全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的防雷技術(shù)研究

徐彤婷

（西藏自治區(qū)廣電局米林中波轉(zhuǎn)播臺，西藏米林 860013）

0. 引言

目前，全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)在廣播電視臺使用較多，但因為全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的抗干擾能力并不好，中波發(fā)射設(shè)備的發(fā)射機(jī)與天線調(diào)配在進(jìn)行工作時，極易遭受雷電的危害。在雷雨天氣時，不僅能影響信息的傳輸，而且還會產(chǎn)生漏電現(xiàn)象，從而使得發(fā)射設(shè)備失去正常工作能力，最后造成設(shè)備的損毀。由于發(fā)射臺中的天線設(shè)在建筑物的上方，使得其極易受到雷電的影響，而一旦雷擊發(fā)生時，雷電也會穿透天線來破壞發(fā)射機(jī)，所以必須作好全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的防雷保護(hù)工作，保證全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)可以處于正常的工作狀態(tài)。

1. 全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)相關(guān)概述

1.1 全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)自身優(yōu)點(diǎn)

全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)在工作過程中效率高、質(zhì)量好，且穩(wěn)定性強(qiáng)，較之于一般的中波發(fā)射機(jī)來說，其就有較為明顯的使用優(yōu)點(diǎn)。全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的自身優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在：

（1）費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。我國目前不部分的普通發(fā)射機(jī)為電子管器件，不僅使用壽命較短有限，且遇到故障時，需要較高的資金成本進(jìn)行發(fā)射機(jī)的維修工作，而全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)是永久性半導(dǎo)體器件，既可以大大減少器件更換、維修的時間成本，也減少了經(jīng)濟(jì)成本。

（2）性能好，效率高。與傳統(tǒng)電子管板調(diào)機(jī)進(jìn)行對比，可以發(fā)現(xiàn)電子管板調(diào)機(jī)的使用效率僅為25%～30%，而全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)主要采用效率在75%以上的PDM技術(shù)，不僅具有較高的效率，同時具備著較好的使用性能。

（3）維護(hù)量小，安全可靠。全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的體型相對較小，且有著較為良好的密封性，使得其在整個系統(tǒng)工作狀態(tài)比較平穩(wěn)，可以大幅度的降低了日常的維修頻率。除此之外，全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)在工作時，最高的合成電壓僅在500V～600V，而普通電子管發(fā)射機(jī)的元件耐電壓達(dá)到了5000V，可以看出，兩者具有較為明顯的差別。這樣不但大大減少了檢查維修人員的勞動強(qiáng)度，同時也使維修過程較為安全[1]。

1.2 全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)使用過程中主要注意的問題

首先，全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)在使用前應(yīng)仔細(xì)檢查，確保所有部件在啟動后能正常工作，其中，檢測內(nèi)容主要包括：機(jī)門、低壓穩(wěn)壓箱、調(diào)制推動箱、高頻驅(qū)動箱、中間放大箱、調(diào)制功率放大箱等，并確保各環(huán)節(jié)符合相應(yīng)的檢測標(biāo)準(zhǔn)，如果部分緩解不符合使用要求，請勿啟動全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)使用。其次，在全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)開機(jī)后，相關(guān)工作人員需要先根據(jù)自己的過往工作經(jīng)驗，以感官的方式對全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)開機(jī)的工作狀況加以分析。工作人員需要先檢查發(fā)射機(jī)風(fēng)扇能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，有無產(chǎn)生異常聲響，這種異常聲音主要是由風(fēng)扇與交流接觸器吸合所產(chǎn)生的響聲，并且需要檢查全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)開機(jī)后是否有焦糊味等異味，還需要觀察操作指示燈有沒有點(diǎn)亮，以及各種功率表有沒有處于正常指示狀態(tài)等。在開機(jī)后，工作人員應(yīng)該保持嚴(yán)格巡機(jī)制度，可以每半個小時進(jìn)行一次巡視，每隔2個小時進(jìn)行檢查，通過這種科學(xué)合理的巡機(jī)制度可以工作人員及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，并有效減少了各種安全隱患的發(fā)生。最后，全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)在關(guān)機(jī)時，還必須嚴(yán)格地按照相應(yīng)的關(guān)機(jī)程序，并通過適當(dāng)?shù)牟僮鞒绦蜻M(jìn)行檢測，而且在每次的操作過程中，技術(shù)人員都必須注意指明燈的顏色變化、接觸器觸點(diǎn)的釋放聲音變化，及有無放電反應(yīng)等狀況。一旦發(fā)生了上述情況，則可一次性切斷電源，或在切斷電源后按正常的操作程序，同時切斷了主電源和調(diào)整功率鈕上的開關(guān)[2]。

2. 雷電對全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)帶來的危害

隨著我國科技水平的提高，我國正逐步走向電子信息時代，相關(guān)的電子設(shè)備和通信設(shè)備已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人們的生活和生產(chǎn)中。但是，這種設(shè)備極易遭受外部影響，尤其是在雷雨天氣，特別容易發(fā)生意外，帶來不可估量的經(jīng)濟(jì)損失，造成設(shè)備故障，甚至威脅人類的生命安全。全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的天線較長，且是由金屬材料加工制造的，對實際工作中生成的無線電波和在雷雨天氣中形成的雷電感應(yīng)產(chǎn)生了沖擊，所以在雷雨天氣中極易遭受雷電的影響。由于中波發(fā)射機(jī)中含有多種導(dǎo)體和半導(dǎo)體的材料，和傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)比較，雖然具有較長的使用期限長和較高的使用效率，但是由于其零部件比較脆弱，易于損壞，尤其高頻電路受雷擊時脆弱受損，天線下部有幾個小金屬球，極易引起火災(zāi)造成火災(zāi)事故。雷電天氣作為一個自然現(xiàn)象，是不可避免的，但目前，盡管相關(guān)單位已經(jīng)進(jìn)行了相應(yīng)的防雷工作，如架設(shè)防雷網(wǎng)、避雷針等，但在強(qiáng)烈雷暴的影響下，這種防雷設(shè)備只可以抵消因雷雨而形成的電磁干擾，減少了雷電風(fēng)險，遇到強(qiáng)烈雷陣雨時，仍會造成發(fā)射機(jī)出現(xiàn)不同程度的損壞[3]。

3. 全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的防雷技術(shù)

3.1 接入泄放線圈

一般來說，為了防止雷電的危害，應(yīng)從雷電的組成部分進(jìn)行分析。研究表明，雷電主要由直流電組成。如果將全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)連接到放電線圈，則相當(dāng)于將雷電引至地下。因此，技術(shù)人員可以在全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的輸入端連接放電線圈，60～100通常用于特定的操作μ原則上，增加H級電感線圈作為連接雷電和地面的橋梁，以便更好地將電流引導(dǎo)到地面，從而起到放電的作用[1]。以這種方式避雷，不僅不需要投入太多的人力、財力，而且對技術(shù)水平要求不高。接入放電線圈可廣泛應(yīng)用于各種中波發(fā)射機(jī)中，有效避免相應(yīng)的風(fēng)險。

3.2 加裝石墨放電器

石墨具有著比較優(yōu)異的導(dǎo)電性能，可產(chǎn)生一定的抗雷擊效果，所以安裝了石墨避雷器對發(fā)射器進(jìn)行保護(hù)、以防通電，就是利用了石墨的優(yōu)異的導(dǎo)電性，使石墨避雷器可以與無線網(wǎng)絡(luò)的輸入端口連接起來，而為了防止電壓過大引起短路，可在接地導(dǎo)線一端串聯(lián)磁環(huán)。其工作機(jī)理就是在雷電出現(xiàn)時即可引起多個石墨球的放電，此外，當(dāng)發(fā)電設(shè)備工作正常，遇到雷擊時，該設(shè)置可以很好地保護(hù)電路，從而使電網(wǎng)在遭受過強(qiáng)電流時不致受到破壞。在雷電的襲擊下，石墨設(shè)備也將放電，利用石墨放電器可以將從天線座上產(chǎn)生的高壓電帶到地表。同時，與其連接的磁環(huán)還能夠在放電過程中形成反向電動勢和阻尼，從而達(dá)到了維持電路不短路的效果。

3.3 接入隔離電容器

由于雷擊后所形成的電流屬于直流電，擁有巨大的電能，在全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)要想進(jìn)行防雷措施，就可以接入隔離電容器，隔離電容器也是一個防雷器件，對于雷電電流有著很好的隔絕效果，所以通常都會選擇在接入調(diào)配網(wǎng)絡(luò)之前，先在電網(wǎng)中并聯(lián)一條帶有超大容量的電容器C0，而規(guī)格選用上則通常在1000pF～3000pF。接入的隔離電容器能夠阻止低頻輸出，但對高頻輸出則不會產(chǎn)生影響。雷電的主要力量全部都聚集在低頻部分和直流部分，這樣，與其連接的電容器既能夠更有效的阻擋雷電的入侵，也不會干擾其原有的正常工作狀態(tài)。在實施防雷保護(hù)時，通常按照越高就越好的原則，先做好電容的選型，采用伏安值和電抗值都更大的電容器，同時，在更換時也不能任意改變原型號，當(dāng)選用天饋匹配網(wǎng)時，盡管其型號也有所不同，但應(yīng)首先選用帶通濾波器的二階匹配網(wǎng)。此外，在防雷技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過濾除其他雜波，可以容納更多的小輸出電壓，之后又隔離了大輸出電壓。就這樣，當(dāng)使用固態(tài)中波發(fā)射機(jī)時，即使在有雷雨天氣的城市中，它們也能夠獲得很好的保護(hù)。

3.4 應(yīng)用相移網(wǎng)絡(luò)

在高頻通路中，傳輸線和網(wǎng)絡(luò)間都會產(chǎn)生一定程度的相移。一旦出現(xiàn)了通訊裝置和與電容器間的放電球短路，因為差壓發(fā)射機(jī)的負(fù)載電阻數(shù)值將會改變，從而很容易地在設(shè)備的輸入輸出接口形成高壓、損害設(shè)備，在這種情況下，就可以使用相移網(wǎng)絡(luò)。相移網(wǎng)絡(luò)的主要作用就是，當(dāng)電路受到雷雨影響而產(chǎn)生短路時，使用相移網(wǎng)絡(luò)就可以使差壓發(fā)射機(jī)的負(fù)載阻抗在特定范圍內(nèi)發(fā)生變化，從而保護(hù)差壓發(fā)射機(jī)設(shè)備不被損壞，其工作原理主要依托于信道網(wǎng)絡(luò)和輸電線保護(hù)之間，在高頻區(qū)域的相移特性。而利用相移網(wǎng)絡(luò)，可以使發(fā)電機(jī)在遭受雷擊時以及遇到由石墨放電性球短路所保護(hù)的雙重?fù)p傷時，其電流產(chǎn)生較大變化，最終在差壓發(fā)射機(jī)輸出端形成較大電壓，由此造成對電子設(shè)備的損害。而除非引起對石墨避雷器配置等隔離電容器的損壞，否則在雷擊不強(qiáng)烈的天氣時，相移網(wǎng)絡(luò)的使用仍具有較大的應(yīng)用效果。

3.5 電源系統(tǒng)的防范

雷擊對電源系統(tǒng)造成很大的破壞，因此發(fā)射機(jī)需要感應(yīng)雷擊的類型，無論是輸電線路上的直擊雷還是高壓雷，都會對發(fā)射機(jī)設(shè)備的穩(wěn)定性造成很大威脅。為了防止設(shè)備受損，發(fā)射機(jī)必須配備防雷設(shè)備，對輸入電壓采取由外至里逐步下降的方法加以分段防護(hù)，如果設(shè)備設(shè)計合理，雷電形成的輸出電壓不會進(jìn)入發(fā)射機(jī)。因為設(shè)計可變電阻的目的只是根據(jù)低壓環(huán)境進(jìn)行設(shè)定，對整個電氣設(shè)備的直擊雷電保護(hù)意義不大，所以如果要更合理地設(shè)計避免雷電電流直接進(jìn)入電源系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)，就可以在高壓入線的端設(shè)置了一條開放線路，可以在高壓電源線上實現(xiàn)高壓沖浪，而不用考慮感應(yīng)雷電或直擊雷電，這樣在整個設(shè)備用房的高壓入線端處，就可以架設(shè)避雷設(shè)備，同時對沖浪的高壓進(jìn)入輸出電壓也就能夠進(jìn)行泄地處理。另外，也可在機(jī)械室位置架設(shè)高壓線纜的閥門式避雷設(shè)備，將進(jìn)入電流及時有效的泄流，以確保設(shè)備的安全性，使發(fā)射機(jī)可以無時無刻都接受并發(fā)出訊號。

3.6 接地線系統(tǒng)改造

目前，地面接線系統(tǒng)改造主要利用雙頻共塔發(fā)射臺，在地面設(shè)置由120根銅絲構(gòu)成的地網(wǎng)，以塔底為中心，成30°角，將其中一條成放射狀敷設(shè)。對于全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)，為了增強(qiáng)防雷效應(yīng)，也可以開挖接地井，并采用添加銅板、木炭、高鹽、減阻劑等合理連接幾根銅線組成地網(wǎng)，以增強(qiáng)排水的效果，并保證了接地線路的安全性。地網(wǎng)顧名思義就是對地面建立的一個網(wǎng)狀地網(wǎng)，主要是對雷電入地建立一條通道，在具體的操作過程之中要認(rèn)真地研究規(guī)劃建設(shè)的方法，做到因地制宜，而在對金屬材料的運(yùn)用方面也要以合金為主，這樣在地面遭遇到雷擊之時，因為安全保護(hù)措施已經(jīng)做得非常好，所以不會對發(fā)射機(jī)帶來太大的影響[3]。

4. 全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)防雷注意事項

首先，共組人員必須合理調(diào)節(jié)放電球間距。因為室內(nèi)放電球之間的距離相當(dāng)接近，所以工作人員對調(diào)節(jié)電容器的放電球間隙十分必要，工作人員應(yīng)該以嚴(yán)肅的工作態(tài)度認(rèn)真調(diào)節(jié)充放電球間隙，以保證距離上產(chǎn)生的偏差很小。但因為與石墨放電球間的距離極小，在實際應(yīng)用中不僅需要認(rèn)真調(diào)試，在通信設(shè)備發(fā)生問題后，還需要仔細(xì)檢查充放電球，對于容易產(chǎn)生火花痕跡的充放電球，更應(yīng)該做好適當(dāng)?shù)奶幚砼c清除工作，以提高充放電球性能的穩(wěn)定性。同時，還要定期檢查一些常規(guī)儀器設(shè)備的特性，以保持其良好狀況，要仔細(xì)調(diào)試天饋的匹配網(wǎng)絡(luò)，在調(diào)試過程中嚴(yán)謹(jǐn)、謹(jǐn)慎，對儀器設(shè)備上的抗組檢測工作也要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并認(rèn)真執(zhí)行，當(dāng)發(fā)生了非正常情況時，技術(shù)人員也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行了及時反映處理。另外，在雷雨季節(jié)到來之前，還需要對所有的避雷設(shè)備都進(jìn)行了嚴(yán)格檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行研究與處理，以防止出現(xiàn)更重大的問題出現(xiàn)，帶來嚴(yán)重?fù)p失與人員安全風(fēng)險[4]。

5. 結(jié)語

全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)是中國目前存在的一款全新的電子發(fā)射機(jī)，相對于傳統(tǒng)的發(fā)射機(jī)來說，其使得人們在信息傳遞上更為便捷。不過在日常應(yīng)用過程中，做好全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的防雷工作也必不可少，因為受外界自然環(huán)境等各種因素的影響，發(fā)射機(jī)還需要解決雷電帶來的安全隱患問題。對此，相關(guān)工作者需要通過運(yùn)用最先進(jìn)的技術(shù)，制訂出嚴(yán)格的科學(xué)合理的方案，通過合理的方式提高全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的安全穩(wěn)定工作效率，保證各部分工作系統(tǒng)都可以平穩(wěn)的進(jìn)行工作。