全固态中波发射机的防雷措施分析浅见

武官文

(山西省新闻出版广电局忻州中波转播台,山西 忻州 034000)

0 引言

雷电的危害被称为电子时代的一大公害，每年雷电造成电子设备的损坏的事件非常多。现在普遍认为，在大量雷击事件中，尤其是高山台站，雷击感应与雷电波产生的强电磁脉冲造成了广播设备损坏。因此，只有充分明白雷击危害的形成过程，才能采取有效可靠的防雷措施，以免雷击事件造成损失。采用避雷网、避雷带、避雷针等防雷手段在一定程度上已经可以排除电磁干扰及防雷，但是由于雷电的突发性和特殊性，发射仪器还有可能由于因雷电引起的过流过压的破坏，把大量功放模块烧坏，造成停播。其原因是雷击发生的时候，广播设施天线上会产生由带电云层引起的雷电感应或感应电荷，通过天线或馈管入侵，一旦线路与大地之间的直流通路受阻，就会产生过电压，对广播设施造成破坏，威胁值机人员的生命安全[1]。

1 全固态发射机的防雷措施

中波发射场地的情况就是，天线相比于中波发射台站周边环境是最高的，非常容易把雷电引下来。雷电就会通过天线使天线调配网络、发射机和其他附属电子设备造成严重的损坏，影响安全优质播出。所以，对于中波发射台，有效的雷电保护措施相当关键，需要采取措施的部分包括发射机、电源系统、天线、网络等多个部分，其中对于网络最好选择能够对各种杂波起到阻隔作用的匹配网络。

1) 相移网络。由于高频信号通过传输线及网络都会发生一定程度的相移,在发生雷击时，天线底座的放电球就会产生短路，发射机的负载阻抗随之产生变化，就会使得发射机末端电压过高，破坏功放。所以，安装一组相移网络，在发生放电球放电的时候，相移网络可以使发射机负载阻抗的变化限定在一定的范围之内，不至于电压过高，这样就会有效保护发射机 。

2) 在天线入口处接一个微亨级的电感。如图1，L0电感就是这个作用，由于雷电能量集中在低频和直流部分，它主要是为天调网络提供一个对地静电放电通路。我们要注意的是：和以往使用的微亨级高频阻流圈不同，微亨级的电感会直接影响天线的阻抗，应作为天线匹配网络的一部分考虑。它是为雷电提供静电泄放通路，线圈导线的直径尽可能地粗些。

3) 加装隔直流电容C0。图1中C0起了隔离作用，防止了雷电的能量从天调网络进入发射机。C0的容量一般在1 000 pf～3 000 pf,因为是防雷器件，所以伏安量、耐压值越大越好。更换时最好使用相同规格的电容器。

4) 放电球距离的调整。天线底座的金属放电球和天调网络中的石墨放电球、发射机输出端金属放电球的距离调整要有范围，不能太大也不能太窄，真正起到保护作用，不能过保护。原则上是1 mm/kV,根据我台实际情况三频共塔，7 mm～10 mm之间，经常检查是否正常。

图1 天线与天调网络图

2 其他防护措施

2.1 电源系统

电源系统也是雷电防护中必不可少的一个部分。雷击对电源系统造成损害的可能性非常大，因此对输入的电源要进行分段保护。如果发射设备设计较为合理，雷击产生的电流是不可能进入到发射机内部的[1]。但是设计压敏电阻只是为了保护低过压的，对于整个设备起不到很好的防雷效果。为了有效的阻止雷电从电源系统侵入发射机内部，可以在高压线进线的上面设计一条防雷线，那么不管是感应雷或直击雷，当最上面的防雷线上出现高压冲浪的情况，防雷线就可以起到有效的泄放作用。还可以在配电室的高压进线端处，安装避雷器，这样产生的电流就可以进行泄地处理。除此以外，在电源的进线系统中，可以安装真空放电装置，也能起到防雷保护作用。

所有的交流进线应该有一个串联扼流圈，限制线上的高频浪涌电源，它后面应有一个浪涌保护器，浪涌保护器必须用短的直导线连接到机房的接地系统。浪涌保护器是一个固态器件，它有高阻抗，当其两端的电压达到他额定的箝位电压时，其阻抗会急剧下降，保护器会将几百到几千安培的电流传到地上。所有保护器有额定的最大电压和最大的浪涌能量。如果浪涌能量超过设备的额定值，它将短路。由于这个原因，他必须用保险丝，使它能从所保护的线路上脱开。当发生这种情况时，所有保护都失去作用，所以必须使用一些报警系统提示操作人员，需要安装一个新的保险丝[2]。

2.2 改造接地系统

在电子管发射机的接地网和防雷措施，接地电阻小于4Ω的情况下，可以进行有效的防护，但是由于全固态中波发射机的功放模块耐压低，在雷电天气时常出现功放模块损坏，影响播出，所以我们采用了以下改造：1) 加强天线、地井和地网的效果，特别是在天线底座下面加设了防雷网，地网铺设，焊接严格按照要求，接地电阻达到0.4Ω左右。2) 接地采用等电位一点接地，避免多点接地，产生悬浮地，而且在机房必须设置一点集中接地，对于雷电提供的通路的器件，选用参数套有冗余。

2.3 注意事项

改善发射机的外部环境。此外，遵循防雷技术要求进行预防措施，严密的防护措施是降低雷击侵袭的主要方式，以此保障广播信号安全播出。

3 结束语

防雷问题是全固态中波发射机的关键的问题之一，并且还是一项技术要求高、难度大的工作。它涉及中波发射的各个系统，因此是个系统工程。在进行防雷处理时，发射台、电源、天线、网络等多个环节都要合理设计，有效防护，这样才可以确保设备不受雷电影响。在每年的雷雨季节，都要提前并且时常对各个部分进行严格检查，一旦发现隐患，及时进行处理。我台按照以上要求进行配置和检查，经过近些年来的运行，发射机工作稳定，故障很少，保证了安全优质播出，产生了不错的政治和经济效益。