中波发射台防雷措施的改进探究

普 瑞 张 黎 杨世杰

广播发射台在选址时要考虑其需要较大占地面积及要能进行多方向信号传递等因素，为了保证信号的传输效果、满足其占地面积的要求，其多建于空旷而又平坦高山之上，中波发射台也是如此。由于高海拔及空旷地形非常容易吸引雷电，所以中波发射台在雷雨天气下非常容易受到雷电威胁，导致设备损坏，雷电还可能威胁到与之相关联的广播站台的信号传输，造成巨大损失。基于上述因素，在进行中波发射机系统的建设过程中要采取有效的防雷措施，尤其是必须要做好发射台设备的防雷工作，保证发射台能够正常进行信号传输。

1 中波发射台天线防雷措施原理分析

根据产生机理的不同可以将雷电分为感应雷和直接雷两种形式，而就猛烈程度而言，直接雷更强，而感应雷则较低。但是就对中波发射台设备的损坏情况来看，设备损坏大多是由于感应雷而引起的，这种雷电形式大概造成了80%的设备损坏，因此在进行发射台设备的防雷工作时，需要针对感应雷来采取措施。感应雷对设备造成破坏不仅是由于其能够产生巨大的电流倒流进天调网络和发射机之中，造成设备的损坏，情况如图1所示。而且，还能够形成瞬间强电磁场，引起脉冲电磁腐蚀，导致电力设备和其他导体产生电脉冲，从而导致设备的损坏。

根据上述感应雷对中波发射台设备的破坏机理可以做出有针对性的防雷措施，一方面可以通过阻挡雷电流来保证设备不受损坏，另一方面可以通过对雷电流进行泄放来阻止强磁场的形成，从而保证设备的安全。

图1 瞬间电流倒流进发射机示意图

2 中波发射台设备主要的防雷措施

当前为了实现中波发射台的防雷主要采用的是将电流引入大地的方式，主要包括天线防雷、电源防雷、机房防雷和网络防雷四大体系。

2.1 天线防雷

天线防雷措施有两类，一是有效设置天线，二是完善接受电线。由于雷电具有非常大的破坏力，为了有效降低雷电产生的强大电力对天线的冲击，需要减少地网接地的电阻，与此同时还需要在地网接地电阻的安装过程中采取绝缘体来对其进行有效的防护。另外利用避雷针将雷电电流引入大地，从而使得电流能够形成有效地入地通路也是一种重要防雷方式，这种方式需要设置天线竖杆来实现引导电流的作用。上述方式能够有效地避免雷电电流对天线造成冲击，有效保护设备，使发射台能够在雷电天气下正常、稳定地进行信号传输。

2.2 电源防雷

电源防雷工作主要包括两方面，一方面是对各大设备的电源进行有效防雷，另一方面则是对供电位置进行雷电防护。雷电通过电线高压形成冲浪的方式来影响信号传输，进而影响信号的正常传播。因此为了有效地进行电源防雷，避雷针的选择要十分注意，不仅规格要适合，还要和电源电压相适应，同时为了充分发挥避雷针的作用还需要安装一个放电闸。

2.3 机房防雷

机房作为发射台的中心，是信息传输及广播电台正常播放的基础，其一旦受到雷电的攻击会导致巨大的损失，不仅发射设备会损坏，而且一切传输也会中断，从而导致系统不能正常运行，造成极大的损失，因此做好机房的防雷工作十分的重要。为了做好机房的防雷工作可以采取以下三方面的措施：第一，通过应用等电位连接母线来使机房内部的电气设备实现等电位连接；第二，利用先进的技术和设备来有效降低接地电阻；第三，将金属设备和建筑结构进行连接，从而形成一个空的等电位空间，通过其来降低金属设备和机房受到雷电影响可能。

2.4 天调网络防雷

在天调网络防雷系统中，主要包括石墨放电球、隔直流电容和微亨级电感等几部分，其中通过应用石墨放电球不仅能够发挥减少电压的作用，还能够释放电流，从而有效防止设备受到雷电冲击的可能。当雷电对机电进行射击时，石墨放电球具有及时放出电流、释放电荷能量的功能，此外，其还能够有效阻隔电流和发电机碰撞，从而有效防止过大电荷能量对设备造成损害。

3 系统改进中波发射台天线防雷措施

泄放和阻塞是中波发射台天线的主要防雷途径，因此在对防雷措施进行改进时也需要围绕这两方面进行。

3.1 改进天线放电球防雷措施

中波发射台泄放电路的主要方式是应用天线放电球，其大约承担了70%的放电任务。通常情况下，1Kw的中波发射机的天线底部放电球的间距应为5mm，而石墨放电球能够承担20%的放电任务，其间距通常设置为2～3mm，剩下的10%的放电任务由发射机内部放电球和馈线避雷器来完成的，二者各完成5%，通常情况下发射机内部放电球的间距设置为1mm。而放电球之间的间隙并不是一成不变的，在雷击较为频繁的区域应结合当地实际情况进行调整，从而保证其具有良好的放电能力来将雷电电流大量泄放，从而保证设备的安全。

3.2 在天调网络和发射机中并联电感和电容

通过对感应雷形成的电磁场谱进行研究可以发现，超过95%的雷电能量是低于3kHz的，而且多是以直流电的形式存在的，因此可以采取在天调网络和发射机中并联电感和电容的方式来提高其泄放雷电流的能力，并且使并联后的电感、电容分别谐振于发射机的输出功率，通过新增的并联电感和电容，电感能够提升泄放瞬间电脉冲的能力，而电感则能够起到更好的阻塞瞬间脉冲作用，从而有效提升发射台的防雷能力。

3.3 天馈信号系统的防雷措施的改进

对天馈信号系统的防雷措施改进可以从室内和室外两个方面着手，其中室外防雷措施的改进可以采取以下几点措施：首先，保证室外各条引线和地面之间进行良好的接触，使其能够具有一定的泄放电流的能力；其次，可以应用屏蔽电缆来有效保护引线，并且使屏蔽层在连接到发射机之前和地网进行连接，从而起到防止感应雷的作用。在室内方面，地网的铺设工作十分重要，应使室内外地网实现良好的连接，并且严格按照规定来应用保护元件，使其能够对电子元件进行有效的保护。

[1]杨勇先.中波发射台天线防雷措施系统的改进探究[J].电视指南,2017(22).

[2]包秀兰.中波发射台天线防雷措施系统的改进研究[J].魅力中国,2016(1).

[3]蒋艳芬.研究中波发射台天线防雷技术措施[J].科技传播,2017(22).

[4]李建华.探讨中波发射台天线防雷技术措施[J].电子技术与软件工程,2014(10):165.