全固態發射機的防雷和接地分析

閆云昊

摘 要：全固態發射機是目前廣播系統普遍應用的重要設備，因此要做好設備本身防雷與接地保護，提升抗雷擊及電磁脈沖能力，最大限度地發揮發射機服務性能，支持廣播事業的發展。文章分析了雷電種類與危害，并就全固態發射機的防雷與接地保護舉措進行了探討，希望能為提升全固態發射機防雷能力提供參考。

關鍵詞：全固態發射機；防雷保護；接地系統

當前國內中波廣播發射用電子管發射機基本上全實現了全固態化，雖然全固態化本身在應用方面有諸多優勢，但是在防雷方面能力有所下降，因此做好全固態發射機的防雷與接地至關重要，直接關系到廣播電視信號塔及設備的運行安全與可靠性。下面就全固態發射機的防雷與接地舉措進行探討。

1 雷電危害分析

1.1 雷擊與電磁感應

雷電作為危害較大的自然現象，以雷擊危害、電磁感應等造成的損害最為普遍。雷電天氣下雷電范圍內的信號發射塔、設備構架因自身特殊性導致遭受直接雷擊幾率較高，廣播站系統中的各類通信設備若缺乏抵抗直接雷擊的防護措施，本身防雷能力會偏弱，一旦發生直接雷擊現象，各類設備或構架將會有直接被摧毀的危害，嚴重者還會引發火災等各類意外，導致經濟財產、人身安全等諸多損失。雷擊情況下感應型雷電會對埋設在室外的各類電纜電線及信號線路等造成直接破壞，電纜及線路的損壞不僅影響站內不同設備直接的連接，并且在一定程度上會因電磁感應導致通信設備、通信設備與終端等損壞。另外，雷電電擊還有造成雷電浪涌的可能性，導致廣播站內各種設備電源與通訊線路發生電流浪涌，從而破壞設備性能，影響廣播站正常工作。因此要做好廣播站防雷與接地措施，減輕雷擊與電磁感應、雷電浪涌危害，提升廣播站抗雷保護能力。

1.2 雷電電磁脈沖

雷電天氣氣象條件下雷電本身會產生強大的閃電流及電磁路干擾廣播站各類設備與信息系統運轉，由于雷電電磁脈沖本身感應范圍較大，因此會不同程度地對人體、建筑物、電氣設備、管線等造成危害，部分還會引發火災，造成嚴重經濟財產損失。雷電電磁脈沖的危害主要表現在三個方面，一是對建筑內部電力線路、信息系統、電子設備等造成電磁干擾；二是建筑防雷裝置在接閃時，強大的雷電流會損害電力線路與電子設備；三是雷電天氣中附近的電纜線路、架空線路等傳輸的電磁波對內部電力電子設備等造成干擾，尤其是廣播站中各類高精度、高靈敏度設備的應用，導致其普遍承受不了過大的電壓波動，因此對雷電電磁脈沖更為敏感，增加安全隱患。面對雷電電磁脈沖危害，要通過防雷擊電磁脈沖舉措，減少直接或間接遭受雷擊可能性，對各類電氣線路、電子設備以防過電流或者過電壓等舉措減少電涌危害，尤其是廣播站內部構成重要信息系統的設備，更需要加諸相應的電涌保護器以減少雷擊電磁脈沖干擾與破壞。

2 全固態發射機防雷與接地舉措

2.1 天饋線系統防雷

廣播站天饋線作為周遭最高的建筑物，很容易遭受雷擊，容易影響機房設備與線路等安全，要在天線與匹配網之間安裝防雷舉措，實現雷電雷擊的逐級減弱，使其最后減弱至全固態發射機系統可承受范圍之內。

天饋線系統防雷擊舉措目前主要以四級防雷舉措為主，以金屬放電球、微享級的電感、石墨放電器、隔直流電容共同構成防雷保護網。金屬放電球在發射天線應對直擊雷電方面效果較好，其采用尖端放電原理在雷擊瞬間泄放電荷能量，以保證廣播站的正常播出效果；微享級的電感線圈應用主要是應對集中在低頻和直流部分的雷電能量，為雷電流構成良好的下地通路，有助于雷電能量的泄放；石墨放電器是在天饋調配室內天線輸入端配合微享級線圈提升放電效果，配合接地端在雷擊時迅速放電，如果全固態發射機正常運行時天線遭遇雷擊，石墨放電器、接地引線可迅速作用致使引線上的磁環產生反向電動勢，從而提高發射機的短路射頻阻抗，實現雷擊保護效果；隔直流電容主要作用是隔離，在天線引入調配網絡前防止雷電能量經過網絡進入發射機，對雷電直流起到良好的隔離作用。

要做好全固態發射機本身的防雷擊保護，確保發射機自身防雷擊保護電路的正常運作，以便在雷擊來臨時迅速封鎖功放模塊實現雷擊保護，或者面臨高殘壓時迅速關斷功放模塊，以實現對發射機自身的防雷保護。

2.2 接地系統防雷

接地系統作為廣播站發射的關鍵環節，全固態發射機的應用必須做好接地系統的防雷保護舉措，以確保其始終處于良好狀態下發揮作用。全固態發射機工作時系統處于高頻高壓環境，接地系統本身作用直接影響發射機安全與穩定，因此要做好接地點設置、接地電阻大小控制，確保雷電有良好的泄放通路，提升抗雷擊防護效果。

要重點做好天饋線引入與交流電源的引入，在交流電源輸入端接壓敏電阻和氧化鋅避雷器，若饋線引雷則要在機房入口進行饋線接地，為避免多點接地造成地電位不同所形成的“跨步電壓”，要按照相應規定在接地上避免分散、獨立的接地方式，采用集中接地方式，并確保主要接地點的接地電阻降為最低，并保證足夠的接地面積。

全固態發射機機殼接地、射頻輸出接地與音頻設備接地應集中一點，避免串聯連接，以免影響發射機正常功能與播出質量，高頻、音頻、電源的接地地線要分開走避免串聯鏈接，尤其是音頻傳輸要避免兩頭接地影響播出效果。接地井與地網相接時，根據地井深度、面積要選擇埋設紫銅板、焊接粗銅棒等進行引線操作，配合木炭、鐵屑、工業食鹽等降阻材料做好填埋工作。要注意最大限度地降低接地天線底座與網絡屏蔽的接地電阻，在確保焊接牢固的前提下減少高頻損耗、提升雜波衰減功效，以實現全固態發射機的穩定輸出，保證廣播播出效果與質量。

對于危害較大的雷擊電磁脈沖，要綜合考慮廣播站內部電氣線路、電力系統、信息系統防雷擊電磁脈沖要求，采取針對性防雷舉措，選擇性安裝避雷帶、避雷網、避雷針或者電涌保護器。在提前明晰廣播站內部電子信息系統規模與具體設置的情況下，聯合廣播站內部混凝土鋼筋、金屬管道、金屬構件、電氣保護的接地系統、防雷裝置等進行共用接地系統設計，在特殊地區預埋等電位連接板，以確保其達到理想防雷擊效果。另外，要針對廣播站所在地區的氣候情況、地形情況、周圍線路布局、雷暴日天數、內部設備及信息系統運作需求，確定防雷擊電磁脈沖設計的抗干擾強度，通過采用屏蔽、接地、等電位聯結及裝設浪涌保護器等措施達到理想效果。

3 結束語

綜上所述，廣播站全固態發射機的應用決定了雷電危害無法杜絕，要盡可能地做好防雷保護與接地系統防雷設計，通過多方位、多層級的防雷舉措提升抗雷保護能力，保障全固態發射機的良好應用，為廣播事業的發展提供有力支持。

參考文獻

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