵擾方式

1.1直擊雷電。雷電直接擊中建筑物及建筑物的避雷系統，產生電效應、熱效應和機械破壞力。

1.2雷電波的入侵。由于雷電對架空線路和金屬管道的作用，雷電波可能沿著這些管線侵入室內，危及人身安全和設備安全。

1.3雷電感應。雷電感應主要分為靜電感應雷、電磁感應雷，靜電感應雷因其帶電積云接近地面，就會在架空線路導線或其他導電凸出物頂部引起大量感應電荷沿一定的路線傳播；電磁感應雷是發生在雷擊后，雷電在周圍空間產生迅速變化的磁場，就會在附近的金屬物上感應出很高的電擊。

2　幾種雷電防護措施

2.1攔截。防雷的第一道防線，最經濟最有效的裝置是避雷針。

2.2屏蔽。其目的是限制某一區域內部的電磁能量向外傳播，防止或降低電磁輻射能量向被保護實物空間傳播。

2.3均壓。用較粗的導線把閃電可能流通的部位與周圍的建筑物各部分、設備的某部分鏈接起來，保證連接部位處于同電位，閃電通過時，保證連接到的部位電位同樣高，這樣就不會產生旁側閃絡放電了。

2.4分流。采取將所有接入室內的導線與接地體或接地線之間并聯多級SPD（浪涌保護器）分流裝置，對雷電效應引起的過電壓進行限制和分流入地，從而避免雷電放電形成的電壓波對設備的危害。

3　發射臺各系統的防雷措施

3.1機房的雷電防護

同軸電纜或波導管的金屬外皮，最少應在上、下兩端與塔身金屬結構連接，并在引進機房處與接地網連接。若機房未在天線避雷針的保護范圍內，應設直擊雷防護。在房頂四周敷設閉合避雷帶，它可兼作均壓帶用。沿機房四角敷設引下線，并兼作均勻帶，在地下與圍繞機房四周敷設的水平閉合接地帶連接。機房較大時，需增加引下線，使兩相鄰引下線距離不超過18 m。機房內，圍繞機房四周，在地上設接地母線。該母線在四角與機房外的接地帶連接，接點間的距離不大于18 m。房內各種電纜的金屬外殼、金屬外皮和不帶電的金屬部分、金屬門框、各種金屬管道、金屬進風道、濾波器架、走線架等，以及保護接地、工作接地，都應該最短距離與環形接地母線連接。機房內通信線、電力線均應有金屬外皮或屏蔽層，或敷設在鋼管內同時將外皮兩端接地。這樣，設備和導線就處在一個法拉第籠內。電力線、通信線均應在機房內裝好放電器。在中波站，機房的微波塔與接地網之間，至少應敷設兩根接地均壓帶，以均衡其電位。

3.2高壓架空線的雷電防護

中波臺維護的架空高壓線路應該安裝架空避雷針，避雷線（除終端外）每桿做一次接地，終端桿上增裝一組避雷器。若建好的線路加裝避雷線有困難，也可以在高壓電力線路終端桿、終端桿前第一、三或第二、四上面各增設一組避雷器，同時在第三或第四終端桿上增加一組保險絲。這樣可使架空高壓線路所引入的感應雷得到較好的釋放。

3.3變壓器的雷電防護

配電變壓器現行規范采用閥型避雷器來保護，為防止雷電流過接地電阻時，接地電阻上的壓降與避雷器上殘壓疊加作用在變壓器的絕緣子上，應將變壓器外殼與避雷器的接地共同接地，使變壓器高壓側主絕緣上只有閥型避雷器殘壓。在多雷區，為防止變壓器二次的側落雷，應在二次出口處加裝低壓避雷器或壓敏電阻，其接地可與一次測的避雷器共同接地。接地裝置質量的好壞是決定變壓器防雷效果的關鍵，因此接地可靠，符合技術規范要求，才能很好地起到分流作用，從而有效地保護變壓器。

3.4低壓配電的雷電防護

在中波發射臺低壓配電系統中，因眾多微電子設備和大量設備的使用，隨之而來越來越嚴重的內部浪涌問題。根據《低壓配電設計規范》的相關條文，建筑電氣在設計選用TN系統時應作等電位連接，消除自建筑物外沿PE線或PEN線竄入的危險故障電壓，與此同時應減小保護電器動作不可靠帶來的危險，從而有利于消除外界電磁場引起的干擾，

改善裝置電磁兼容性能。因為雷擊能量是非常巨大的，所以需要通過分級泄放的方法，將雷擊能量逐步泄放到大地。如果第一級防雷器對直接雷擊電流進行泄放，或當電源傳輸線路遭受直接雷擊時傳導的巨大能量進行泄放，就有可能發生直接雷擊，在這些地方必須進行CLASS—I防雷。在前級發生較大雷擊能量吸收時，第二級防雷器是針對前級防雷器的殘余電壓及區內感應雷擊的防護設備，仍有一部分對設備或第三級防雷器來說，傳導過來的相當巨大能量需要第二級防雷器進一步吸收。與此同時，雷擊電磁脈沖輻射LEMP會被經過第一級防雷器的傳輸線路感應，當線路足夠長感應雷的能量就變得足夠大，需要第二級防雷器進一步對雷擊能量實施泄放。LEMP和通過第二級防雷器的殘余雷擊能量也需要第三級防雷器進行保護。

3.5信號源及通信系統的雷電防護

在信號線路上安裝信號防雷器，對防感應雷是一種行之有效的辦法。首先，進入系統總配電房的電源進線，應采用金屬鎧裝電纜敷設，電纜鎧裝層的兩端應良好接地；如果電纜沒有鎧裝層，則就將電纜穿鋼管埋地，鋼管兩端接地，埋地的長度應≥15 m。這樣可以大大減小電源線感應電壓的可能性。

3.6天饋線系統的雷電防護

中波發射天線一般都比附近的建筑物高，中波發射天線經常都是雷擊的首要目標。鐵塔底部的絕緣子在遭到雷擊的時候容易產生過壓拉弧，從而導致底座的絕緣子損壞。此外，匹配網絡和饋線也會因為雷電造成較大的危害。因此，中波臺要采取多重有效的防雷措施，以確保天饋線系統的安全。（1）泄放線圈和隔離電容：在天線的輸入端接入一個微亨級的電感線圈接地（應考慮對天線阻抗的影響）。在天線和調配網絡之間串接防雷電容器。（2）安裝放電裝置和防雷器：應在調配室安裝石墨放電球，并且在接地線上套穿阻尼磁環。鐵塔底部的放電球要定期檢查間隔寬度是否符合設計標準并清掃上面的灰塵，去除中間的雜物和昆蟲。

總之，要做好中波發射臺的雷電防護工作，就要做到有計劃、勤檢查、勤維護，確保安全播出，萬無一失。

參考文獻：

[1]莊濤.中波廣播發射臺理論基礎與實踐技術手冊[M].北京:光明日報出版社,2014.

[2]郭運海.無線電輻射對環境的影響和輻射強度的計算[J].中國無線電管理,1996,(6).