大功率中短波广播发射台防雷技术与注意措施研究

付书东

（国家新闻出版广电总局四九一台，北京 100121）

大功率中短波广播发射台防雷技术与注意措施研究

付书东

（国家新闻出版广电总局四九一台，北京 100121）

随着广播电台的普及，人们可以方便地获取自己想了解的信息，中短波广播已经成为了当今广大群众的又一消遣途径，而大功率中短波广播发射台作为发送中短波信号电磁波的基础设施，在传送中短波广播中有着很重要的作用。中短波广播发射台多建于一些空旷地带，发射天线较高，非常容易遭受雷击，所以对于发射台的防雷技术及相关防雷措施的探究非常重要。本文在介绍雷击危害的同时，将主要探讨大功率中短波广播发射台的防雷技术及相关注意事项，为大功率中短波广播发射台提供一定的参考依据。

大功率 中短波广播发射台 防雷措施 注意事项

随着广播事业的不断发展，人们对于大功率中短波广播的要求也越来越高，在先进技术不断被引进的同时，对于发射台防雷技术的探讨也渐渐引起了相关业者的重视。一旦发射台遭受雷击，致使雷电波侵入发射机等播出设备，将会严重影响播出效果。为了提高中短波广播电台播出质量就必须做好发射台的防雷工作，根据大功率中短波广播电台的实际情况，制定合理科学有效的防雷技术方案，并认真落实防雷工作，才能避免播出安全事故的发生。

1 雷电概述及其危害

1.1 雷电概述

雷电是一种由带电荷的雷云引起的放电现象。有利的大气和大地条件下，由于强大潮湿的热气流不断上升，进入稀薄的大气层发生冷凝就会产生雷云。强烈的上升气流穿过云层，水滴被撞分裂并带上电荷。较轻的水沫带负电，被风吹到高空，形成一些局部带正电的区域。雷云的底部大多数为负极，这样就会在地面上感应出大量的正电荷。于是在带有大量不同极性或不同数量电荷的雷云之间，或者雷云和地面之间就形成了一股强大的电场，而随着雷云的发展和运动，一旦空间电场强度超过了大气游离放电的临界电场强度（大气中约30kV/cm，有水滴存在时约10kV/cm）时，就会发生云间或对大地的火花放电，形成雷电［1］。

1.2 雷电的危害

对大功率中短波广播发射台具有较大危害的雷击主要有感应雷击、直接雷击、雷击电磁波脉冲及雷击的反击四种。

（1）感应雷击是由电磁和静电效应产生的，当带电云层接近可以放电的物体时，放电物体就会产生极高的电压，进而产生放电现象，对广播发射台的发射设备的电源造成破坏，同时也会干扰电子设备，甚至会击穿电子器件或烧毁电路板，导致整个系统的瘫痪［2］。（2）直接雷击就是带电云层对某一位置集中放电，可以从发射台的发射天线进入，会对电气设备造成严重的破坏，虽然放电时间只有几十毫秒，其电压可达到几百万伏，能量巨大，频率非常高，破坏性极大［3］。（3）雷击电磁波脉冲是由雷击产生的一种强大的电磁冲击波，它会对发射机设备器件造成损坏，同时，对播出环节设备也会产生电磁干扰，尤其是会造成电子设备控制系统的损坏，极大地影响了播出质量。（4）雷电的反击是指遭受直击雷的金属体（包括接闪器、接地引下线和接地体），在引导强大的雷电流流入大地时，在金属体的引下线、接地体和相连金属导体上就会产生非常高的电压，进而在与周围连接的金属物体、设备之间产生巨大的电位差，这个电位差会引起闪络。在接闪瞬间与大地间存在着很高的电压，此电压会对与大地连接的其他金属物品发生放电现象，造成雷击反击［4］。其对供电系统及控制信号系统的电子设备有着很大的破坏力。

2 大功率中短波广播发射台防雷技术

2.1 针对直击雷的防雷技术

在发射台的最高处安装避雷针可有效防护直接雷击，将避雷针与发射台的钢筋网进行良好的电气连接，再通过引下线将其与基础接地连接，这样避雷针就会带上与大地相同的电位，当发生雷击时，避雷针会把雷击吸引到自身上来，从而降低发射台的雷击发生率［5］。另外避雷针由于与大地进行了连接，可以把雷云中的电荷能量引导入大地进行释放，大大缩短了雷击过电压时间，减小了雷击的危害性。在安装避雷针时，应保证引下线接地装置的可靠性，必应选择接地电阻较小的引下线接地装置。

2.2 针对发射台内部的防雷措施

对发射台内部危害最大的是高电压的引入。高电压的引入是指雷电通过金属线将高电压引入室内的破坏现象，直接雷击、感应雷击、雷击反击都可能会造成高电压的引入。为此就需要综合了考虑三种雷击的危害性并采取相应的防雷措施。

（1）进行屏蔽接地。可以用已经接地的完整金属屏蔽体将带电导体包围起来实现静电屏蔽，在屏蔽体的内侧将感应出与带电导体等量异种的电荷，外侧出现与带电导体等量的同种电荷，而由于接地，金属屏蔽体外侧感应出的电荷就会流入大地，屏蔽体外侧电场消失，屏蔽起了内部的带电导体电场。再就是交变电场屏蔽，为减少交变电场对敏感电路（比如多级放大电路、RAM、ROM电路）的耦合干扰电压，可以将导电性好的金属屏蔽体设置在干扰源和敏感电路之间，或者将干扰源、敏感电路分别屏蔽，并将金属屏蔽体接地。由于金属屏蔽体的良好接地，极大地减小了交变电场对敏感电路的耦合干扰电压，保证了电路的正常工作［6］。（2）安装避雷器。避雷器具有保护通流量大、残压低、响应时间快、防火、内置热保护、工作稳定可靠等特点，可用来保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压，其种类主要包括电源避雷器和信号避雷器，以及天馈避雷器，主要有放电间隙、压敏电阻、滤波器、二极管等器件组成。避雷器具有良好的分流效果，为保证高电压流入避雷器后，仍能进行正常防雷，应采取分级防护、逐级分流的方式进行避雷器的安装。（3）等电位联结。等电位联结是将发射台内的各电气装置和其他装置外露的金属及导电部分、人工或自然接地体用导体连接起来，使整个发射台的正常非带电导体处于电气联通状态，以减少电位差，是发射台内部防雷的主要措施之一，可防止直击雷、感应雷或其他形式雷造成的设备损坏及安全事故［7］。

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2.3 针对感应雷击的应对方法

对于感应雷的防护措施主要是将发射台内部的钢筋等金属设施进行联合接地，通过接地可以让雷电电流流入大地，避免了雷电集中于一处造成的破坏，同时也降低了引下线上的闪络电压，避免了雷击反击的发生。另外如果发射台内发射机的高频接地系统与防雷接地系统共用接地装置，应保持两者的地中距离在20米以上。

3 大功率中短波广播发射台防雷注意事项

防雷接地作为防雷措施的一部分，其作用是把雷电流引入大地。建筑物和电气设备的防雷主要是用避雷器（包括避雷针、避雷带、避雷网和消雷装置等）的一端与被保护设备相接，另一端连接地装置，当发生直击雷时，避雷器将雷电引向自身，雷电流经过其引下线和接地装置进入大地。在大功率中短波广播发射台防雷工作中，防雷接地应得到重视，做好接地工作，保证发射台设备的正常工作。

信号防雷与电源防雷的接地电阻不同，在实际采取防雷措施时，应根据发射台的防雷区域，选择合适的接地电阻。适当降低防雷接地和高频接地电阻，以保证其符合防雷的要求（标准接地阻值不应大于4欧姆），但安全地和功率地的接地电阻应小些，信号地的接地电阻应大些。

发射机房的建筑物外墙要将金属网和门窗进行屏蔽接地。机房内的信号地线、配电保护线、电气设备外壳、屏蔽地线和其他外露金属体应单独用导线分别接入接地网系统。接地网系统包括接地线、层接地端子、接地干线、总接地端子、接地引入线、接地体六部分，其中接地导线尽量选取股数较少的导线，为尽量减小电化学反应对导线的氧化作用，应尽量采用小芯数导线。另外，导线接头不能直接用螺丝固定在节地端子上，应用相同材质的铜压线接头压接，为防止电氧化造成的压接表面氧化，进而增加接触电阻的现象，还需用浸锡法使接头压接部分浸润。为减小设备静电对播放造成信号干扰，应将发射机房内的变压器与其他电气设备隔离开。在进行避雷针与引下线的焊接时，应保证焊接点连接可靠。

4 结语

防雷工作对于大功率中短波广播发射台的正常运行有着极其重要的意义，如果防雷工作做得不到位，造成雷击事故，将对大功率中短波发射台的播出效果造成极大的影响，严重的话甚至会导致停播，为避免这种情况的发生就需要加强相应的防雷措施，不断提高防雷技术，做好广播发射台的日常防护工作，为发射台创造良好的运行环境，保障中短波广播电台能够安全、稳定地进行播出。

［1］程峥.浅谈中波广播发射台的防雷设计［J］.科技致富向导，2013 （4）：118.

［2］张丹丹.浅议广播发射台的综合防雷措施［J］.中小企业管理与科技，2015（25）：275-275.

［3］马丽雅.中波广播电台的防雷保护措施［J］.西部广播电视，2014 （6）：124-125.

［4］何青.中波发射台的雷电防护技术［J］.西部广播电视，2015（13）：216-217.

［5］胡亚楠.广播发射塔防雷技术［J］.现代工业经济和信息化，2015 （9）：60-61.

［6］金世新.中波发射台天线防雷措施的改进［J］.广播与电视技术，2007（7）：94-95.

［7］赵红伟.广播电视发射台的防雷技术分析［J］.科学导报，2014（14）：179-180.

付书东（1972—），女，北京人，大专，毕业于北京机械工业学院，工程师，研究方向：传输发射。