淺談中波發(fā)射機(jī)的防雷與接地保護(hù)

孔德利 楊壽柏

（作者單位：云南省廣播電視局麻栗坡中波臺(tái)）

淺談中波發(fā)射機(jī)的防雷與接地保護(hù)

孔德利 楊壽柏

（作者單位：云南省廣播電視局麻栗坡中波臺(tái)）

近年來，中波發(fā)射機(jī)技術(shù)發(fā)展迅猛，由老式的電子管發(fā)射機(jī)發(fā)展到了全固態(tài)發(fā)射機(jī)，本文首先介紹了雷電對(duì)發(fā)射機(jī)的影響，隨后分別從內(nèi)部避雷和外部防雷兩方面研究了中波發(fā)射機(jī)的防護(hù)措施，為后續(xù)深入研究中波發(fā)射機(jī)的性能與防護(hù)奠定了基礎(chǔ)。

中波發(fā)射機(jī)；防雷；接地保護(hù)

隨著電子電路技術(shù)的發(fā)展，中波發(fā)射機(jī)技術(shù)不斷進(jìn)步，由電子管發(fā)射機(jī)發(fā)展到全固態(tài)發(fā)射機(jī)，發(fā)射機(jī)的效率、信號(hào)強(qiáng)度、停播率均有了顯著提升。全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)使用了大量的微處理器、半導(dǎo)體元器件，其抗干擾性能較差，易被擊穿，尤其在雷電等情況下易發(fā)生故障，因此，本文著重研究了中波發(fā)射機(jī)的防雷與接地保護(hù)。

1 雷電的影響

雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又令人生畏的放電現(xiàn)象。云中電荷的分布比較復(fù)雜，但總體而言，云的上部以正電荷為主，下部以負(fù)電荷為主。因此，云的上、下部之間形成一個(gè)電位差。當(dāng)電位差達(dá)到一定程度后，就會(huì)產(chǎn)生放電，這就是人們常見的閃電現(xiàn)象。閃電的平均電流是3萬(wàn)安培，最大電流可達(dá)30萬(wàn)安培。閃電的電壓很高，約為1億至10億伏特。放電過程中，由于閃電通道中的溫度驟增，使空氣體積急劇膨脹，從而產(chǎn)生沖擊波，導(dǎo)致強(qiáng)烈的雷鳴。帶有電荷的雷云與地面的突起物接近時(shí)，它們之間就發(fā)生激烈的放電。雷電對(duì)中波發(fā)射機(jī)的影響主要有三種，分別是直擊雷、感應(yīng)雷和雷電波三種。

直擊雷是指雷云對(duì)地面各類裝置直接放電，直擊雷往往包含大量的能量，時(shí)間短，電流大，產(chǎn)生的直接危害大，雷擊后將對(duì)地面裝置產(chǎn)生大量熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)；感應(yīng)雷是指雷云接近地面物體時(shí)，由于距離較近，產(chǎn)生靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)致發(fā)射機(jī)產(chǎn)生極高電壓而放電的現(xiàn)象；雷電波是指發(fā)射設(shè)備遭遇雷擊時(shí)能夠產(chǎn)生各個(gè)方向的高電位沖擊波，其速度快，不規(guī)律，容易對(duì)信號(hào)產(chǎn)生干擾，對(duì)廣播的影響最大。

圖1 避雷網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

2 防雷措施

中波發(fā)射機(jī)的防雷技術(shù)與手段不斷發(fā)展，最常用的防雷方法是避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)，采用尖端放電原理，在遭受雷擊時(shí)可以瞬間釋放出大量電荷，避免廣播設(shè)備因?yàn)槔纂娭睋舳a(chǎn)生各類故障。但該方法只能防止直擊雷，不能防止感應(yīng)雷和雷電波。為了防止其他雷電對(duì)廣播信號(hào)造成嚴(yán)重干擾和損害，使全固態(tài)發(fā)射機(jī)被擊穿或損壞，一些新的防雷技術(shù)正應(yīng)用于中波發(fā)射機(jī)中。

2.1 接入釋放線圈

因?yàn)槔纂娭兄绷麟娬贾饕糠?，可以將雷電引入地，在天線的輸入端并聯(lián)一個(gè)電感線圈，將電感線圈直接引入地，線圈構(gòu)成了雷電入地的通路，在發(fā)射機(jī)被電擊之后，可以釋放出大量電流。結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

2.2 裝入石墨放電器

在發(fā)射機(jī)的天線輸入端并聯(lián)一組石墨放電球，在其接地引線上，套入若干磁環(huán)，發(fā)射機(jī)遭遇電機(jī)后，石墨放電球因自身材料的特點(diǎn)會(huì)不斷放電，以減少電擊對(duì)中波發(fā)射機(jī)的影響，同時(shí)，電流通過接地引線傳遞至大地，套入的磁環(huán)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，還可以起到阻尼作用，保障發(fā)射機(jī)能夠正常工作，使信號(hào)不受干擾。但對(duì)不同規(guī)格的接地線，需要精確計(jì)算石墨放電球的間距，保障防雷措施能取得良好的效果。

2.3 接入隔離電容器

為了更好地隔離雷電電流中的直流電，可以在天線引入調(diào)配網(wǎng)之前，串聯(lián)一處大電容，這樣能夠緩解雷擊時(shí)瞬間產(chǎn)生的強(qiáng)大直流電，此時(shí)的電容應(yīng)該足夠大，一般在1000pF～2000pF。

2.4 選擇合理的天饋匹配網(wǎng)絡(luò)

天饋網(wǎng)絡(luò)應(yīng)優(yōu)先選用二階帶通濾波器與網(wǎng)絡(luò)匹配，可以對(duì)各種雜波竄擾起到良好的陷波阻隔作用。在安裝調(diào)試過程中，應(yīng)確保阻抗數(shù)值穩(wěn)定無(wú)誤。

3 結(jié)語(yǔ)

防雷是中波發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)，尤其是全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)，采用內(nèi)部避雷和外部防雷相結(jié)合的方式進(jìn)行防雷保護(hù)，本文簡(jiǎn)要論述了雷電的危害，介紹了當(dāng)前防雷技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，為后續(xù)深入研究中波發(fā)射機(jī)的性能與防護(hù)奠定了基礎(chǔ)。