探析中波發(fā)射臺天線的防雷技術(shù)

（貴州省新聞出版廣電局八九六臺，貴州 六盤水 553000）

在長期運(yùn)行過程中，受地形和氣候等自然因素的影響，中波發(fā)射平臺對雷擊的防備系統(tǒng)較弱，容易導(dǎo)致鐵路軌道坍塌，若不能防雷，工作就很難順利進(jìn)行。因此，必須采用有效的防雷技術(shù)來保護(hù)中波發(fā)射基地免受雷擊。由于中波發(fā)射臺建在較高的開闊空間，在客觀環(huán)境和無災(zāi)害天氣風(fēng)暴中，二次波發(fā)射臺的防雷措施是一個亟待解決的問題。在發(fā)射臺的地理位置和無線電波特征方面，發(fā)射臺更容易受到雷擊，這將對不同級別的發(fā)射設(shè)備造成損害。由于中波發(fā)射臺的特點和防雷技術(shù)的要求，必須要具備有效的防雷措施，以增加中波發(fā)射平臺在雷雨天氣的工作質(zhì)量。

一、中波發(fā)射臺天線防雷的概述

（一）中波發(fā)射臺天線防雷的現(xiàn)狀

雷擊對中波發(fā)射平臺造成直接雷擊和感應(yīng)雷擊損壞。根據(jù)中波發(fā)射平臺的安裝布局特點，以中國為例，大多數(shù)中波發(fā)射平臺采用垂直振動器單桅桿拉伸形式，具有底部保溫的特點，天空調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)與鐵塔底部連接，因此天空和塔底是主要的區(qū)域。目前，我國中波發(fā)射基地采用的防雷技術(shù)包括移相網(wǎng)絡(luò)、隔直電容、避雷導(dǎo)體和絕緣裝置。雖然這些對策可以在一定程度上減少雷暴的發(fā)生，但在雷暴期間中波發(fā)射場的雷電事故仍然發(fā)生，因此有必要在中波發(fā)射臺上進(jìn)一步完善并實施防雷技術(shù)。

（二）中波發(fā)射臺天線防雷的工作原理

根據(jù)其布局特點，我國中波發(fā)射臺具有連接饋線、底部絕緣、天空調(diào)整網(wǎng)和鐵塔底的特點。安裝在地網(wǎng)底部和天線上的防雷設(shè)備是發(fā)射臺的主要防雷設(shè)施，這樣的放置有利于有效保護(hù)發(fā)射臺的發(fā)射設(shè)備。目前，以天線的形式，針對波頭站雷擊的主要對策是在天線網(wǎng)絡(luò)中安裝通風(fēng)圖、隔直電容器、相移電路網(wǎng)絡(luò)等，并在天線的底部安裝傳統(tǒng)的半球形放電裝置。然而，盡管有這些雷電對抗防雷措施，但變送器也會遭受嚴(yán)重破壞，因此保證發(fā)射地在雷電環(huán)境下的安全便成了一個迫切而重要的問題。

二、中波發(fā)射系統(tǒng)的防雷技術(shù)研究分析

（一）天線接收發(fā)送端的防雷技術(shù)分析

天線是一種容易吸引雷電的設(shè)施。一方面，接地電阻越多，則更應(yīng)注意接地。雷擊電壓越小，分流越好。另一方面，降低接地網(wǎng)的接地電阻，為射頻信號提供環(huán)路。為了將防雷技術(shù)應(yīng)用于中波發(fā)射臺的接收天線，方法之一則是在天線垂直桿上安裝避雷針。由于高度不同，避雷針的保護(hù)范圍也會發(fā)生變化，但隨著高度變高，保護(hù)范圍隨之變窄，所以在實際安裝過程中，由于接收天線的安裝高度不同，避雷針的安裝高度不同，有必要合理確定用于滿足中波發(fā)射天線防雷技術(shù)要求的避雷針的防雷功能。根據(jù)過去的經(jīng)驗，總結(jié)出了安裝高度小于20米的避雷針，可以使得覆蓋范圍內(nèi)的所有設(shè)備和設(shè)施均受到保護(hù)。除高度外，接收天線避雷針的安裝還必須注意以下幾點：為防止雷擊對接收信號造成干擾，連接雷電的地線必須獨(dú)立操作，以減小接地電阻。如果避雷針的長度超過天線頂部，則必須超過天線的最大尺寸，與天線的最小水平距離不得小于3米。

（二）電源的防雷技術(shù)分析

如果觸發(fā)雷擊，被損壞的電源將對電壓設(shè)備造成大部分毀壞。因此，保護(hù)電源是保護(hù)其他設(shè)備的前提和基本條件，其他設(shè)備的保護(hù)措施在沒有電源安全保護(hù)的情況下是無效的。在中國廣播電臺的防雷等級和雷電事故的情況下，電力系統(tǒng)的保護(hù)應(yīng)處于最高水平。為了實現(xiàn)多層次的合作，不僅需要各級SPD之間的能量分配，還需要適當(dāng)?shù)脑O(shè)備來保護(hù)電力系統(tǒng)。規(guī)定在高壓變壓器的低壓端和高壓端必須有可靠的防雷措施。為了對整個器件進(jìn)行二次保護(hù)，我們需要從高壓變壓器和低壓配電板上的單級三相電源避雷器泄漏剩余電感。對于昂貴的，準(zhǔn)時保證的變送器，如果問題產(chǎn)生重大影響，則在電源中安裝兩級三相電力避雷器以確保變送器的穩(wěn)定性。

（三）天調(diào)兩絡(luò)的防雷技術(shù)分析

為了避免通過饋線進(jìn)入發(fā)射機(jī)，低頻雷電被DC隔直電容阻斷。在頻段內(nèi)不會產(chǎn)生過高的電壓架空波。但是，發(fā)射器輸出功率越大，電壓安培數(shù)量越大，電容器C容量應(yīng)越大。當(dāng)放電電流消失并且安裝了放電柱的石墨時，石墨放電柱之間的距離約為10mm并且放電特性良好，因此放電電壓也隨著放電電壓的增加而變化。閃電的低頻能量被感應(yīng)放線圈耗盡，天線引起的大部分靜電和閃電的能量通過線圈發(fā)出。需要說明的是，雖然該電容在中波段不產(chǎn)生大的電壓，但當(dāng)發(fā)射機(jī)的輸出功率較大時，所選電容的伏安量和功率和電容也相應(yīng)增加。確保電容器有效阻擋變送器雷電產(chǎn)生的低頻能量，同時安裝石墨放電柱，排水性能好，檢查放電柱間距離近似，以補(bǔ)償雷擊引起的浪涌電流。石墨放電柱可相應(yīng)調(diào)節(jié)自放電電壓。

（四）供電系統(tǒng)的防雷技術(shù)分析

對于解碼器，衛(wèi)星接收器和信號矩等設(shè)備，必須使用調(diào)整后的交流電源，為了解決自動參數(shù)復(fù)位和短路重啟時間的問題，使用具有電涌保護(hù)功能的UPS作為電源，將TVS安裝在具有極高浪涌吸收能力和非常快的響應(yīng)時間的設(shè)備中。由于它不能正常工作，如果在運(yùn)行期間發(fā)生瞬態(tài)過電壓，TVS的有害部分將被旁路。傾翻電壓箱被安全電壓取代，以保護(hù)設(shè)備免受瞬態(tài)過電壓，如感應(yīng)雷擊和靜電。發(fā)射臺不僅使系統(tǒng)和發(fā)射器容易受到雷擊，而且還會導(dǎo)致雷擊造成的事故，可能導(dǎo)致雷擊或損壞。因此，避雷器，特別是低壓設(shè)備，也必須安裝在電力系統(tǒng)中的低壓電盤上，如真空放電裝置和變阻器電壓避雷器，可以在遇到雷擊時可靠地保護(hù)架空電線。

三、對防雷設(shè)施的維護(hù)分析

為了消除雷電危險并及時發(fā)現(xiàn)防雷裝置的隱患，要定期清理并檢查電纜絕緣子，塔基絕緣子和簡單的絕緣子是否有裂縫；檢查雷暴季節(jié)安全和防雷設(shè)備，在積雪過后，從排水管和隔離區(qū)的隔熱層中除去冰雪；雷擊后，檢查防雷裝置，如排出的毛刺并按時將其放平，定期壓制傳輸線上的壓敏電阻，使其在關(guān)鍵時刻表現(xiàn)良好，必要時起到重要保護(hù)作用。檢查并清除腳周圍的雜草。在塔內(nèi)，定期檢查機(jī)房是否腐蝕或檢查內(nèi)部接地點是否正確連接，連續(xù)檢查工作可以防止雷擊對廣播控制設(shè)備造成損壞，使起動站能夠保證設(shè)備的安全。為了獲得滿意的結(jié)果，執(zhí)行操作實踐以確保設(shè)備的安全操作。

對于防雷系統(tǒng)的日常維護(hù)和接地電阻的定期測量工作而言，在設(shè)計防雷時，必須以科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度進(jìn)行徹底的防雷技術(shù)測試，必須在雷雨時加強(qiáng)對防雷組件的檢查，根據(jù)防雷設(shè)備的損壞調(diào)查結(jié)果，進(jìn)行改進(jìn)。在雷電風(fēng)暴期間，中波發(fā)射場的所有防雷工作需要給予足夠的重視，發(fā)射臺的各種設(shè)備都要采用適當(dāng)?shù)姆览准夹g(shù)和防雷措施，證明了中波發(fā)射器天線的防雷效果，為中波發(fā)射臺的安全平穩(wěn)運(yùn)行提供了最充分、最有力的技術(shù)支持。