天饋匹配網(wǎng)絡(luò)防雷擊破壞的幾個措施

■文/伍嘉煦

天饋匹配網(wǎng)絡(luò)防雷擊破壞的幾個措施

■文/伍嘉煦

本文主要介紹調(diào)配網(wǎng)絡(luò)防雷的幾個措施，并討論調(diào)配網(wǎng)絡(luò)中連接各個電感電容的銅帶在遭受強(qiáng)雷擊時容易造成網(wǎng)絡(luò)中電容的電極脫落原因，并給出解決方法。

中波調(diào)配網(wǎng)絡(luò)；防雷；安全

前言

對于中波天線而言，它是附近最高的建筑物，所以它本身就是一枚避雷針，如果天線沒有得到切實的保護(hù)，其引入的雷電能量將對發(fā)射系統(tǒng)產(chǎn)生破壞，主要表現(xiàn)為：①引起發(fā)射機(jī)功放模塊的損壞；②雷電的瞬間強(qiáng)電流容易對匹配網(wǎng)絡(luò)中的電感線圈及抽頭產(chǎn)生高溫而氧化變黑，從而影響整個調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性；③容易引起匹配網(wǎng)絡(luò)中和電感串接的電容電極脫落。

1. 我臺現(xiàn)采取的主要防雷措施

1.1 安裝石墨放電球裝置

在天線底部和調(diào)配室匹配網(wǎng)絡(luò)中分別接入一對石墨放電球，其間隙可根據(jù)實際工作電壓，以1KV/mm的距離進(jìn)行調(diào)整。由于我臺防雷地網(wǎng)非常完善，常年對地電阻在0.4歐姆左右，雷電發(fā)生時，其大部分能量經(jīng)放電球引入到地，能起到很好泄放雷電能量的作用。

圖1　我臺天調(diào)網(wǎng)絡(luò)防雷措施

1.2 安裝在調(diào)配網(wǎng)絡(luò)中的石墨放電球

接地線上的用銅管穿套的約30只磁環(huán)，發(fā)射機(jī)正常工作時，它不起作用，當(dāng)天線受雷擊，而發(fā)射機(jī)保護(hù)動作發(fā)生之前，可以提高發(fā)射機(jī)的短路阻抗，從而進(jìn)一步保護(hù)了發(fā)射機(jī)，提高了發(fā)射機(jī)的抗雷擊能力。

1.3 串入隔直電容C

隔直流電容，對雷電而言，其主要成份是直流。利用電容器的隔直作用，阻擋雷電瞬時強(qiáng)大的直流電流正面襲擊發(fā)射機(jī)。

1.4 安裝大電流微亨級電感L0

在天線的底部串接一只微亨級電感L0到地，能使雷電脈沖前沿更陡更快地通過石墨放電球裝置泄放下地，另外，雷電中的部分能量也通過這個大電流電感直接泄放下地，盡可能減少雷電電流流向網(wǎng)絡(luò)后面部分小電流的電感。

1.5 定期檢查電感線圈和各連接點抽頭是否有氧化變黑的現(xiàn)象

如發(fā)現(xiàn)，在停機(jī)檢修時及時用砂紙打磨光亮，保證各部分接觸良好。

2.強(qiáng)雷電時和電感串接的電容電極脫落現(xiàn)象的分析

2.1原因分析

在以上天饋系統(tǒng)主要防雷措施都完成以后，我臺發(fā)射機(jī)在強(qiáng)雷電時直接損壞的現(xiàn)象基本消失。但匹配網(wǎng)絡(luò)中電容電極脫落的現(xiàn)象還是偶有發(fā)生。針對這個情況我臺進(jìn)行分析，查找原因。

如圖2所示電容的位置，筆者發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)損壞的電容并沒有被擊穿，只是電容的電極像被外力強(qiáng)行拉脫。拉脫此電容電極的外力究竟從何而來？筆者仔細(xì)觀察網(wǎng)絡(luò)，分析原因發(fā)現(xiàn)，由于在強(qiáng)雷擊時，調(diào)配網(wǎng)絡(luò)周圍由于有各種線圈，會產(chǎn)生比較強(qiáng)的交變磁場，而連接電容電感的銅帶由于受到交變磁場的作用會與周圍的電感產(chǎn)生磁場，形成不規(guī)則拉伸的推拉力。如圖3所示，安裝網(wǎng)絡(luò)時，由于要求工藝美觀，我們經(jīng)常將連接兩點的銅帶做得很直，元器件間沒有活動的空間。導(dǎo)致下列幾種情況時：1.發(fā)射機(jī)瞬時功率很大；2.濾出周圍干擾頻率的陷波網(wǎng)絡(luò)瞬間電壓很高時；3.遭受雷擊時，拉力很大，當(dāng)遭受強(qiáng)雷擊時，電容電極處于高電壓高電流的時候，所以導(dǎo)致電容電極因高溫和推拉力同時存在造成脫落。

2.2改進(jìn)措施

分析電極脫落的原因后，我臺馬上對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中所有連接銅帶采取措施，將原來比較繃緊沒有伸縮余量的元件連接銅帶全部更換成如圖4所示的連接方法。將瞬時高壓高電流產(chǎn)生的推拉力通過此連接銅帶釋放，而不直接作用在電容電極上，從而消除了電容電極脫落的隱患，保證了匹配網(wǎng)絡(luò)的安全。

經(jīng)過半年運行和最近幾次強(qiáng)雷暴的檢驗，我臺匹配網(wǎng)絡(luò)中的電容電極再也沒有出現(xiàn)過脫落損壞的現(xiàn)象，大大提高了我臺防御雷擊破壞的能力，確保了我臺的安全播出。

圖2　我臺雙工網(wǎng)絡(luò)元器件連接圖

圖3　太直的連接銅帶容易造成電容電極脫落

圖4　銅帶制作成有一定的伸展余量

（作者單位：廣東省中山中波轉(zhuǎn)播臺）

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伍嘉煦，男，軟件工程研究生，2012年畢業(yè)于電子科技大學(xué)，研究方向：中波發(fā)射技術(shù)。