全固态发射机的防雷和接地分析

闫云昊

摘 要：全固态发射机是目前广播系统普遍应用的重要设备，因此要做好设备本身防雷与接地保护，提升抗雷击及电磁脉冲能力，最大限度地发挥发射机服务性能，支持广播事业的发展。文章分析了雷电种类与危害，并就全固态发射机的防雷与接地保护举措进行了探讨，希望能为提升全固态发射机防雷能力提供参考。

关键词：全固态发射机；防雷保护；接地系统

当前国内中波广播发射用电子管发射机基本上全实现了全固态化，虽然全固态化本身在应用方面有诸多优势，但是在防雷方面能力有所下降，因此做好全固态发射机的防雷与接地至关重要，直接关系到广播电视信号塔及设备的运行安全与可靠性。下面就全固态发射机的防雷与接地举措进行探讨。

1 雷电危害分析

1.1 雷击与电磁感应

雷电作为危害较大的自然现象，以雷击危害、电磁感应等造成的损害最为普遍。雷电天气下雷电范围内的信号发射塔、设备构架因自身特殊性导致遭受直接雷击几率较高，广播站系统中的各类通信设备若缺乏抵抗直接雷击的防护措施，本身防雷能力会偏弱，一旦发生直接雷击现象，各类设备或构架将会有直接被摧毁的危害，严重者还会引发火灾等各类意外，导致经济财产、人身安全等诸多损失。雷击情况下感应型雷电会对埋设在室外的各类电缆电线及信号线路等造成直接破坏，电缆及线路的损坏不仅影响站内不同设备直接的连接，并且在一定程度上会因电磁感应导致通信设备、通信设备与终端等损坏。另外，雷电电击还有造成雷电浪涌的可能性，导致广播站内各种设备电源与通讯线路发生电流浪涌，从而破坏设备性能，影响广播站正常工作。因此要做好广播站防雷与接地措施，减轻雷击与电磁感应、雷电浪涌危害，提升广播站抗雷保护能力。

1.2 雷电电磁脉冲

雷电天气气象条件下雷电本身会产生强大的闪电流及电磁路干扰广播站各类设备与信息系统运转，由于雷电电磁脉冲本身感应范围较大，因此会不同程度地对人体、建筑物、电气设备、管线等造成危害，部分还会引发火灾，造成严重经济财产损失。雷电电磁脉冲的危害主要表现在三个方面，一是对建筑内部电力线路、信息系统、电子设备等造成电磁干扰；二是建筑防雷装置在接闪时，强大的雷电流会损害电力线路与电子设备；三是雷电天气中附近的电缆线路、架空线路等传输的电磁波对内部电力电子设备等造成干扰，尤其是广播站中各类高精度、高灵敏度设备的应用，导致其普遍承受不了过大的电压波动，因此对雷电电磁脉冲更为敏感，增加安全隐患。面对雷电电磁脉冲危害，要通过防雷击电磁脉冲举措，减少直接或间接遭受雷击可能性，对各类电气线路、电子设备以防过电流或者过电压等举措减少电涌危害，尤其是广播站内部构成重要信息系统的设备，更需要加诸相应的电涌保护器以减少雷击电磁脉冲干扰与破坏。

2 全固态发射机防雷与接地举措

2.1 天馈线系统防雷

广播站天馈线作为周遭最高的建筑物，很容易遭受雷击，容易影响机房设备与线路等安全，要在天线与匹配网之间安装防雷举措，实现雷电雷击的逐级减弱，使其最后减弱至全固态发射机系统可承受范围之内。

天饋线系统防雷击举措目前主要以四级防雷举措为主，以金属放电球、微享级的电感、石墨放电器、隔直流电容共同构成防雷保护网。金属放电球在发射天线应对直击雷电方面效果较好，其采用尖端放电原理在雷击瞬间泄放电荷能量，以保证广播站的正常播出效果；微享级的电感线圈应用主要是应对集中在低频和直流部分的雷电能量，为雷电流构成良好的下地通路，有助于雷电能量的泄放；石墨放电器是在天馈调配室内天线输入端配合微享级线圈提升放电效果，配合接地端在雷击时迅速放电，如果全固态发射机正常运行时天线遭遇雷击，石墨放电器、接地引线可迅速作用致使引线上的磁环产生反向电动势，从而提高发射机的短路射频阻抗，实现雷击保护效果；隔直流电容主要作用是隔离，在天线引入调配网络前防止雷电能量经过网络进入发射机，对雷电直流起到良好的隔离作用。

要做好全固态发射机本身的防雷击保护，确保发射机自身防雷击保护电路的正常运作，以便在雷击来临时迅速封锁功放模块实现雷击保护，或者面临高残压时迅速关断功放模块，以实现对发射机自身的防雷保护。

2.2 接地系统防雷

接地系统作为广播站发射的关键环节，全固态发射机的应用必须做好接地系统的防雷保护举措，以确保其始终处于良好状态下发挥作用。全固态发射机工作时系统处于高频高压环境，接地系统本身作用直接影响发射机安全与稳定，因此要做好接地点设置、接地电阻大小控制，确保雷电有良好的泄放通路，提升抗雷击防护效果。

要重点做好天馈线引入与交流电源的引入，在交流电源输入端接压敏电阻和氧化锌避雷器，若馈线引雷则要在机房入口进行馈线接地，为避免多点接地造成地电位不同所形成的“跨步电压”，要按照相应规定在接地上避免分散、独立的接地方式，采用集中接地方式，并确保主要接地点的接地电阻降为最低，并保证足够的接地面积。

全固态发射机机壳接地、射频输出接地与音频设备接地应集中一点，避免串联连接，以免影响发射机正常功能与播出质量，高频、音频、电源的接地地线要分开走避免串联链接，尤其是音频传输要避免两头接地影响播出效果。接地井与地网相接时，根据地井深度、面积要选择埋设紫铜板、焊接粗铜棒等进行引线操作，配合木炭、铁屑、工业食盐等降阻材料做好填埋工作。要注意最大限度地降低接地天线底座与网络屏蔽的接地电阻，在确保焊接牢固的前提下减少高频损耗、提升杂波衰减功效，以实现全固态发射机的稳定输出，保证广播播出效果与质量。

对于危害较大的雷击电磁脉冲，要综合考虑广播站内部电气线路、电力系统、信息系统防雷击电磁脉冲要求，采取针对性防雷举措，选择性安装避雷带、避雷网、避雷针或者电涌保护器。在提前明晰广播站内部电子信息系统规模与具体设置的情况下，联合广播站内部混凝土钢筋、金属管道、金属构件、电气保护的接地系统、防雷装置等进行共用接地系统设计，在特殊地区预埋等电位连接板，以确保其达到理想防雷击效果。另外，要针对广播站所在地区的气候情况、地形情况、周围线路布局、雷暴日天数、内部设备及信息系统运作需求，确定防雷击电磁脉冲设计的抗干扰强度，通过采用屏蔽、接地、等电位联结及装设浪涌保护器等措施达到理想效果。

3 结束语

综上所述，广播站全固态发射机的应用决定了雷电危害无法杜绝，要尽可能地做好防雷保护与接地系统防雷设计，通过多方位、多层级的防雷举措提升抗雷保护能力，保障全固态发射机的良好应用，为广播事业的发展提供有力支持。

参考文献

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