电磁场相位在广播电视转播台防雷中的解析

严东浩

吉林省延边广播电视台技术中心 吉林 延边 133000

一、雷电感应的冲击破坏力

延边广播电视转播台是海拔1074米的广电高山台，以前雷电灾害非常严重，每年都会有多次的雷击事故，一般都会有十几处或几十处电子设备被雷击而损坏，而破坏的原因主要是雷电的电磁感应，也被称为雷电电磁脉冲，我们经过十余年的研究探索，反复实践，现已完全解决了雷电灾害问题，我单位由原来的一年多次被雷击，到现在的几年都没有被雷击而损坏设备了。

我们总结出一个规律，那就是雷电感应主要的破坏原因是磁场，当用防磁场的方法就管用，如磁场屏蔽、变压器、扼流圈、滤波等方法，当用防电场或电磁场的方法起不到理想的作用。那么电磁感应以及电磁场的空间与时间关系到底怎样，笔者也作了相关的查阅与思考。

二、安培环路定理的遵循

安培环路定理揭示了恒定电流产生磁场的规律，

由此可见电流越大、距离该电流越近磁场则越大。随着电流频率的升高，当该电流产生的场能不是以唯一的磁场存在时，而伴随着感应电场的存在，此时安培环路定理就不适用了。

三、电场和磁场产生的相互感应

1.在空间上电场和磁场是同相位的。根据安培环路定理，距离电流越近磁场越强，在电流i处的磁场最大.电流i的产生是由流经该电流的路径产生电位差所致，所以该处的电场也为最大值，当电流i=Im 时，磁场H=Hmcosωt，而且电场和磁场的极性是相互垂直的。

图1 正玄波变化率示意图

图2 电磁波的电场和磁场空间矢量关系图

四、浅析麦克斯韦方程平面矢量图

电磁场是一对不可分割的一对形影不离伴侣，一个消失了，另一个就不存在了，但在实际应用中不能机械的理解为只要屏蔽了，电场磁场自然就消失了。

五、在防雷领域里的解析

从原点到传输方向λ/4距离内的磁场是由原电流产生的，只有λ/4以后的磁场是由变化电场产生，随着频率的升高，波长在缩短，当电子设备处在λ/4以外时，如果采取屏蔽电场措施，磁场才有可能被屏弊掉。而雷电流频率f在1Khz至10 Khz之间，波长λ在3000公里至300公里之间，λ/4最短也在几十公里以上，所以用防电场感应的方法防磁场感应是无效的，只用防护电场的方法防护雷电感应是不完全的，只有当频率足够高，波长足够短时原有理论才有可能成立。所以，我们在防雷电感应时，只用防电场的方法防磁场感应是不够的。