全固态中波发射机天调网络的防雷对策探讨

贺勇

摘 要 中国现代的科技较为发达，在中波广播发射方面几乎实现全面的固态化，然而全固态的发射机在防雷方面不如电子管的发射机，特别容易引起雷电事故的发生，进而使发射机出现过流或是过荷的现象，损坏设备，因此需要对于天调网络自身的防雷能力予以加强。正因如此，本文对于全固态中波发射机天调网络的防雷对策进行分析探讨工作。

关键词 全固态；中波发射机；天调网络；防雷对策

中图分类号 TN93 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2017）186-0029-02

现价段中全固态发射机DX、PDM已经代替了以前的电子管发射机，在中国基本已经完成了中波广播发射机的全固态化，尽管这一项科技取得一定的进步，但是随之而来的也存在一定的新问题。主要原因在于全固态的发射机抗雷击的能力远不如电子管设备，受雷击影响产生的电流较易出现设备损坏的现象，并且在天调网络中出现的设备损坏不能够及时进行抢修，由此可见防雷措施至关重要。

1 关于雷电与天调网络以及做好防雷措施的原因

1.1 对于雷电的阐述

雷电是由于大气中存在带电荷的雷云出现发电作用而产生的，这是一种自然现象。雷电存在于雷云放电即是在云层之间产生，但也存在与云层与大地之间相互作用而产生的雷电，这种雷被人们称为落地雷。落地雷产生的强大雷电流可以高达数百KA，其放电的温度高达20 000℃，可以使发生雷电周围空气在最短的时间里产生膨胀的效应，并且产生闪光与声响。雷电的产生主要是利用电磁效应或是静电效应再或是直接的雷击对于周边的房屋建筑，电气设施等造成损坏。

1.2 关于天调网络的基本概述

因为中波广播自身的波长过长，使天线振子精在制作中会出现一定的困难，也正因如此，才借助于电容与电感器件做好天调网络的阻抗变换工作。实际上中波天调网络主要是指中波发射机的输出端口与天线之间的进行阻抗匹配转换电路，使中波发射机的射频信号被有效输出，利用天调网络做好阻抗匹配变换的工作，再顺利通过天线发射信号，相反则容易发生天线输出效率低与反射大的情况。而且天调网络在发射机中属于末梢网络，但是由于无功功率变大，较容易出现天调网络的不稳定性，设备的损耗增加，不利于全固态中波发射机的稳定工作。

1.3 对于全固态中波发射机天调网络做好防雷措施的主要原因

全固态中波发射机天调网络在发生雷击时，会出现超强电流流向中波发射机，破坏其正常的运行，甚至可以瞬间烧毁发射机的线路，损坏发射机设备。因为发射机系统的正常运行与设备，线路有着密不可分的关系，因此当设备受到雷电攻击时，发电机的系统也不能正常运行，系统内部的设备也有可能会遭受破坏，因此必须对全固态中波发射机天调网络做好防雷措施。

2 针对天线的防雷措施

一般情况下，天线是较高的建筑物，在雷雨天气里，特别容易发生雷击现象，若不对天线做好雷电防护措施，在发生雷击现象时，雷电的电流会沿着天线经打火隙进入大地，致使全固态中波发射机设备发生损坏，若雷击放电的电流是1 000A，接地电阻为5Ω，此时塔基地电位会升高至5kV，距离它不远处的地理位置是真正的地电位，会把一个极大的电流直接引入发射机，破坏发射机，因此需要才有以下两种方式减少流入发射机的电流。第一，做好接地工作，电阻越小，产生的分流也会越小，因此需要保证唯一的接地点，而机房的设置也需要集中接地。第二，降低地网地电阻，天线地网可以为雷电提供入地的通路，也可以为射频信号提供顺畅的回路。

3 针对全固态中波发射机的网络防雷措施

大气中产生的雷电自身带有较强的电力能量，同时带有较大的破坏力，基于此对于全固态中波发射机的网络需要采用多道防雷措施。

3.1 安装石墨打火隙装置

在全固态中波发射机的天线几步安装放点球，与此同时应该在调配室内安装石墨打火隙装置，在较大程度上降低因天线基座受到雷击而发生的放电电压的变化。当放电电压的变化减小时，能够防止发射机的功率放大器中采用的半导体器件被破坏，同时也有助于减少因为发射机在进行保护之前因为自身输出的功率问题而发生的放电现象的次数。一般放电隙接地线由金属杆制成，因此需要穿套45～55只磁环，在发射机能够正常运行时，磁环不产生任何作用，然而在天线因遭受雷击发生拉弧短路现象时，在发射机保护动作产生之前，有助于提高其自身的短路阻抗，对于发射机起到保护作用。由于雷电的关键能量是低频与直流，因此它不会影响到雷电的入地通路。

3.2 安装隔直电容器CO

全固态中波发射机的天线较容易受自然天气中的雷电天气的影响，发生雷击现象时，电量会经过馈线的作用下回馈给发射机，由此可见需要对于发射机上加设一道有效的保护装置。CO的容量一般是确定与1000～2000PF的范围内，这在中波频率上可以有效防止发生大幅度的压降现象，并且隔直电容器CO应该适当加大伏安量，隔直电容器CO的伏安量与发射机的输出功率之间应该是成正比例关系，即发射机的输出功率变大时，隔直电容器CO的伏安量会随之变大；发射机的输出功率变小时，隔直电容器CO的伏安量会随之变小。

3.3 设置移相网络

全固态中波发射机的铁塔基部遭受雷击时，特别容易发生负载短路的现象，因此为了防止因雷击现象而对于功放管造成的不利影响，应该在基塔出现短路时，使全固态中波发射机的出口端也呈现出短路的现状。基于长线理论，实现上述效果，需要保证基塔与全固态中波发射机的出端口两点之间的相位差是180？，从全固态中波发射机开始直至塔基，这一系列的过程中涉及到的隔直电容器CO、高频滤波器与微亨级的电感线圈LO等部件，需要在不同程度上引入相移问题。在进行综合处理后，得到的相移结果一般适合π的整数之间有一定的误差，因此为对相移做好补偿，需要把相移变成π的整数倍，现阶段比较常见的方法是对于移相网络进行设置，并且不会影响天馈线之间的阻抗匹配。

3.4 采用微亨级的电感线圈LO

运用微亨级的电感线圈LO连接天线与大地，取代以往使用的毫亨级静电泄放线圈。电感线圈的主要材质是利用粗铜管的材质制作形成。加之因为粗钢管比较短，所以其自身的电阻可以不计入计算。在全固态中波发射机遭受雷击时，雷电中的部分能量可以利用微亨级的电感线圈LO进入大地。在实际的采用微亨级的电感线圈LO时，需要进行全方面的考虑，结合电感线圈LO会对天线阻抗造成的影响，在计算阻抗时，需要把天线阻抗与电感线圈LO看成一个有机的整体，利用串并公示计算出新的阻抗。

4 结论

对于全固态中波发射机的防雷措施不能够仅依靠于防雷技术的使用，雷电的危害与天调网络有直接联系，天调网络又与全固态中波发射机的工作质量效率相关，因此需要对于天调做好防雷措施，而且落实好全固态中波发射机的天调网络防雷措施对于发射机工作的安全性有重要意义。

参考文献

[1]关屹瀛，张显军，张卫星，等.避雷器对中波天线发射功率的影响[J].氣象，2003，29（6）：54-55.

[2]沈洋.中波天线调配网络[J].信息技术，2012（1）：169-172.

[3]王英波.中波PDM全固态发射机天线调配网络的分析与调试[J].信息技术，2004（7）：49-52.

[4]王呼达古拉，周鑫，马宏.中波天调网络的防雷措施[J].科技创新与应用，2014（32）：96.