電磁場(chǎng)相位在廣播電視轉(zhuǎn)播臺(tái)防雷中的解析

嚴(yán)東浩

吉林省延邊廣播電視臺(tái)技術(shù)中心 吉林 延邊 133000

一、雷電感應(yīng)的沖擊破壞力

延邊廣播電視轉(zhuǎn)播臺(tái)是海拔1074米的廣電高山臺(tái)，以前雷電災(zāi)害非常嚴(yán)重，每年都會(huì)有多次的雷擊事故，一般都會(huì)有十幾處或幾十處電子設(shè)備被雷擊而損壞，而破壞的原因主要是雷電的電磁感應(yīng)，也被稱為雷電電磁脈沖，我們經(jīng)過(guò)十余年的研究探索，反復(fù)實(shí)踐，現(xiàn)已完全解決了雷電災(zāi)害問(wèn)題，我單位由原來(lái)的一年多次被雷擊，到現(xiàn)在的幾年都沒(méi)有被雷擊而損壞設(shè)備了。

我們總結(jié)出一個(gè)規(guī)律，那就是雷電感應(yīng)主要的破壞原因是磁場(chǎng)，當(dāng)用防磁場(chǎng)的方法就管用，如磁場(chǎng)屏蔽、變壓器、扼流圈、濾波等方法，當(dāng)用防電場(chǎng)或電磁場(chǎng)的方法起不到理想的作用。那么電磁感應(yīng)以及電磁場(chǎng)的空間與時(shí)間關(guān)系到底怎樣，筆者也作了相關(guān)的查閱與思考。

二、安培環(huán)路定理的遵循

安培環(huán)路定理揭示了恒定電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的規(guī)律，

由此可見(jiàn)電流越大、距離該電流越近磁場(chǎng)則越大。隨著電流頻率的升高，當(dāng)該電流產(chǎn)生的場(chǎng)能不是以唯一的磁場(chǎng)存在時(shí)，而伴隨著感應(yīng)電場(chǎng)的存在，此時(shí)安培環(huán)路定理就不適用了。

三、電場(chǎng)和磁場(chǎng)產(chǎn)生的相互感應(yīng)

1.在空間上電場(chǎng)和磁場(chǎng)是同相位的。根據(jù)安培環(huán)路定理，距離電流越近磁場(chǎng)越強(qiáng)，在電流i處的磁場(chǎng)最大.電流i的產(chǎn)生是由流經(jīng)該電流的路徑產(chǎn)生電位差所致，所以該處的電場(chǎng)也為最大值，當(dāng)電流i=Im 時(shí)，磁場(chǎng)H=Hmcosωt，而且電場(chǎng)和磁場(chǎng)的極性是相互垂直的。

圖1 正玄波變化率示意圖

圖2 電磁波的電場(chǎng)和磁場(chǎng)空間矢量關(guān)系圖

四、淺析麥克斯韋方程平面矢量圖

電磁場(chǎng)是一對(duì)不可分割的一對(duì)形影不離伴侶，一個(gè)消失了，另一個(gè)就不存在了，但在實(shí)際應(yīng)用中不能機(jī)械的理解為只要屏蔽了，電場(chǎng)磁場(chǎng)自然就消失了。

五、在防雷領(lǐng)域里的解析

從原點(diǎn)到傳輸方向λ/4距離內(nèi)的磁場(chǎng)是由原電流產(chǎn)生的，只有λ/4以后的磁場(chǎng)是由變化電場(chǎng)產(chǎn)生，隨著頻率的升高，波長(zhǎng)在縮短，當(dāng)電子設(shè)備處在λ/4以外時(shí)，如果采取屏蔽電場(chǎng)措施，磁場(chǎng)才有可能被屏弊掉。而雷電流頻率f在1Khz至10 Khz之間，波長(zhǎng)λ在3000公里至300公里之間，λ/4最短也在幾十公里以上，所以用防電場(chǎng)感應(yīng)的方法防磁場(chǎng)感應(yīng)是無(wú)效的，只用防護(hù)電場(chǎng)的方法防護(hù)雷電感應(yīng)是不完全的，只有當(dāng)頻率足夠高，波長(zhǎng)足夠短時(shí)原有理論才有可能成立。所以，我們?cè)诜览纂姼袘?yīng)時(shí)，只用防電場(chǎng)的方法防磁場(chǎng)感應(yīng)是不夠的。