刍议中波发射机系统的整体防雷策略与改造要点

王呼达古拉

【摘要】中波发射机所处的工作环境特殊，存在大量对抗性干扰因素，这些干扰因素对发射机系统本身的扰动作用相当之大，在实际工作作业环境中经常会出现中波发射机系统设备的不同程度损坏现象。而对于中波发射机系统危害第二大的就是自雷电现象（危害第一大因素是停电事故）。本文中首先分析了雷电现象本身对于中波发射机系统所造成的巨大危害，然后切入主题着重刍议了中波发射机系统的整体防雷策略与相关改造要点。

【关键词】中波发射机系统;雷电现象;危害;防雷策略;改造要点

就现阶段技术发展体系而言，中波发射机已经构建了模块化与固态化技术应用体系，例如人们对于全固态中波发射机的应用就已经相当广泛。对于先进技术的应用已经彻底颠覆了传统中采用电子管的旧局面，在设备电声指标与效率应用方面有所改善。就目前所普遍应用的数字电路来看，它不但被应用于音频处理与控制系统中，也被中波发射机设备所认可，它采用到了全新固态电路技术，解决了中波发射机系统的传统技术应用难题。但是发射机设备本身的抗雷性差缺陷问题并没有得到有效改善，尤其是在机房与天馈线方面防雷性能表现非常之糟糕。

1. 雷电现象对中波发射机造成的危害分析

根据相关研究表明，雷电对于中波发射机的影响非常之大，它主要是通过雷电感应配合雷电入侵造成对发射机设备的双重伤害。其具体危害主要表现在以下3点上：

首先，直击雷现象可对中波发射机造成一定伤害，直击雷主要通过地面建筑产生并放电，这种放电现象可在瞬间产生巨大能量并造成物体出现燃耗或爆炸现象。如果雷电击中发射机系统则会对发射机整体造成巨大威胁危害。具体来讲，由于中波发射机天线高度普遍偏高，所以它的线路部分是容易遭受雷击事故的。

其次，雷电感应容易影响到中波发射机本身的工作性能。根据不完全统计，中波发射机中有80%以上的故障来自于雷电感应，究其根本，在雷电放电过程中产生了巨大的电磁场是关键，电磁场产生的电磁脉冲会直接造成通信链路损坏，导致中波发射机设备失灵。

第三，雷电波会严重影响到发射机本身工作状态，因为雷电波对中波发射机影响较大，会造成电源与外部天馈线系统出现故障问题，进而造成中波发射台停播现象。

2. 中波发射机系统的防雷现状及防雷策略分析

由于雷电现象对中波发射机系统的危害极大，所以针对这一影响目前的中波发射机系统防雷技术也已经被全面推广应用，它希望有效提高发射机的整体工作性能。

2.1 中波发射机系统的防雷系统分类

目前中波发射机系统的防雷系统分类主要包含了以下3类：

首先是在机房供电网络内设计避雷针，因为机房本身是容易遭受雷击的场合，所以可以采用避雷针方式进行防雷技术操作。避雷针的优势就在于它不需要进行日常维护，对中波发射机系统的保护也非常到位。

其次是在天馈线尖端采取放电措施，考虑到中波发射机天线一般设置位置相对较高，所以容易遭受雷电影响，此时有必要为天馈系统设置防雷措施。具体方法就是将半球金属放在天馈系统底部位置，根据实际环境对放电器位置进行有效调整，保证满足安全播放需求即可。

第三是在发射机设备位置设置防雷措施，考虑到发射机属于整个发射系统的重要设备，因此在防雷设计方面应该做到相对成熟。其主要目标是优化功放电路设计相关内容，并为电源系统安装防雷措施。比如可在机房高压进线位置安装阀式避雷器。

上述3种类型代表了当前中波发射机的整体防雷策略已经相当成熟，但还需要结合不同技术应用要点对系统本身进行合理优化配置。这里以中波发射机金属放电球的防治位置为例，需要明确放电位置，根据不同环境进行放置，且放置过程中需要注意以下问题，即如果所放置的两个放电球位置非常接近，需要注意放电球可能产生的较高电流，避免其对中波发射机产生干扰，直接造成设备损坏。

2.2 中波发射机系统的防雷策略

中波发射机系统中的防雷策略主要针对天馈线与机房地线两点展开，要分别做好两大位置的防雷措施，避免雷电现象从任意一點入侵系统导致中波发射机系统遭受损坏。

2.2.1 天馈线防雷措施分析

首先是天馈线防雷措施，由于中波发射机本身具有自身防雷能力，但防雷能力却表现并不优秀，此时就需要为其设置天馈线防雷措施。具体来讲包括3点：第一是过流和过压天馈线防雷保护;第二是天馈线驻波比保护;第三是发射机驻波比保护。结合上述3点可保证发射机不受到雷电破坏，针对天馈线的防雷保护主要希望从理论与实践两方面投入，首先证明中波发射机的自身防雷能力相对较弱，然后利用天馈线防雷方法进行雷电能量第一时间泄放，避免中波发射机整体损害事故发生。

举例来说，某M2W全固态模块数字中波发射机在传播数据信号过程中因为频繁被雷电现象打断，其末级功率模块被直接烧毁，数据信号传播过程中断。为了有效解决这一问题，技术人员需要对M2W全固态模块进行反复检查与试验，并对接地系统进行相应完善，保证天馈线与发射机能够实现良好接地优化，解决上述问题。具体来说，天馈线的防雷措施相关配置设置应该包括以下几点，即接地铜网、馈线接地、接地桩、天调室等等。其中将铁塔、接地铜网等等接入到塔基位置并呈现中心放射状地网埋设优化调整，在埋设过程中保证铜线尺寸在3mm以上，且保持3度/根，另外它的长度应该与天线的高度相同，并需要埋入到冻土层以下位置。针对馈线接地而言，还需要在馈线地下位置埋设铜带，保证各个馈线杆所在位置与铜带、馈线底部焊接相连。而在机房地线的汇合位置，则需要定位铁塔塔基的接地点，对应铜带进行焊接操作，保证机房地线与天线区域的地线之间能够形成一个整体。然后再设置接地桩，明确天线区域的地线形成一个整体。针对接地桩如果按照三角形进行布置，需要保证其边长在3m以上，并沿着垂直方向将其埋设到冻土层以下位置，同时在桩间焊接铜带。在焊接铜带过程中还需要考虑接地桩的埋深时机，在确保桩基到位以后再根据土壤的实际情况进行埋深操作。

以天线区域埋设的接地桩为例，例如在铁塔边侧的卖身应该为95mm2，配合铜带与铁塔进行接地焊接。

其次，要在天线区域的中心位置设置半径为100m的源泉，再按照120°的间隔进行投射取点。

第四，在3个点都要埋设接地桩，并在95mm2相隔距离接装铜带对中心店与圆圈内的接地桩进行逐一焊接。

最后就要为发射机系统装设放电球，保证其中一端连接天线底部位置，而另外一端连接塔基边侧接地桩位置。以自然条件为基本依据，再结合发射机功率对放电球间距进行分析与调整。例如在天调馈线室内就要优先考虑安装电感直接接地网络，并在接地桩位置安装放电球，同时对天调地线与馈线接地铜带进行焊接，最后保证与机房接地相关联。

2.2.2 机房地线防雷措施分析

针对机房地线的防雷措施主要铺设铜网，铺设过程中保证相邻的两根铜线间距在2m左右，然后按照10m/个引出端进行铺设，延伸到机房1m以外位置。在该过程中，要设置并焊接接地桩，采用95mm2以上尺寸的铜带对接地桩进行焊接操作，在铜带完全进入冻土层以后就能形成一套机房地线防雷整体体系。

在发射机的电力线中线位置要安装射频线，保证在接地桩2m以外区域设置间隔点，制作形成天调馈线区域接地桩。同时还要在机房与天线的外墙位置设置屏蔽网络。考虑到机房与天线之间间隔距离相对偏远，还需要對天线的防雷范围进行有效调整，为在随后的防雷改造措施打好基础。

3. 中波发射机系统的防雷改造措施分析

在针对中波发射机系统进行防雷操作过程中，还对设备系统进行防雷改造，目的是最大程度降低雷电现象对于中波发射机内外部所造成严重影响。具体来说，需要对中波发射机系统的防雷策略进行全面整体的改造升级，改变其独立防雷策略所造成的整体防雷效果不佳问题。以下提出中波偶发设计系统防雷改造的3点技术措施。

3.1 对电源系统的防雷改造措施

首先要对中波发射机的电源系统进行防雷改造升级，其改造的侧重点主要是针对雷电感应电磁波的有效防范。具体到系统中就存在多重防护对策。首先针对供电系统的防雷柜体中要专门安装避雷针，然后在总配电柜中安装避雷针，最后在信号源控制装置位置安装避雷装置。针对电源系统的防雷改造措施分厂多元化，它主要是希望建立多级防雷保护措施，对雷电放电电流进行有效规避，确保其能够有序导入到大地中，最大限度降低雷电能量对于中波发射机电源所造成的影响。

3.2 对天线的防雷改造措施

针对天馈线的防雷改造措施要展开具体问题具体分析，由于天馈线设置较高，所以在防雷措施改造过程中应该首先减少天馈线的地网接地电阻部分，保证接地阻抗偏小，降低分流。最好只设置一个接地点，保证机房设备能够集中到某一位置上，与铁塔地网形成一个整体。

3.3 对天调网络的防雷改造措施

天调网络是中波发射机的关键环节，所以针对它的防雷改造措施主要要安装石墨放电球，例如选择在天线底部位置设置，在调配室内控制石墨放电球，发挥其良好的放电效果，最大限度规避发射机放大器中出现半导体器件损坏问题。该改造方案能够最大限度提高中波发射机的短路抗阻能力，构建隐形保护层，对中波发射机机体可以起到一定保护作用。

4. 总结：

除上述几点外，针对中波发射机的防雷改造措施还包括了雷电接地极防雷措施，这些防雷改造措施对于地形也有要求，一般可选择在地势平坦且坡度地域5%的区域进行接地防雷改造措施设计与实践应用。从根本上解决中波发射机的抗雷性较差问题，有效保证中波发射机能够正常工作运行，从整体上争取提高设备工作效率，建立稳定的中波发射机数据信号传输环境。

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