中波廣播轉播臺的防控措施研究

王云林

【摘要】中波天線廣播調頻發射臺天線是直接把各種帶有中波天線廣播發射信號的無線電磁波，傳送出來給廣大聽眾和現場觀眾的關鍵的一種基礎通信設施，為有效避免廣播發射臺中波天線廣播場地的各種地面結構建筑和山坡地形等等地貌因素可能對中波天線廣播發射場地有所謂的遮擋，根據目前中波調頻天線場地發射最低天線仰角的技術要求，場地大都需要選在開闊的山地帶，而且中波天線上的自立發射塔高度大都不得超過30m，其中的年頻率預計天線雷擊發生次數較高，因此使用中波調頻廣播天線發射臺的天線防雷性和安全隱患尤為突出。

【關鍵詞】放大中波防雷廣播臺; 防雷技術;預防措施

中圖分類號：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1673-0348（2020）019-081-03

Research on Prevention and Control Measures of Medium Wave Broadcasting Station

Wang Yunlin

（Hebi Second Medium Wave Broadcasting Station， Henan Province Hebi 456250， Henan Province）

Abstract ：Medium wave antenna broadcast FM transmitter antenna is a key basic communication facility that directly transmits various wireless electromagnetic waves with medium wave antenna broadcast signals to the audience and on-site audiences. In order to effectively avoid broadcast transmission The various ground structures and mountain slopes of the Taichung wave antenna broadcast site may have so-called obstructions to the medium wave antenna broadcast launch site. According to the current technical requirements for the minimum antenna elevation angle of the medium wave FM antenna site， most sites need to be selected. In an open mountainous area， and the height of the self-supporting tower on the medium wave antenna is mostly no more than 30m， the annual frequency of which is expected to have a high number of lightning strikes， so the use of the medium wave frequency modulation broadcast antenna transmitter antenna lightning protection and safety hazards Especially prominent.

Keywords： amplified medium wave lightning protection broadcasting station; lightning protection technology; preventive measures

雷的主要危害及其作用，是通過強光電磁輻射效應、靜電電磁感應等因素造成各類房屋建筑、工業機械設施、電氣設備的明火燒毀、爆炸和山體崩塌。雷擊的致命危害十分嚴重，不同的發射雷，侵入雷和廣播發射系統的危害方式不同。因此電視廣播設備的安全避雷防護措施首先應做得是全面的和綜合的避雷措施。

1. 防雷措施

1.1 天線塔的防雷措施

天線塔頂應設置避雷針，使各副天線、饋線位于雷電接閃裝置的保護范圍內。避雷針采用不小于φ16mm的熱鍍鋅圓鋼。饋管的上下兩端應可靠地采取等電位連接。

1.2 接地地網

對于一種現代電流防雷接地技術來說，接地裝置的性能優劣直接主要關系于達到泄漏電流防雷效果。而最終決定埋設接地裝置使用效果的不僅僅僅只是較低的埋設接地裝置電阻，更關鍵的因素是根據接地臺所所在處的物理地形、地質氣候條件和高層建筑物的結構布置，因地制宜地研究設計各種接地網絡的形式和采用埋設接地方法。不過，在合理安排布置交流接地裝置的各種前提下，總的一個要求原則上也就是只有接地裝置電阻越小才有可能使其獲得愈來越好的對地交流放電接收效果。

需要特別強調的一點是，中波一號發射臺的安全地網不僅僅僅只是地網起到安防雷達和接地的重要作用，它更主要指的還是地網作為中波發射機構和技術系統構成的重要支撐部分。它和普通農村地網埋設有所有的不同，從有效減少農村大地資源損耗率的角度來說，地網基層埋設不能埋得過深，對于這種特殊應用情況，在當地土壤和水電阻利用率較高的農村地區，可以考慮采取抽水換土、添加高壓降阻保護材料的各種措施，以便于獲得較低的電源接地率和電阻值。接地裝置方式視實際情況而有確定，一般情況應選擇采用共用電路接地裝置，將開關防雷電路接地、工作電路接地和安全保護電路接地連在一起。

1.3 塔基座放電球的入地端接地極

天線網的基面設計采用無線放電將地球及其在接入地的一端與整個大地進行連接，它之間包括一對類似羊角形的間隙，在正常放電情況下和整個大地進行隔離，當大地電位急劇程度升高時對于大地進行放電。入口和地上端出口應分別預留100mm～200mm，并用40mm×4mm的優質鍍鋅鋼和扁鋼將整個角鋼出口入地上和出口全部焊接連接起來，使雷電塔基座上端能放置雷電球的角鋼入口和地地下端能將帶有雷聲和電流良好的角鋼入口向地上口泄放。塔基中心的射頻入網和地網終端天線還要求采用銅帶分別與周圍的各大地網進行連接，以有效減小各大地網的主要接地點和電阻，不僅同樣是給入網射頻雷達信號傳輸提供一個回路，同時也同樣是為射頻雷達的電流傳播提供一個暢通的射頻入網接地點。

1.4 天調室的高頻接地

高頻串擾接地系統是各個發射臺之間不可或缺少的特殊接地系統，其根本目的就是確保有一個良好的高頻串擾地址和電位，以有效減少各發射塔之間和各個發射機之間的高頻串擾。高頻燈的接地線一般不宜拉得太長。接地線路的長度最好不可能完全限制在普通電磁波使用波長的1/4之內;但是如無法完全達到這一技術要求，也因此應盡量避免使用波長1/4的線為奇數倍。高頻供電接地板基體宜全部采用優質銅材焊接制成，宜采用直立接地埋設，直立埋以銅板在相應地面深埋在1m以下最好為適宜，并與中國大地供電網絡互相連接以構成一個接地整體。

1.5 高低壓供電系統過電壓保護

為防止雷電沿著電源系統進入綜合樓，主要防雷電波侵入措施有：

高壓線進線上端架設至少1公里長的架空避雷線，電力變壓器輸入端安裝一組高壓避雷器，輸出端安裝一組低壓避雷器。

從電力變壓器到住宅綜合樓的埋地電源線管道應該直接采用帶從金屬管件鎧裝埋地電纜或金屬護套埋地電纜或并穿過從金屬鎧裝管道或埋地電纜引入，埋地電纜長度一般不宜不得小于50m。同樣，從高層天線發電塔到高層綜合樓的各類管道線纜也相對應選擇采用焊接金屬材料鎧裝管道線纜或埋地線纜或將穿過的金屬鎧裝管道或埋地線纜引入。線纜焊接金屬護套外皮或焊接金屬電纜護套部件應在線纜首尾兩端與線纜防雷保護裝置兩端做緊密連接。

2. 綜合樓的防雷

2.1 綜合防雷系統

接閃避雷裝置宜由裝在屋頂上的避雷針和屋頂避雷帶直接組合一起構成。避雷針與焊接避雷帶必須進行兩點以上的可靠精密焊接。避雷針須及時確保位于天面的避雷衛星信號接收器等各種金屬保護裝置必須處于其主要保護作用范圍內。凡沒有突出建筑屋面的所有專用金屬構件、設備及所有金屬排水管道構件均應與保證避雷帶可靠性的電氣電纜連接。

利用這種連接線將建筑物柱內兩根直徑不等或長度小于等的直徑約為φ16mm的連接建筑鋼管主體防雷鋼筋焊接形成一個通長形的防雷鋼管焊接施工引線即可作為連接建筑主體防雷鋼管焊接施工引線的上部下線。引腳導管上下放電線路的主體頂端和引腳導管端的底端分別與已進行焊接的防閃電的放電控制裝置、接地裝置可靠直接進行放電焊接。

接地裝置主體應為自然閉合接地體，即一種利用高層綜合樓主體基礎內多層鋼筋框架焊接結構形成的自然閉合接地環形。綜合樓如果同屬其他天線樓和塔防御地雷保護裝置接地保護系統范圍時，應與其他天線樓的塔和樓應同時共用一個最大防雷接地系統，綜合樓的最大基礎地網建設需要與其他天線樓和塔的最大地網共同進行多點擊此連接。如果天線綜合樓與公共天線樓和塔接地相距較遠，不在綜合天線樓和塔防火避雷供電裝置接地保護功能范圍內，應單獨組建設為自成一體的天線防雷接地系統。

2.2 內部防雷系統

2.2.1 發射機機房的屏蔽及等電位措施

按照企業需要環境保護和安全控制樓內雷電防火電磁脈沖活動環境的技術要求，可以將各棟綜合樓從外部連接到內部進行劃分分別為不同的雷電防火避雷區。在高層綜合樓靜電防雷防護裝置中的保護區域范圍之外的地雷區域被稱為靜電直擊雷非地雷防護區，而在高層綜合樓采用金屬結構框架或采用鋼筋混凝土專用鋼筋等結構組成的大面積空間法拉地籠內，不僅有可能同時遭受直接靜電雷擊，且隨著電磁場逐漸增大衰減。按照這一設計原理，發射機防雷機房宜盡量選擇在主樓低層外墻中心引線部位，其防雷設備上應遠離低層外墻防雷結構柱，即與外墻防雷裝置引線的下線位置保持安全直線距離。在不同的等級防護避雷區內在交換器界面上各設置一個局部等級和電位等級連接器和端子箱，以便不同穿過各自的防護避雷區的各種金屬物件能做等級和電位無縫連接。為有效改善產生電磁波的環境，建筑物所有的大中小尺寸大型金屬物均采用電氣連接起來。

由于電磁發射機房和機房對屏蔽電磁輻射環境屏蔽要求相對較高，僅適當利用機房綜合樓的外墻自然屏蔽金屬構件時并無法使其達到更好的發射屏蔽電磁效果。故我們應該專門把一個發射機房的機房內部設置成一個屏蔽式的機房。屏蔽網的材料用圓型板狀或圓形網狀處理銅材、鋁材或網狀鋼材材料制成。板材厚1mm以上即可完全滿足要求。網材的選擇網眼越小、網絲越粗則這種屏蔽網的效果就會越好。必要時候還可考慮采用雙層玻璃屏蔽。

作為機房后續需要防范的雷區，屏蔽網和機房內也須同時設置相應局部等級的電位屏蔽端子箱并與其他屏蔽網或屏蔽層端子相連，且注意當其他金屬連接導體、線纜通過屏蔽端子層或其他金屬電纜線槽導體進入防雷發射機屏蔽機房時，應就近地連接到局部相應等級的電位屏蔽端子上。

2.2.2 發射機機房內弱電線纜和設備的防護

①為了有效減少布線電磁干擾，應合理進行布線，并對輸電線纜邊緣進行屏蔽。線纜的雙層金屬屏蔽外皮和各種材質金屬屏蔽保護層之間應在線纜首尾兩端互相接地，且在線纜進入發射綜合樓處與總部分電位裝置端子箱互互相連，在進入發射機房和機房內的進口處與發射機房內的局部等級總電位裝置端子箱互相連接;

②接地信號傳輸線路電纜端口內芯及其相應接地端口內芯應分別安裝適配的接地信號電纜線路上的浪潮波涌電流保護器，浪潮波涌電流保護器的兩個接地端及信號線纜端口內芯的兩個空線互相對應進行接地。根據浪波信號傳輸線路的實際工作頻率、傳輸信號介質、傳輸速率、傳輸信號帶寬、工作電壓以及接口濾波形式、特性阻抗等相關參數，選用工作電壓駐波比和電流插入損耗小的浪波適配電流信號作為浪波瞬涌電流保護器。

3. 提高中波廣播轉播臺防雷技術的措施

地網及放電球的維護，根據目前中波廣播發射臺的情況以及防雷地網保護措施上的一些問題，可以在實踐中釆取幾點需要改進的措施，要對廣播臺地網材料進行及時地的維修和及時的保護，防止地網材料本身的老屈區以及外在的維護人員破壞。由于廣播臺地網的來回是直接設置在地下的一旦地網遭到了破壞不僅維修上會給人增加一些難度同時也可能會因為防雷擊的問題造成很大的社會經濟損失或者是更為嚴重的是造成了人員的損失和傷亡。同時還要注意做好對放電球的及時維護和作用，放電球對于電阻的及時釋放和保護作用也不容小覷，如果因為及時的放電球使地網材料本身岀現了變質的現象，電阻的變大對于電流不能及時進行放電就可能會嚴重影響中波發射臺的正常運行和工作。

綜上所述，中波人民廣播電視臺的中波雷電災害防護系統工程確實是一個比較復雜的系統工程。任何一個操作環節的安全防雷防護措施落實不到位，都會很有可能對無線廣播發射系統本身造成各種雷擊性的損壞。如果能夠做到對供電天線及專用天調室、電源控制線路和供電綜合樓的層層安全防護，相信這樣可以有效的同時防止外界雷電及高頻干擾信號的直接侵入，將發生雷災后的損失風險降到最低。

參考文獻：

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