淺談中波廣播發(fā)射臺的防雷設(shè)計

1、    淺談中波廣播發(fā)射臺的防雷設(shè)計    程崢【摘 要】大氣中攜帶大量電荷的雷云放電從而產(chǎn)生了雷電，雷電放電有時候在云層之間，有時候在云層和大地之間，通常雷電所產(chǎn)生的電流能夠達到數(shù)百千安培。中波廣播發(fā)射臺的天線往往處于一座城市中較高的位置，尤其是在雷雨季節(jié)，更容易招致雷電的打擊，如何有效的防止雷電放電對中波廣播發(fā)射的干擾，確保中波廣播發(fā)射臺能夠正常的播出廣播各類節(jié)目，已經(jīng)成為了當(dāng)前一個熱門研究的課題。本文正是從這一基礎(chǔ)出發(fā)，論述了當(dāng)前廣播發(fā)射臺的防雷現(xiàn)狀，分析了雷電的種類及對中波廣播發(fā)射設(shè)備的影響，并結(jié)合筆者實際工作經(jīng)驗，就中波廣播發(fā)射臺如何進行有效防

2、雷提出了自己的建議?！娟P(guān)鍵詞】中波廣播；發(fā)射臺；防雷措施我們要做好中波廣播發(fā)射臺的防雷工作，首先必須要具備防雷意識，要真正把中波廣播發(fā)射臺的防雷工作作為一項系統(tǒng)的工程來做。同時積極吸取前人的經(jīng)驗教訓(xùn)，制定科學(xué)合理的防雷措施，才能夠保證中波發(fā)射臺各種發(fā)射設(shè)備的正常運行，確保各類廣播電視的正常播出。自2000年以來，中波發(fā)射機全面實現(xiàn)固態(tài)化，這使廣播設(shè)備更加高效穩(wěn)定，但值得注意的是，固態(tài)機的防雷電效果并不強，因此我們必須在實際工作中特別注意這一點，做好中波廣播發(fā)射臺的防雷措施。1.雷電的種類及廣播發(fā)射臺防雷現(xiàn)狀根據(jù)筆者多年工作經(jīng)驗總結(jié)，對中波廣播設(shè)備損害最大且最多的是直擊雷，產(chǎn)生雷擊概率最高的是感

3、應(yīng)雷，其次是雷電波。目前我國多數(shù)的中波廣播發(fā)射臺的天線都是采用垂直振子單桅桿拉線，這種方式可以讓底部有絕緣效果，經(jīng)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)和發(fā)射塔底部相連；其中天調(diào)地網(wǎng)通常以塔底為圓心，在0.8米左右深的土中鋪設(shè)輻射狀銅網(wǎng)。根據(jù)中波廣播發(fā)射臺的特點，其防雷工作的重心應(yīng)該在天線底部與天調(diào)地網(wǎng)處，在這兩處安裝防雷設(shè)備，可以有效的保護中波發(fā)射臺的發(fā)射設(shè)備。1.1直擊雷所謂直擊雷指的是雷電對地面的突出物體以及其他各種電力裝置進行的直接放電。直擊雷所含的電流巨大，一般情況下可以達到幾百千安培，電壓更可以達到百萬伏左右，這樣強大的電流通過擊中物體入地。直擊雷主要是通過中波廣播發(fā)射臺的發(fā)射天線侵入。1.2感應(yīng)雷感應(yīng)雷通常是

4、由于電場感應(yīng)或靜電感應(yīng)的作用，雷電通過擊中物體從先導(dǎo)放電轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲗?dǎo)放電，讓金屬體的表面產(chǎn)生非常高的電壓而放電的過程。一是電網(wǎng)感應(yīng)雷，它能夠通過電網(wǎng)對電網(wǎng)所連接的廣播發(fā)射設(shè)備電源造成破壞，比如開關(guān)電源和變壓器等；二是傳輸電纜感應(yīng)雷，它主要是通過傳輸電纜破壞相連接的元器件，比如衛(wèi)星接收機等設(shè)備。1.3雷電波當(dāng)輸出架空線路受到感應(yīng)雷擊中時，往往會產(chǎn)生一種高電位沖擊波，這種沖擊波會沿著各個方向快速傳播，通常的傳播速度大約為150m/s，這種高電位沖擊波（雷電波）會形成干擾源，嚴(yán)重影響廣播電視的播放效果。2.中波廣播發(fā)射臺的防雷設(shè)計2.1接收天線的防雷當(dāng)廣播發(fā)射塔遭到雷擊時，建筑物各個部位中鋼筋的電位不

5、會是均衡的，尤其是縱向電位梯度相對較大，由于電磁感應(yīng)與靜電感應(yīng)作用所產(chǎn)生的高位電壓有可能對一些設(shè)備產(chǎn)生反擊過電壓，因此天線場地的地阻應(yīng)該控制在一個很小的范圍內(nèi)，最好能夠小于1。這樣一來既可以將中波的輻射效率提高，又可以在雷擊時便于電流通過大地消散，讓流向機房的電流減到最小，最大限度的防止發(fā)射設(shè)備被電流破壞。我們可以在發(fā)射塔的底座絕緣子上安裝避雷器，讓發(fā)射塔與地面相通。要注意的是，避雷器必須是由黃銅做成的球狀放電器，在發(fā)射臺遭到雷擊時可以有效的引導(dǎo)電流入地，球狀放電器的間隙距離應(yīng)該保持在40到80毫米左右，并參照發(fā)射塔發(fā)射功率和當(dāng)?shù)貙嶋H遭受的雷電強度而定，這樣才能夠有效的防雷。2.2發(fā)射天線的防

6、雷很多中波廣播發(fā)射臺使用的信號源是通過衛(wèi)星或調(diào)頻接受，而隨著我國廣電事業(yè)的發(fā)展，光纖傳輸信號源已經(jīng)非常普遍。而在使用衛(wèi)星接受或調(diào)頻接受廣播電視信號時，尤其是處于雷雨較多的地區(qū)的接收點，一定要加強防雷措施。為了最大程度的保護設(shè)備不被雷擊破壞，我們可以建立一套避雷系統(tǒng)。通常情況下，一般是采取單支避雷針保護的方法。單支避雷針的保護范圍如圖。圖中我們可以看到，h是避雷針的高度，虛線框的部分看作保護的高度，rx是高度為hx時的保護范圍，rx的值通過以下公式可以計算得出：當(dāng)hx1/2h時，rx為h-hx；而當(dāng)hx<1/2h時，rx=為1.5h-2hx。當(dāng)避雷針高度超過30米時，通過這一公式得出rx的

7、值還需要乘以系數(shù)p，p的值始終小于1，這就說明h越大，其保護半徑與高度的比例越小。同時，與避雷針相連的接地線應(yīng)該進行獨立走線，減少對信號的干擾，確保接地電阻最小。通常來說避雷系統(tǒng)的接地電阻在4以內(nèi)。也可以在接收天線附近的高層建筑頂端或發(fā)射塔上設(shè)置避雷針，同樣可以起到避雷的作用。2.3天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的防雷在天調(diào)網(wǎng)絡(luò)中，可以采取以下幾種防雷措施：一是石墨放電球，它具備很好的放電特性，且間隙能夠調(diào)整，石墨放電球的放電電壓能夠隨著面積的增加而減少，在天線遭受雷擊時能夠瞬間釋放電荷能量而起到防雷效果；二是微亨級的電感，它通過與天線進行并聯(lián)，能夠給天調(diào)網(wǎng)絡(luò)形成一個對地釋放靜電的通路；三是隔直流電容，隔直流電容在

8、中波頻率不會產(chǎn)生很大的壓降，通常選擇在1000到2000pf，但它的伏安量應(yīng)該選擇偏大一點，因為隔直流電容可以阻隔雷電的能量利用天調(diào)網(wǎng)絡(luò)進入發(fā)射機。當(dāng)發(fā)射機的輸出功率越大時，隔直流電容要選擇更大的伏安量。3.結(jié)語防雷是廣大廣電發(fā)送工作者必須重視的課題，突然的雷擊很有可能會讓廣播發(fā)射設(shè)備損壞。在中波廣播發(fā)射臺，處于最高位置的天線非常容易引來雷擊，直擊雷、感應(yīng)雷擊中而產(chǎn)生的高電壓會隨著電源線或地線系統(tǒng)進入設(shè)備，如果不做好防雷措施的話非常容易讓廣播發(fā)射設(shè)備受到損壞，導(dǎo)致廣播電視停播，而廣電部門需要花費大量的財力物力去維修這些設(shè)備，這些都是我們不愿意看到的。綜上所述，中波廣播發(fā)射臺必須采取多種手段進行防雷，讓雷電的干擾因