【摘要】 中波天線作為發射臺周邊唯一高聳建筑物，雷雨天氣極易遭受雷擊，造成天調網絡和發射機損壞而影響安全播出。本文介紹了多種防雷措施和接地系統改造方法，保障雷雨天氣下中波發射臺設備、設施的安全穩定運行。

 

　　【關鍵詞】 中波天線 發射機 防雷措施

　　引言：

　　中波發射臺一般位于地勢平坦開闊的城市郊區，由于附近高層建筑較少，中波天線作為周邊唯一高聳建筑物，夏季雷雨天氣極易遭受雷擊，雷電電流可能通過天線、饋線、供電線路、通信線纜等多種途徑引入發射機房，導致天調網絡、發射機及機房電子設備遭雷擊損壞造成長時間停播。為確保雷雨天氣下的安全播出，減少停播率，必須做好中波發射臺的防雷保護工作。

　　一、雷電的危害

　　雷電是危及人身生命安全和設備穩定運行的一種云層自然放電現象，每年由于雷電原因直接或間接引起的人員傷亡、設備設施損毀事件不計其數。從雷電造成的危害情況來分，主要分為直擊雷、感應雷和雷電波等三種情況，其破壞方式包括熱效應、機械力和電磁力。

　　1.1直擊雷

　　直擊雷是云層與地面突出物體之間直接放電形成的，當雷云同地面突出物體之間的電場強度達到空氣的擊穿強度時，地面突出物體就成為雷電的泄放通道，它們之間發生的自然放電現象被稱為直擊雷。其特點是在瞬間(通常只有幾微秒到幾百微妙)可以產生非常大的能量，并通過機械振動和高溫高熱的方式使地面突出物體遭受嚴重破壞，當雷電流通過各類電器設備的時候，就會破壞電器設備的絕緣、引起火花、造成電器設備燃燒或者爆炸等，從而造成電器設備的徹底損毀。

　　1.2感應雷

　　靜電感應與電磁感應等兩種現象均會導致感應雷的形成。靜電感應是指帶電雷云在接近地面的時候，地面金屬導體會因為靜電感應而產生大量的異性電荷，等到雷云放電結束后，金屬導體所束縛的異性電荷被釋放成為自由電荷，會形成很高的感應電壓，導致金屬導體放電引起電器設備損壞。電磁感應是指在發生雷擊的時候，雷電流會在附近空間中形成不斷變化的強大感應電磁場，通過電磁感應效應使附近的金屬導體和電器設備上產生很大的感應電流，從而損壞電器設備內部的各類電子元件。

　　1.3雷電波

　　雷電波是指直擊雷或感應雷的雷電流通過輸電線路、通信電纜等架空金屬線路進行迅速傳播的雷電沖擊波，雷電波沿著輸電線路、通信電纜侵入與其連接的各種通信電子設備，并造成嚴重破壞。

　　二、防雷措施

　　目前，由于電子通信技術的高速發展，各類廣播電視設備大量采用集成電路，設備精密度高、抗雷擊性能差，給發射臺的防雷保護工作帶來困難，也對防雷措施提出了更高的要求。為解決雷電對安全播出的影響，需對中波發射臺天饋線系統、衛星信號接收系統、供配電系統進行防雷改造，并降低中波天線底部和發射機房接地系統的接地電阻。

　　2.1天線的防雷

　　中波天線是底部絕緣天線，其對雷電的泄放能力是所有天線中最差的，雷電能量的組成主要包括低頻分量和直流分量，其中雷電的低頻分量主要靠天線底部金屬放電球完成雷電泄放，放電球間距太小會導致中波天線瞬時短路引起發射機故障，放電球間距太大又降低中波天線的避雷能力。因此，在調整天線塔底放電球間距時，要根據發射功率、天線底部輸入阻抗、調配網絡匹配結果、當地雷電強度等數據進行理論計算和經驗分析，精準計算放電球的間距，并將其科學合理的調整至最佳狀態，這樣放電球才能具備良好有效的防雷效果。檢修人員要把對放電球的日常檢修維護納入日常巡視規定動作，當發現放電球表面有附著物、出現打火或者銹蝕痕跡時要及時處理，用砂紙打磨放電球表面，使其始終保持清潔干凈和平整光滑。天線底部放電裝置如圖1所示。

　　2.2天調網絡的防雷

　　1.石墨放電裝置

　　除了安裝于中波天線基部原有的金屬放電球以外，在天線與天調網絡之間還要并聯一對圓柱形的石墨放電球，他們之間的間距同樣也可以調整。石墨放電球具備很好的放電特性，通過對石墨放電球的間距進行科學合理的調整，可以使其防雷效果達到最佳，同時在連接石墨放電球的接地銅棒上嵌套了幾十個小磁環，目的是在中波天線遭遇雷擊的時候，可以通過提高發射機的高頻短路阻抗，泄放電流，緩沖雷電，對發射機起到很好的保護作用，如圖2所示。

　　2.豪亨級泄放線圈

　　雷電能量的構成主要包括低頻和直流分量，在中波天線和天調網絡之間并聯一個豪亨級靜電泄放線圈入地，可以給天調網絡提供一個對地導通的雷電直流分量泄放通道，盡量選用線徑較粗的銅管來制作泄放線圈，這樣才能使雷電能量更有效地泄放入地。

　　3.隔直流電容

　　在天線和天調網絡之間串聯一個隔直電容，電容的容量一般在一千pF到三千pF之間。利用電容隔直流、通交流的特性，防止雷電能量的直流分量侵入天調網絡，進而通過饋線引入發射機，造成天調網絡與發射機損壞。因此盡量選用伏安特性好，耐壓值高的電容，才能更有效防止雷電能量侵入天調網絡和發射機。

　　2.3饋線的防雷

　　在發射機房和天調室兩端對固定饋線的鋼絞線做好接地處理，發射機輸出端和饋線之間增加射頻防雷器，主要是針對發射機所采取的防雷保護，用于防止雷電電流通過饋線損壞發射機，射頻防雷器距離發射機越近，保護效果越好。

　　2.4衛星信號接收系統的防雷

　　在衛星接收天線和衛星接收機之間增加信號防雷器，將通信線路中的雷電電流預先泄放或吸收掉，從而避免雷電電流通過通信線路損壞衛星接收機，確保衛星信號源的安全穩定傳輸。

　　2.5供配電系統的防雷

　　在信號源、自動播控、發射機等各系統設備前端的低壓配電柜空開輸出端增加電源浪涌保護器，其作用是將供電線路中的雷電能量提前泄放入地，避免雷電電流通過供電回路對機房電子通信設備造成損壞。