淺談衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)的防雷措施

嚴廷成

【摘 要】雷電是大氣現(xiàn)象的其中一種，雷電能夠產(chǎn)生非常強大的電磁脈沖，這使它具有極大地破壞作用?？茖W(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展促進了衛(wèi)星信號接受系統(tǒng)的運用，在系統(tǒng)建設(shè)過程中對于防雷技術(shù)的要求更加嚴格。采取防雷技術(shù)主要是因為衛(wèi)星信號接收常會受到雷電的干擾，情況嚴重時則導(dǎo)致數(shù)據(jù)信號傳輸難以進行。分析了衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)防雷技術(shù)維護的相關(guān)問題。

【關(guān)鍵詞】衛(wèi)星信號 接收系統(tǒng) 防雷技術(shù) 保護方法

受到多方面因素的影響，廣播電臺在雨季階段常會受到不同程度的雷擊損壞，這是因為雷電對廣播電臺的衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)和播出設(shè)備產(chǎn)生影響，干擾了衛(wèi)星信號的正常接收。這不僅造成廣播電臺難以持續(xù)工作，也會造成巨大的經(jīng)濟損失。

我臺地處武威市以北15公里處。武威市南依祁連山，北接騰格里沙漠。屬于典型的大陸性氣候，常年降水較少。近年來受全球氣候變化的影響極端惡劣天氣時常光顧地球，給人類帶來的危害越來越大。我們地處內(nèi)陸地區(qū)受大氣候的影響近年來也相繼出現(xiàn)了極端氣候，其中雷暴已出現(xiàn)多次，給我臺的播出已造成影響。雖沒有大的損失已給我們敲響了警鐘。衛(wèi)星天線在機房頂上架設(shè)屬于我臺的高大建筑極易遭受雷電。如何做好衛(wèi)星接收系統(tǒng)的防雷是廣播轉(zhuǎn)播臺安全播出的一個重要課題。

1 雷閃的形成與危害

地閃和云閃是雷閃的兩大形式。地閃是雷云對大地的放電，當(dāng)雷云與大地之間的電場強度在25～30kV/cm時，則將從云團向地面實施先導(dǎo)放電，先導(dǎo)的頂端接近地面后造成迎面先導(dǎo)，在先導(dǎo)與地面的迎面先導(dǎo)重合之后，則造成了由云團到地面的強烈電離通道，放電則變成定向閃擊。定向閃擊常會造成很強大的電流，這種現(xiàn)象稱為主放電階段。此時雷鳴和電閃也不斷產(chǎn)生，主放電時間僅持續(xù)50～100μs，主放電電流一般在十萬安培，這時雷電流產(chǎn)生的重要因素。在主放電到達云端則終止，接著云中的殘余電荷通過主放電通道流下來，形成短暫的輝光也會導(dǎo)致強大的電流，其持續(xù)時間在0.03～0.15s。

地閃主要是由于直擊雷和感應(yīng)雷共同造成的巨大電力，在形成之后會出現(xiàn)不同狀況的雷擊反應(yīng)，從而給建筑物、森林、人類和電氣和電子設(shè)備帶來不同程度的損壞。尤其是直擊雷造成的危害更大，但此種形式的雷比感應(yīng)雷的機率小。云閃根據(jù)實際現(xiàn)象可分成不同的形式，但本質(zhì)上都是云團內(nèi)部放電。一種是雷云與雷云之間放電，云閃主要是以感應(yīng)雷產(chǎn)生的雷電波沿電力傳輸線和通信線路引入，這些會造成電力設(shè)備出現(xiàn)損傷。

2 防雷技術(shù)保護方法

避雷針是防雷技術(shù)中常用的形式，對于很多城市的高層建筑來說，避雷針則是最為多見的防雷裝置。從性能原理上看，避雷針主要是針對直擊雷進行防范的一種措施，在相應(yīng)的地點安裝避雷針能夠把雷電引入大地，這樣就能對雷擊區(qū)域內(nèi)的相關(guān)設(shè)施起到很好的保護作用。經(jīng)過長期研究發(fā)展，避雷針具有雙重性作用，在發(fā)揮避雷作用的同時也有引雷效果，使得地面設(shè)施免遭雷擊傷害。對于避雷針周圍的電源、信號線路等需嚴格采取保護措施，確保各個裝置間留有適當(dāng)?shù)木嚯x。這就需要在安裝避雷針時，衛(wèi)星信號接收天線和發(fā)射機房處于避雷針的保護區(qū)域內(nèi)，應(yīng)盡量遠離衛(wèi)星信號接收天線和發(fā)射機房，這樣可以有效防止接收機和發(fā)射機房內(nèi)的電氣設(shè)備受到損壞，確保各項地面設(shè)施能夠正常運行。因此，對于避雷針的使用也是一個需要深入研究的問題。

3 高頻頭與衛(wèi)星信號傳輸線的屏蔽與防雷技術(shù)

對于高頻頭與衛(wèi)星信號傳輸線來說，因其整個運行過程中都是在室外完成，在雨季時期則經(jīng)常會遭到雷電襲擊。同時，還會把雷電引入到衛(wèi)星信號接收機和發(fā)射機房，導(dǎo)致電力設(shè)備遭到損壞。因而，廣播電臺要將衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)中的高頻頭、衛(wèi)星信號傳輸線實施屏蔽防雷保護。具體步驟：（1）根據(jù)設(shè)備制作鋁罩，將高頻頭裝于內(nèi)部進行屏蔽；（2）用金屬管將衛(wèi)星信號傳輸信號線進行屏蔽，屏蔽后的高頻頭、衛(wèi)星信號傳輸線與衛(wèi)星接收天線能完全連接在電位系統(tǒng)里。為了更加保險起見，處理時把衛(wèi)星信號傳輸線的兩頭都布置了避雷器，這樣布置可以起到兩個方面的作用。首先，避免經(jīng)過電纜造成感應(yīng)雷使高頻頭損壞；其次，避免雷電由高頻頭和衛(wèi)星信號傳輸線到達衛(wèi)星接收機而引起的損壞。采取這類形式的防雷，能夠避免直擊雷、感應(yīng)雷、雷電波等多種雷擊對通信系統(tǒng)造成損壞。

4 電源防雷技術(shù)保護措施

廣播電臺的衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)在供電電源的設(shè)計過程中，應(yīng)該依據(jù)我國的電力技術(shù)準則進行施工，采用的電涌保護器均應(yīng)符合國家質(zhì)量檢測標準，還應(yīng)配備電涌保護器防雷裝置。

電涌保護器主要是采用抑制瞬態(tài)過電壓以及旁路浪涌電流的方法，對各類電氣設(shè)備進行保護的一種裝置。該裝置能在及短的時間內(nèi)把受保護的設(shè)備、線路接入等電位系統(tǒng)里。此外，還能將電路上由于雷擊造成的大量脈沖能量轉(zhuǎn)移到大地，使電路里連接的設(shè)備處于安全狀態(tài)。參照需要防護設(shè)備的強度等級情況，可以將其劃分成避雷器、過壓保護器兩類。避雷器主要用于直擊雷或由鄰近雷造成的過電壓實施保護；過壓保護器主要用于非直擊雷、開關(guān)動作造成的過電壓實施保護。

此外，對于供電電源結(jié)構(gòu)也應(yīng)進行調(diào)整，在電源上我們還應(yīng)裝備一套帶有防雷功能的UPS不間斷電源。這種裝置的電源輸出供給衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)，使得系統(tǒng)的防雷性能不斷增強，能夠維持系統(tǒng)的正常工作。避雷設(shè)施的檢修也應(yīng)納入日常維護檢修中，特別是在雷雨季節(jié)到來之前對設(shè)施進行認真仔細的檢查，不定期測試避雷設(shè)施的接地電阻，接地電阻的大小是否符合技術(shù)要求。

5 結(jié)語

綜上所述，雷擊給衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)造成的損壞不容忽視，為了保證系統(tǒng)的正常運行必須要采取多方面的措施給予保護。防雷保護不僅能有效的保護工作人員的人身安全，還對衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)和發(fā)射機房設(shè)備的保護起到了積極的作用。此外，防雷保護在安全優(yōu)質(zhì)播出、減小停播率等方面的運用價值較高，是值得積極推廣。

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