探讨中波发射台天线防雷技术措施
探讨中波发射台天线防雷技术措施
文/李建华
受地形地势、气候条件等因素影响,中波发射台容易引起雷
击现象的发生,对雷击防护不力将导致广播电视设备的损坏和停
播,造成极为不利影响。当中波发射台遭到雷击后,需要花费大
量人财物力进行抢修和检测,以确保广播电视的稳定性,大大增
加了维护成本支出。因而,如何通过有效技术措施,实现高效防
雷,避免雷击带来的重大损失是中波发射台必须考虑的问题。本
文主要探讨中波发射台天线防雷技术措施。
【关键词】中波发射台 天线防雷 技术措施
通常情况下,中波广播发射主要建立在地势高、地形平坦、空旷的野外,一旦遇到雷雨
天气,常引发雷击现象,给广播电视正常运行带来诸多不利影响。当前,我国多数中波广播
发射天线主要以垂直振子单桅杆的方式拉线,经馈线、天调网络与铁塔底部连接,其最大特
点为底部绝缘。针对这一特点,为防止雷电对天线造成的袭击,一般在天线底部和天调地网
处安装防雷设备,从而确保发射台发射设备的安全与稳定,保障广播电视的正常运行。
1 雷电的产生及中波发射台防雷现状
雷击是一种自然现象,主要是一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层,或者
带电的云层对大地之间迅猛放电。我们所说的雷击,主要指的是云层对大地的放电,这过程
中雷击自身携带巨大能量,威力极大,对建筑物、电子电气设备、人、畜等产生极大危害。
根据雷电产生的机理,可将其划分为直接雷和感应雷。其中,直接雷较为猛烈,但对设备的
损坏程度较低,雷电袭击中,80 的设备损坏来源于感应雷。主要是由于雷电发生时,不仅
产生强大的雷电流,而且在雷电发生范围内形成瞬间电磁场,产生脉冲电磁辐射,对一定区
域范围的导体或用电设备产生电脉冲,从而不同程度损坏电气设备。中波发射电台主要以全
固态发射机,较之电子管发射机,其抗雷能力差,极易产生过压、过流、过荷损坏。当前,
中波发射台主要通过天线防雷相关措施,以避免和减少雷电对发射台带来的影响和破坏,在
确保设备安全,保证广播电视稳定、安全运行发挥着巨大作用。
2 天线防雷技术措施
2.1 发射天线方面
大电流是雷电产生的主要破坏力,为减少强大电流对发射天线的冲击,可通过以下几
个方面进行防雷:(1)减小地网接地电阻。雷击时,发射台纵向电位梯度较大,电磁感应
和静电感应产生的高电位对一些电气设备产生反击过电压,为此,可通过地网接地电阻,对
雷电流形成可靠的人地通路,从而减少强大电流对天线的冲击。此外,还可以在天馈调配网
络室,将接入的高频地线与天线地网、馈线地线、防雷地井、调配室屏蔽层等焊牢,从而减
少高频损耗的作用,保障发射稳定输出。(2)天线底部绝缘子的防护。潮湿状态下的天绝缘
子其绝缘程度将大大降低,加之爬电电压增大,放电球打火次数增加,常降低天线的抗雷能力。
通过绝缘子加冒的设计,将一圆锥型护罩置于绝缘子顶端,并确保底边和绝缘子陶瓷顶线在
一水平面上,其面积应为绝缘子平面的 1/3 及以上,以此确保绝缘子的清洁和干燥,提高绝缘子的抗雷能力。
2.2 接收天线方面
接收天线方面的防雷,主要通过在天线竖杆上安装避雷针的方式上实现。在安装过程中,
应特别注意避雷针安装高度,保证其满足天线
设施的保护要求。由于高度不同,避雷针所能保护的范围大小就不同,且随高度增加,避雷针保护范围会相应减小。通常来说,在 20m
内的高度下,所有 45°角覆盖范围内的物体均得到保护。因此,中波发射台接收天线在安装避雷针时,应注意以下问题:(1)高于天线
顶端的避雷针长度,应超过天线最大尺寸,且与天线间的最小水平间距应在 3m 以上。(2)
为防止对信号的干扰,与避雷针相连接的接地线,应独立走线,从而保证较小的接地电阻。通常情况下,避雷系统接地电阻应在4Ω内。
(3)信号源的传输馈线方面,除了要与避雷针接收线保持一定距离外,还应原理电源传输线,以确保广播电视音频质量。
3 其他防雷技术措施
3.1 电源防雷方面
电源防雷主要是供电线路防雷。架空供电线路中的电力线,应装在与共用地线相连接
的屏蔽槽内,使三线间保持适当距离,并确保零线与接地线分开。这样,在遭到雷击时,相
间电位差较低,从而减少了变压器次级感应电压。同时,要注意在电力线起始端安装上避雷
器,确保避雷器的规格与电源电压相符,且在每个避雷器上并一个适当间隙的放电阀。
3.2 天调网络方面
天调网络防雷,主要通过石墨放电球、微亨级的电感、隔直流电容等措施来实现。其
中,石墨放电球具有良好的放电特性,且其放电电压随面积的增大而减少,对雷击天线起到
瞬间泄放电荷能量的作用。微亨级的电感主要是对天线进行微亨级电感并联,为天调网络提供一个对地静电放电通路。隔直流电容则
防止雷电的能量通过天调网络进入发射机,损伤和破坏设备。通常情况下,隔直流电容为
1000PF ~ 2000PF,但当发射机输出功率越大时,隔直流电容所选用的伏安量也应该越大。
3.3 机房防雷方面
为防止雷击对发射建筑造成的损害,机房防雷应注意:(1)机房内应尽可能保证电
位均衡。各楼层设置好等电位连接母线,使水管、线槽、风管机电线管等形成等电位的连接系统,并尽可能将接地电阻控制在1Ω以下。
(2)机房建筑内的金属门窗,金属栏杆机建筑表面其他金属物件应与建筑结构钢筋相连接,以形
成一个等电位的空间系统,最大限度降低雷电对机房的影响。尤其是值班机房,应在四周墙体敷设铜网,建设电磁波敷设,最大限度避免
和防止侧击雷和滚雷的袭击,保证值班人员及社会的安全。
4 小结
在雷雨季节,发射台受雷击的概率依然比较大,相关设备仍不同程度受损。这不仅造
成极大人力负担和经济损失,而且还对广播电视的安全播出产生不利影响。因此,为确保广
播电视的正常与稳定,中波发射台防雷形势刻不容缓。
参考文献
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作者单位耿马中波台 云南省临沧市 677500