一种广播电视无线电通讯天线用的防雷装置

杨淑评 程永辉 李亚宏

【摘要】在自然界当中，雷电对广播电视的无线电通讯的影响是相当巨大的，因此需要利用各种方式来将此种不良影响降到最低状态，实现广播电视的无线调频可以实现正常运行，对于加强广播电视的发射天线防雷系统方面的检修和维护需要进行具体的措施分析。在本文当中首先对雷击做出了概述;其次对于在雷击对电视调频系统产生的损害进行了分析;最后在实际应用的基础上做出了具体的措施。

【关键词】广播电视;无线电通讯;防雷装置

中图分类号：TN929                    文献标识码：A                     DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.06..035

卫星接收天线属于广播站信号数据传输系统当中的重要组成部分，但是在卫星接收天线的位置属于室外单元的部分，因此在自然天气的影响下，会受到一定程度的影响，比如自然天气当中的雷击影响。在夏季的雷雨季节当中，卫星信号在遇到微弱雷电的情况下，可能产生停止工作的现象，对于所传输的微波信号不能进行接收反馈;如果遇到较强的雷电时，则可能对设备产生一定程度的损害，甚至严重时造成人员的伤亡现象。在广播发射台的无线通讯设备运行过程当中，需要做出防雷措施，从而保证信号的安全传输。

1. 雷击

雷击属于大自然云层的放电现象，一部分带电的云层和另一部分带异种电荷的云层在接触的过程当中产生了放电现象，在雷击的表现形式方面，主要分为直击雷、雷电电磁脉冲这两种方式。在直击雷当中，主要为雷云对大地或者大地当中的某一个物质物体进行直接的放电现象，其中所产生的电流会利用物体物质将产生的电流进行泄放在大地当中，在这个过程当中，所产生的机械力就会对物体产生破坏现象。在雷电的电磁脉冲方面，主要是在直击雷或者雷云之间在放电的过程当中，静电作用下会对地面当中某一个范围内所形成的静电电荷失去电场力束缚的现象，在雷击放电的周围在一定范围内会产生瞬间放大的电流，其产生的电磁脉冲感应作用于物体表面，会产生非常高的电位现象，其产生的电流会沿着物体逐渐的向其他物体进行传播。

1.1 防雷装置的原理

在广播卫星天线的无线通讯设备当中，一般都会利用安装避雷针的方式来进行防止直击雷所造成的危害。避雷针当中包含接闪器、引下线和接地体三个部分来共同组成，在实际的工作当中，主要的工作原理是在雷电发生的过程当中，对带电的云层进行联通，从而实现通路，从而云层当中所产生的电荷会在避雷针的引导下泄放到大地当中，从而使得云层当中的电流电荷可以减少或者是中和，由此来有效的防止云层当中的电流在逐渐积累的状态下引起的雷击现象。避雷针的种类相对较多，比如直击避雷针、提前预防避雷针以及页数避雷针，在广播发射台的接收天线当中一般都采用直击避雷针的方式进行避雷。

2. 雷击对电视调频系统产生的损害

在广播电视的无线通讯当中，雷电对其可以造成相当大的危害，可以影响其调频信号的波长，对于信号传输当中的接收能力就会产生下降的现象，因此在此种情况下对于生活当中会造成一定程度的影响，比如在雷电天气下，电视以及收音机等通讯设备在信号的接收上会出现断断续续，甚至于模糊不清的现象，甚至有的设备会引发爆炸等后果。两种雷电对于信号的影响程度不尽相同。在直击雷的影响当中，雷击的效率相对较小，可以利用避雷针或者避雷网等多种设备实现有效的避雷。但是在避雷设备的覆盖范围方面，却不能在完全对其损耗进行规避，对于无线系统当中雷击会引起一定程度的故障，比如保險丝的烧坏、电路的短路故障等。在集成电路方面的物件损耗也属于常发现象。近些年来，出现了很多的新型防雷设备，但是在防雷设备当中，没有一款设备可以实现对雷击影响进行百分之百的规避，只是会在一定程度上将损失降低到最小状态。保持无线通信防雷系统的维护和检修，从而有效的降低雷电灾害所造成的影响。

3. 广播电视无线电通讯天线用的防雷措施

3.1 案例概况

在本文当中，主要以某个城市的广播转播台来作为基础的研究对象，在该广播电视台的中波发射机方面，广播设备的工作性能相对稳定和可靠，但是其设备当中抗雷能力相对较差，在过压、过流以及过荷方面容易受到损坏。在该广播电视的无线通讯网络当中，设置有多重的防雷措施，但是在雷击电流的冲击下，对其广播电视台的发射机会造成对一定程度的损坏。

3.2 防雷措施

3.2.1 闪接及分流

在接闪装置设备当中，主要是在建筑或者建筑物的基础上进行设置防护，实现对直击雷的有效防护。其设备主要是在建筑物当中进行安装，或者独立安装在建筑物旁边具有良好电气连接的金属物质当中，可以实现金属物对雷击电流的有效引导到大地当中，进行泄放大地当中，从而实现对一定范围内的建筑物进行保护，避免其受到雷击的影响。在接闪装置当中，主要包含有避雷针、架空避雷网以及避雷带等这几种方式。在国内外的防雷标准方面，不同的建筑物或者其附属的设备设施当中所配置的闪接装置形式、安装的位置以及高度的需要根据建筑自身的特点来进行选择，在对不同类别的防雷建筑物进行相同设备安装的过程当中，其所设置的闪接装置参数计算方面是不尽相同的，比如在利用滚球法来对避雷针的高度计算的过程当中，需要对雷电流的大小进行计算，从而可以计算出滚球半径，以此来确定出避雷针对于雷电流可进行防护的最小参数值，一旦在发生雷电流小于该对应数值的情况下就会造成失效的现象，从而引起雷击现象。

分流，主要是对接闪装置当中所接收到的雷击电流进行泄放到大地当中，实现在最短的时间内进行电流的引导。在雷电流当中，可以在瞬间发出相对较大的功率电流源，在其通过的过程当中如果导体本身内部的截面积不能够满足其需求的话，就会产生布局过热、变形甚至于断流的现象，因此造成了其防雷装置的失效现象。在此种情况下，需要对接闪装置和大地之间的连接进行利用多通道的方式进行能量的分配和优化，最终使得每一个通道当中所能容纳的雷电能量可以最大限度的减小，以此来保证雷电击通过的过程当中可以满足其需求，保证其装置设备的安全。在分流当中一般都是利用单独敷设的引下线或者是钢筋混凝土当中所包含的金属物质，来实现闪接装置的连接。

3.2.2 屏蔽

在屏蔽方面，可以实现设备的屏蔽、建筑物内或者是线路之间的屏蔽，在进行屏蔽措施当中，需要根据建筑物本身的位置特点以及发生雷击的可能性来进行实际分析确定，最终利用多种屏蔽措施来最终达到抑制电磁脉冲信号的目标。

3.2.3 接地

接地，属于对直击雷进行能量的泄放当中的最后通道，对于屏蔽环节当中所出现的感应电荷进行有效的释放，利用电子电器设备进行安全的防护，实现对人员的安全保护。在电气相关的安全防护措施方面，接地属于基本措施，其安全防护措施的效果好坏主要是由接地的质量来进行决定的。在雷击的保护方面，接地装置可以说承担着对雷电流进行泄放的任务和责任。在雷击保护当中，雷电流当中本身具备的脉冲特点，因此在接地装置当中和大地当中的实际情况是不可以按照正常的直流电的特点来进行分析，需要按照防雷标准当中的“冲击接地电阻值”来进行确定，其中区别于工频接地的电阻，对于不同的雷击波形以及其不同的土壤环境会造成相当的区别。也就是说，在土壤的影响下，对于其冲击电流会发生局部击穿土壤的现象，因此可以充分说明冲击接地的电阻数值相比较工频接地的电阻值来说，是相对较小的状态。在此种情况下，可以实现对接地装置当中的冲击接地电阻值进行理论基础的判断。对于工频接地电阻和冲击接地电阻的换算方式，需要根据GB50057中当中的规定改进换算。在对防雷保护的接地装置方面，需要保证其在发生雷击瞬间电流的过程当中可以第一时间将雷击的能量进行泄放到大地当中，对于雷电流在泄放的过程当中所产生的土壤电位也需要进行考量，保证电流的流散面可以在接地装置当中得到泄放。也就是说防雷接地装置当中的结构属于相对重要的状态当中，需要最大限度的实现其均衡电位以及快速泄放电流的效果。

3.2.4 均压等电位

在雷击伤害当中，主要是雷电在不同的位置当中所产生的瞬间电流的电位差所引起的现象。在人体和无任何电气连接的金属物进行接触的过程当中，其中的金属管线在雷电流经过的过程当中会产生不同现象的感应电压降的现象，因此在此种状态下人体部位之间就会产生电位差的现象，所产生的一部分电流就会在人体的基础上进行接地通道的建立，如果其中所产生的电流超出或者达到人体对电流的耐受极限的时候，就会产生人员的雷击事故，发生人员的伤亡现象。对于防雷装置当中所包含的分流引下线，在产生雷电流通过的时候会产生相对较高的电位现象，因此需要对其电位差進行最大限度的消除，最直接的方式是将等电位连接的部位进行最短导体多次连接非带电金属体，其中需要保证人员隔离无法进行，因此可以使得各个位置当中的金属物质可以拥有相同或者近似的电位现象，最终实现消除或者减小其中的电位差现象。

3.2.5实际改进措施

针对于某个城市的广播转播台的防雷措施，主要是围绕雷电流泄放和阻塞的两个基本原则进行改进，在对避雷器安装时，其发射天线底部半球形避雷器间隙为5mm，石墨放电球间隙为3mm，安装发射机内部的方点球和石墨放电球和静电泄放线圈的间隙调整为1mm/kV，增添LC谐振网络，对天线的防雷性能进行改善。

4. 结束语

综上所述，在广播发射台的卫星接收天线系统当中，防雷措施属于一项重要的安全问题，需要采取相关的防雷措施，保证卫星天线通讯设备在雷雨天气下不会受到破坏现象，最终对于无线通讯设备的系统可以实现安全可靠的运行。对于广播电视的卫星天线通讯设备的防雷措施当中，一般都会选择比较空旷的地方或者是建筑物顶上没有遮挡的无语当中，需要根据实际情况来做出防雷措施，最终可以实现无线电通讯的正常稳定运行。

参考文献：

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