中波发射台的雷电防护技术

何 青（作者单位：贵州省新闻出版广电局七六三台）

中波发射台的雷电防护技术

何 青
（作者单位：贵州省新闻出版广电局七六三台）

摘 要：本文详细地描述在中波广播发射台这个系统中维护、检修及值班工作中，怎样避免雷电对机房、高压架空线、变压器、低压配电、信号源及通信系统、天馈线系统等6个方面造成的损失。提醒在中波广播发射台系统工作的所有职工，务必加强业务学习，搞好安全播出，做好人身及机房的安全防护。

关键词：中波广播；雷电防护；防雷措施

由于中波传输的特点，中波天线的桅杆、铁塔必然是当地最高的建筑，遭到雷击的概率比较高，一旦发生雷击事故，后果都很严重，往往造成天馈线破损、电力变压器损坏、发射设备损坏，造成较大的停播事故。因此，中波台的防雷尤为重要。本文就有关这方面的电击机理与防护问题，进行一些探讨以减少甚至避免这类情况的发生。

1　雷电侵扰方式

1.1直击雷电。雷电直接击中建筑物及建筑物的避雷系统，产生电效应、热效应和机械破坏力。

1.2雷电波的入侵。由于雷电对架空线路和金属管道的作用，雷电波可能沿着这些管线侵入室内，危及人身安全和设备安全。

1.3雷电感应。雷电感应主要分为静电感应雷、电磁感应雷，静电感应雷因其带电积云接近地面，就会在架空线路导线或其他导电凸出物顶部引起大量感应电荷沿一定的路线传播；电磁感应雷是发生在雷击后，雷电在周围空间产生迅速变化的磁场，就会在附近的金属物上感应出很高的电击。

2　几种雷电防护措施

2.1拦截。防雷的第一道防线，最经济最有效的装置是避雷针。

2.2屏蔽。其目的是限制某一区域内部的电磁能量向外传播，防止或降低电磁辐射能量向被保护实物空间传播。

2.3均压。用较粗的导线把闪电可能流通的部位与周围的建筑物各部分、设备的某部分链接起来，保证连接部位处于同电位，闪电通过时，保证连接到的部位电位同样高，这样就不会产生旁侧闪络放电了。

2.4分流。采取将所有接入室内的导线与接地体或接地线之间并联多级SPD（浪涌保护器）分流装置，对雷电效应引起的过电压进行限制和分流入地，从而避免雷电放电形成的电压波对设备的危害。

3　发射台各系统的防雷措施

3.1机房的雷电防护

同轴电缆或波导管的金属外皮，最少应在上、下两端与塔身金属结构连接，并在引进机房处与接地网连接。若机房未在天线避雷针的保护范围内，应设直击雷防护。在房顶四周敷设闭合避雷带，它可兼作均压带用。沿机房四角敷设引下线，并兼作均匀带，在地下与围绕机房四周敷设的水平闭合接地带连接。机房较大时，需增加引下线，使两相邻引下线距离不超过18 m。机房内，围绕机房四周，在地上设接地母线。该母线在四角与机房外的接地带连接，接点间的距离不大于18 m。房内各种电缆的金属外壳、金属外皮和不带电的金属部分、金属门框、各种金属管道、金属进风道、滤波器架、走线架等，以及保护接地、工作接地，都应该最短距离与环形接地母线连接。机房内通信线、电力线均应有金属外皮或屏蔽层，或敷设在钢管内同时将外皮两端接地。这样，设备和导线就处在一个法拉第笼内。电力线、通信线均应在机房内装好放电器。在中波站，机房的微波塔与接地网之间，至少应敷设两根接地均压带，以均衡其电位。

3.2高压架空线的雷电防护

中波台维护的架空高压线路应该安装架空避雷针，避雷线（除终端外）每杆做一次接地，终端杆上增装一组避雷器。若建好的线路加装避雷线有困难，也可以在高压电力线路终端杆、终端杆前第一、三或第二、四上面各增设一组避雷器，同时在第三或第四终端杆上增加一组保险丝。这样可使架空高压线路所引入的感应雷得到较好的释放。

3.3变压器的雷电防护

配电变压器现行规范采用阀型避雷器来保护，为防止雷电流过接地电阻时，接地电阻上的压降与避雷器上残压叠加作用在变压器的绝缘子上，应将变压器外壳与避雷器的接地共同接地，使变压器高压侧主绝缘上只有阀型避雷器残压。在多雷区，为防止变压器二次的侧落雷，应在二次出口处加装低压避雷器或压敏电阻，其接地可与一次测的避雷器共同接地。接地装置质量的好坏是决定变压器防雷效果的关键，因此接地可靠，符合技术规范要求，才能很好地起到分流作用，从而有效地保护变压器。

3.4低压配电的雷电防护

在中波发射台低压配电系统中，因众多微电子设备和大量设备的使用，随之而来越来越严重的内部浪涌问题。根据《低压配电设计规范》的相关条文，建筑电气在设计选用TN系统时应作等电位连接，消除自建筑物外沿PE线或PEN线窜入的危险故障电压，与此同时应减小保护电器动作不可靠带来的危险，从而有利于消除外界电磁场引起的干扰，

改善装置电磁兼容性能。因为雷击能量是非常巨大的，所以需要通过分级泄放的方法，将雷击能量逐步泄放到大地。如果第一级防雷器对直接雷击电流进行泄放，或当电源传输线路遭受直接雷击时传导的巨大能量进行泄放，就有可能发生直接雷击，在这些地方必须进行CLASS—I防雷。在前级发生较大雷击能量吸收时，第二级防雷器是针对前级防雷器的残余电压及区内感应雷击的防护设备，仍有一部分对设备或第三级防雷器来说，传导过来的相当巨大能量需要第二级防雷器进一步吸收。与此同时，雷击电磁脉冲辐射LEMP会被经过第一级防雷器的传输线路感应，当线路足够长感应雷的能量就变得足够大，需要第二级防雷器进一步对雷击能量实施泄放。LEMP和通过第二级防雷器的残余雷击能量也需要第三级防雷器进行保护。

3.5信号源及通信系统的雷电防护

在信号线路上安装信号防雷器，对防感应雷是一种行之有效的办法。首先，进入系统总配电房的电源进线，应采用金属铠装电缆敷设，电缆铠装层的两端应良好接地；如果电缆没有铠装层，则就将电缆穿钢管埋地，钢管两端接地，埋地的长度应≥15 m。这样可以大大减小电源线感应电压的可能性。

3.6天馈线系统的雷电防护

中波发射天线一般都比附近的建筑物高，中波发射天线经常都是雷击的首要目标。铁塔底部的绝缘子在遭到雷击的时候容易产生过压拉弧，从而导致底座的绝缘子损坏。此外，匹配网络和馈线也会因为雷电造成较大的危害。因此，中波台要采取多重有效的防雷措施，以确保天馈线系统的安全。（1）泄放线圈和隔离电容：在天线的输入端接入一个微亨级的电感线圈接地（应考虑对天线阻抗的影响）。在天线和调配网络之间串接防雷电容器。（2）安装放电装置和防雷器：应在调配室安装石墨放电球，并且在接地线上套穿阻尼磁环。铁塔底部的放电球要定期检查间隔宽度是否符合设计标准并清扫上面的灰尘，去除中间的杂物和昆虫。

总之，要做好中波发射台的雷电防护工作，就要做到有计划、勤检查、勤维护，确保安全播出，万无一失。

参考文献：

[1]庄涛.中波广播发射台理论基础与实践技术手册[M].北京:光明日报出版社,2014.

[2]郭运海.无线电辐射对环境的影响和辐射强度的计算[J].中国无线电管理,1996,(6).