中波發射臺防雷技術的實踐應用

何業來

（作者單位：廣東省陽江中波轉播臺）

為了獲得更強的信號來源，中波發射臺在實際工作中，通常會選擇布置在占地面積大，四周平坦且空曠的無人郊區位置。受這一因素影響，中波發射臺非常容易遭遇雷擊，特別是在雷電多發的地區，很多中波發射臺幾乎每年都會因雷擊而出現設備損壞問題。為此，中波發射臺在一開始的建設過程中，有關技術人員就應該從實際環境出發，做好規劃、設計出一套準確的防雷方案，保證中波發射臺在遭遇雷擊時，可以具備足夠的抗雷擊實力，以使其能夠正常完成信號傳輸工作。

1 雷電對中波發射臺所造成的負面影響

雷電是大氣層在運用過程中所產生的正常放電現象，其有著隨機性強、瞬間電壓高、瞬間電流強、能產生寬頻譜信號的特點。而對于中波發射臺來說，由于其必然會應用到天線和電力設備，因此很容易在雷雨天氣成為雷電的攻擊目標。一般來說，以下幾種雷電對中波發射臺造成的傷害最大。

（1）直擊雷，直擊雷通過閃電，能夠直接對地面的突兀物體如建筑物、天線、樹木等形成放電效應，其瞬間電壓將達到數百萬伏特以上，這樣強的電壓無論對任何物體都將構成毀滅性傷害，對于中波發射臺的天線更是如此。（2）感應雷，感應雷主要是由云與云之間的放電現象所形成，盡管其與地面相距較遠，但其放出的電荷，能夠與中波發射臺內部電力系統的電流形成電磁感應，這會導致串聯在電力系統中的設備因受到電磁感應影響而從先導放電轉變為主導放電，線路中的電流將因此而瞬間增大。這將使其電源、接收設備、發射設備遭遇到很大的電流沖擊，導致其出現問題無法生產運行。（3）雷電波，雷電波是因雷電進入中波發射臺系統后，因其電流量很大而形成巨大的電流峰值，這些電流峰值會產生很強的電磁場，這些電磁場會產生大量的輻射信號，這些信號將對中波發射臺正常的信號發射和接收工作造成極大的干擾[1]。

2 中波發射臺防雷技術的實踐應用方式

2.1 天線系統的防雷技術

天線系統是中波發射臺的重要裝置，因其處于中波發射臺的尖端位置，因此其在中波發射臺各設備中是最容易遭受雷擊的。按照使用功能不同，天線系統包括發射天線和接收天線兩部分，相應的防雷方式如下。（1）在對發射天線進行防雷擊保護時，為避免雷擊對發射天線造成直接傷害，技術人員可以通過在發射天線附近建立獨立接地防雷豎桿，并利用絕緣裝置對其加以防護的方式，來減小接地防雷豎桿的接地電阻。（2）而在對接收天線進行防雷擊保護時，為了保證在防雷的同時天線能夠正常接收衛星所傳輸的信號，而不會受到雷電波所造成的電磁干擾，技術人員可以將單支避雷針采用獨立接地的方式，降低其入地電阻，使雷電能夠被盡快導入大地。從而避免雷電對信號接收造成干擾，保證接收天線在雷電天氣仍然可以始終保持在穩定的工作狀態。

2.2 天調網絡系統的防雷技術

天調網絡系統是中波發射臺天線與外界通訊所用的無線網絡裝置，這些網絡在雷雨天氣出現時也很容易受到干擾，為解決這一問題，可以從以下方式入手。（1）技術人員可以為天調網絡調配室的天線輸入端配置一個石墨放電球，并在放電球的接地引線上套上30～40個磁環，這樣在雷電對天線產生雷擊時，石墨放電球就會放電，其產生的電流會通過接地引線被導入大地中，從而使天調網絡設備能夠始終保持在安全的運行狀態。（2）此外，為了進一步使雷電出現時天調網絡的運行穩定性能進一步得到增強，技術人員還可以在其調配室附近設置一個防雷地井，地井中要將一塊2～4 mm的銅板買入到2～4 m深的地下，以接到地下水為宜。銅板的面積根據發射機功率的大小而定，一般不小于4 m2。從地井的銅板到天線下端的地線，要使用15～20 cm寬的銅線連接，地井到天線的地線銅皮盡量短些。機房設備的地線到室外的地井連接要求相同。雷電出現時，雷電將通過地線銅皮被直接導入地下，所產生的頻率將得到有效衰減，從而使天調網絡可以在雷電天氣中仍能正常發射信號[2]。

2.3 電源系統的防雷技術

中波發射臺的電源系統，在雷電出現時也很容易成為雷擊目標，因此，還必須要做好防雷工作。可以從以下幾方面入手。（1）為了避免中波發射電臺電源遭遇雷擊，技術人員在最初架設發射系統電源的線路時，應當在其總配電柜的電源輸入端，使用金屬鎧裝電纜做出敷設處理，電纜兩端接地，并同時使用電源電涌保護器來對其進行保護，這樣可以將其被雷擊時的電壓降低到2 500 V以下。（2）同時，對于電源系統分配電柜的電源輸入端，技術人員也需要利用電源電涌保護器，來將其被雷擊時的電壓量降低到2 000 V以下，以保證其能夠正常完成電量傳輸工作。（3）此外，輸電線路進入配電室后，技術人員就需要將線路中的零線與地線進行分開敷設，零線需要被接入單獨的地井中，而地線則需要被敷設在發射臺機房的環形接地溝中。這樣，配電室的線路就能以多點接地的方式來使雷擊所造成的強大電流和電壓以最快速度得到泄放，保證電源系統實現安全運行。

2.4 發射臺機房的防雷技術

機房是中波發射臺的核心工作設備，其對于信號的正常發出將起到基礎性作用。因此，也必須要做好防雷工作。可以從以下幾方面入手。（1）首先，技術人員需要保證發射機房在工作過程中，其各部分電位能夠保持平衡。為達到這一目的，技術人員可以通過在機房各樓層，配置等電位連接母線的方式，來使機房中各樓層電力設備形成等電位。（2）其次，技術人員在機房下面還要鋪設好接地銅網，并將機房內電力線路的全部接地點用鋼管焊接在一起接入機房地線銅網中。還要在機房外墻與房頂架設起雷電屏蔽網。這樣，當發射臺機房遭遇雷擊時，所產生的電流能夠通過各接地點，形成高頻匯合后被接地銅網集中導入大地。由此，接地銅網不但能夠使雷擊后的電流能夠盡快進入大地，避免其對機房元器件造成傷害，還能有效減低因雷擊可能會對機房元器件所造成的散輻射傷害。（3）此外，針對金屬容易吸收雷電這一特性，技術人員還可以利用一些金屬線，將其與機房結構鋼筋進行連接，形成一個等電位間距，該間距能夠有效降低雷擊對機房所產生的負面影響，維護其始終處于正常的工作狀態[3]。

3 結語

本文以雷電對中波發射臺所造成的負面影響為出發點，重點研究了其防雷技術在實踐中的具體應用方式。認為可以通過對其天線系統、電源系統、天調網絡系統、發射臺機房開展相應的防雷工作，來達到降低雷電對中波發射臺干擾的目的，確保其始終處于正常穩定的工作狀態。