論述發(fā)射機系統(tǒng)雷擊故障及防雷避雷能力

尤鵬程（國家新聞出版廣電總局九一六臺, 青海 格爾木816000）

論述發(fā)射機系統(tǒng)雷擊故障及防雷避雷能力

尤鵬程
（國家新聞出版廣電總局九一六臺, 青海 格爾木816000）

摘 要：現代的發(fā)射機相對于電子管發(fā)射機雖然在信號發(fā)射質量以及發(fā)射效率上得到了巨大的提高，但由于發(fā)射機內部使用了大量的微處理器和半導體部件，對發(fā)射機的防雷、避雷系統(tǒng)卻提出了更高的要求。本文針對發(fā)射機雷擊的故障原因及雷擊危害機制進行總結分析，并探討了發(fā)射機系統(tǒng)的防雷、避雷機制和布置要點，對發(fā)射機系統(tǒng)的防雷、避雷系統(tǒng)的設計具有一定的參考價值。

關鍵詞：發(fā)射機；雷擊；防雷避雷能力

發(fā)射機是可以將信號按一定的頻率發(fā)射出去的裝置，發(fā)射機系統(tǒng)廣泛應用于電視、廣播、雷達等軍用民用設備中。隨著我國科技的發(fā)展，原本的電子管發(fā)射機已經被更先進的數字發(fā)射機、全固態(tài)模擬發(fā)射機等取代，但由于這些設備中使用了大量微處理器和半導體部件，比較容易受到雷雨天氣的影響發(fā)生故障，因此現代的先進發(fā)射機對防雷避雷提出了很高的要求。

1　雷擊對發(fā)射機的危害

筆者對發(fā)射機在雷雨天氣中發(fā)生損壞的案例進行分析，總結出發(fā)射機系統(tǒng)雷擊故障主要有內源性因素引起的故障和外源性因素引起故障兩種形式。

1.1 內源性因素引起的故障

內源性因素主要是由于發(fā)射機內部功率元器件的個體質量差異導致的，在雷雨天氣時，雷擊除了會直接作用在發(fā)射機上給發(fā)射機帶來破壞外，還會由于電磁效應導致感應過電壓和系統(tǒng)內部操作過電壓現象發(fā)生，并作用于發(fā)射機內部的微處理器和半導體部件，這類間接的雷擊在平時只會干擾信號質量，并不會給發(fā)射機帶來破壞。一旦發(fā)射機內部供方功率原件個體質量有差異，導致系統(tǒng)參數因個別元器件老化引起變化，造成輸出阻抗不匹配。間接的雷電作用將會直接對這些老化的部件和發(fā)射機功放區(qū)域部件帶來損傷，給發(fā)射機帶來故障。

1.2 外源性因素引起的故障

外源性因素主要是指雷擊直接給發(fā)射機帶來的損害，這種原因是由于發(fā)射機的防雷避雷措施不完善或者雷擊強度超過防雷避雷設計導致的。由于發(fā)射機多處于高位，因此比較容易受到雷擊的影響，當雷電直接作用于發(fā)射機時，一旦防雷、避雷措施不能有效將雷電的能量旁引，就會在發(fā)射機內部產生極大的電壓和電流，當電壓和電流超過了發(fā)射機各部件的耐受額度，則會直接導致發(fā)射機內部部件的燒毀，導致發(fā)射機損壞和故障，帶來經濟損失。

2　發(fā)射機的雷擊機制和雷擊種類

雷擊是一種普遍的自然界放電現象，并且不可避免。雷電作為一種能量巨大的云層放電現象，會對發(fā)射機信號穩(wěn)定性和信號質量帶來不可估量的影響和破壞。根據雷擊作用于發(fā)射機的方式進行劃分，其有直接雷擊和感應雷擊兩種形式。直接雷擊就是發(fā)生在云層和發(fā)射機上某一點之間的迅速放電現象。直接雷擊雖然作用時間很短，但卻攜帶著龐大的能量。會使發(fā)射機部件因為過壓或過流瞬間燒毀，使發(fā)射機損壞。感應雷擊是指帶電云層由于靜電感應作用使地面上某一范圍帶上異種電荷，由于地面某些范圍散流電阻過大，導致局部出現高電壓，對電子設備造成影響。另外由于直接雷擊的放電過程中，強大的脈沖電流和發(fā)射機的金屬構件發(fā)生電磁感應也是感應電力發(fā)生原因的一種，這種電磁感應會直接致使金屬構件發(fā)生高電壓，從而出現“二次雷”或“感應雷”，給發(fā)射機帶來破壞。

雷電現象不可避免，其所攜帶的龐大能力會對發(fā)射機或者工作人員帶來巨大的安全威脅。為了減小雷電帶給我們生產和生活的損失，我們可以通過一定的防雷、避雷措施降低雷電對發(fā)射機的影響。隨著數字發(fā)射機和全固態(tài)模擬發(fā)射機的應用，人們對發(fā)射機的防雷和避雷措施給予了高度重視，不但會在發(fā)射塔上加裝避雷針，從而將雷擊的電流導入電阻，還會在發(fā)射機的部件連接部位加裝各種防雷避雷設備，以降低感應雷擊或直擊雷對發(fā)射機的損害。通過這些防雷、避雷措施的使用，能夠極大的保證在雷擊作用于發(fā)射塔時不會對發(fā)射機造成根本性損壞。綜合發(fā)射機因雷擊造成損壞的案例進行分析，由于雷擊造成發(fā)射機損壞的原因主要有發(fā)射機的質量不好或者防雷、避雷措施不完善。因此在進行發(fā)射機的選購和防雷、避雷系統(tǒng)的設計時，一定要根據當地的氣候特點，進行綜合考慮，保證發(fā)射機在雷雨天氣中的設備安全。

3　發(fā)射機防雷避雷機制和要點

發(fā)射機作為傳輸信號的功放裝置，在安裝和使用時為了提升信號發(fā)射穩(wěn)定性和質量，我們一般都會進行發(fā)射塔的建設。由于發(fā)射塔比附近建筑要高出很多，因此比較容易遭受雷擊，因此對發(fā)射機的防雷、避雷系統(tǒng)的設計十分重要。

3.1 發(fā)射機避雷機制

在進行發(fā)射機鐵塔建設時，我們就需要將避雷機制考慮在工程施工當中。發(fā)射機鐵塔的工作機制主要是利用靜電感應原理，將避雷針安裝在高于或突出于發(fā)射機系統(tǒng)的鐵塔或發(fā)射機機身上，從而通過發(fā)散型的避雷針結構，使鐵塔周圍的高密度靜電電荷通過避雷針進行感應放電。為了將雷擊的電能旁引，我們會利用優(yōu)質導線將避雷針和地線網相連，使電流能夠作用到大地這個龐大的“電阻”上。因為發(fā)射機的防雷等級較高，因此在對鐵塔和發(fā)射機房構建防雷系統(tǒng)時，應采用接地系統(tǒng)及等電位聯(lián)結；將防雷接地、工作接地、保護接地共用一個綜合接地體的接地系統(tǒng)，在整個鐵塔和發(fā)射機房作等電位聯(lián)結， 構成一個多面體的籠式避雷網。并使整個鐵塔和機設備處于一個良好的等電位體, 總等電位端子板設置在變配電室。在此基礎上還使用浪涌防護器, 防止雷電電流流經引下線和接地線裝置時產生的高電位對附近金屬物或電氣線路的反擊, 造成設備的損壞。

3.2 發(fā)射機的防雷要點

影響防雷、避雷系統(tǒng)的主要因素包括地網的性能、避雷針的形狀、避雷針的結構和分布方式三方面，因此在進行發(fā)射機防雷、避雷系統(tǒng)的設計時我們就需要綜合這三方面影響防雷系統(tǒng)性能的因素進行。在鐵塔建設階段，我們就應該將地網的建設納入到工程建設當中，并針對當地的氣候特點進行合理的地網建設方法、地網規(guī)模以及材質和鋪墊材料進行選擇。另外為了提高避雷針吸收雷電的效率，我們還需要對避雷針的形狀進行設計，爭取避雷針在雷雨天氣能夠有效引雷并將雷電快速消除。在進行避雷針的結構和分布方式進行設計時，我們需要綜合發(fā)射塔的位置與周圍建筑的建筑方位進行綜合考量，并結合著發(fā)射機的設備使用情況和發(fā)射機對防雷的要求進行合理設計，提高其對發(fā)射機天線系統(tǒng)的防護能力，從而達到需要的防雷、避雷能力。

參考文獻：

[1]卜秀芳.廣播電視發(fā)射臺站機房濾塵系統(tǒng)改造[J].黑龍江科技信息,2014(03).

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