浅谈中波广播发射台的防雷设计

程峥

【摘 要】大气中携带大量电荷的雷云放电从而产生了雷电，雷电放电有时候在云层之间，有时候在云层和大地之间，通常雷电所产生的电流能够达到数百千安培。中波广播发射台的天线往往处于一座城市中较高的位置，尤其是在雷雨季节，更容易招致雷电的打击，如何有效的防止雷电放电对中波广播发射的干扰，确保中波广播发射台能够正常的播出广播各类节目，已经成为了当前一个热门研究的课题。本文正是从这一基础出发，论述了当前广播发射台的防雷现状，分析了雷电的种类及对中波广播发射设备的影响，并结合笔者实际工作经验，就中波广播发射台如何进行有效防雷提出了自己的建议。

【关键词】中波广播；发射台；防雷措施

我们要做好中波广播发射台的防雷工作，首先必须要具备防雷意识，要真正把中波广播发射台的防雷工作作为一项系统的工程来做。同时积极吸取前人的经验教训，制定科学合理的防雷措施，才能够保证中波发射台各种发射设备的正常运行，确保各类广播电视的正常播出。自2000年以来，中波发射机全面实现固态化，这使广播设备更加高效稳定，但值得注意的是，固态机的防雷电效果并不强，因此我们必须在实际工作中特别注意这一点，做好中波广播发射台的防雷措施。

1.雷电的种类及广播发射台防雷现状

根据笔者多年工作经验总结，对中波广播设备损害最大且最多的是直击雷，产生雷击概率最高的是感应雷，其次是雷电波。目前我国多数的中波广播发射台的天线都是采用垂直振子单桅杆拉线，这种方式可以让底部有绝缘效果，经天调网络和发射塔底部相连；其中天调地网通常以塔底为圆心，在0.8米左右深的土中铺设辐射状铜网。根据中波广播发射台的特点，其防雷工作的重心应该在天线底部与天调地网处，在这两处安装防雷设备，可以有效的保护中波发射台的发射设备。

1.1直击雷

所谓直击雷指的是雷电对地面的突出物体以及其他各种电力装置进行的直接放电。直击雷所含的电流巨大，一般情况下可以达到几百千安培，电压更可以达到百万伏左右，这样强大的电流通过击中物体入地。直击雷主要是通过中波广播发射台的发射天线侵入。

1.2感应雷

感应雷通常是由于电场感应或静电感应的作用，雷电通过击中物体从先导放电转变为主导放电，让金属体的表面产生非常高的电压而放电的过程。一是电网感应雷，它能够通过电网对电网所连接的广播发射设备电源造成破坏，比如开关电源和变压器等；二是传输电缆感应雷，它主要是通过传输电缆破坏相连接的元器件，比如卫星接收机等设备。

1.3雷电波

当输出架空线路受到感应雷击中时，往往会产生一种高电位冲击波，这种冲击波会沿着各个方向快速传播，通常的传播速度大约为150m/s，这种高电位冲击波（雷电波）会形成干扰源，严重影响广播电视的播放效果。

2.中波广播发射台的防雷设计

2.1接收天线的防雷

当广播发射塔遭到雷击时，建筑物各个部位中钢筋的电位不会是均衡的，尤其是纵向电位梯度相对较大，由于电磁感应与静电感应作用所产生的高位电压有可能对一些设备产生反击过电压，因此天线场地的地阻应该控制在一个很小的范围内，最好能够小于1Ω。这样一来既可以将中波的辐射效率提高，又可以在雷击时便于电流通过大地消散，让流向机房的电流减到最小，最大限度的防止发射设备被电流破坏。我们可以在发射塔的底座绝缘子上安装避雷器，让发射塔与地面相通。要注意的是，避雷器必须是由黄铜做成的球状放电器，在发射台遭到雷击时可以有效的引导电流入地，球状放电器的间隙距离应该保持在40到80毫米左右，并参照发射塔发射功率和当地实际遭受的雷电强度而定，这样才能够有效的防雷。

2.2发射天线的防雷

很多中波广播发射台使用的信号源是通过卫星或调频接受，而随着我国广电事业的发展，光纤传输信号源已经非常普遍。而在使用卫星接受或调频接受广播电视信号时，尤其是处于雷雨较多的地区的接收点，一定要加强防雷措施。为了最大程度的保护设备不被雷击破坏，我们可以建立一套避雷系统。通常情况下，一般是采取单支避雷针保护的方法。单支避雷针的保护范围如图。

图中我们可以看到，h是避雷针的高度，虚线框的部分看作保护的高度，rx是高度为hx时的保护范围，rx的值通过以下公式可以计算得出：当hx≥1/2h时，rx为h-hx；而当hx<1/2h时，rx=为1.5h-2hx。当避雷针高度超过30米时，通过这一公式得出rx的值还需要乘以系数P，P的值始终小于1，这就说明h越大，其保护半径与高度的比例越小。

同时，与避雷针相连的接地线应该进行独立走线，减少对信号的干扰，确保接地电阻最小。通常来说避雷系统的接地电阻在4Ω以内。也可以在接收天线附近的高层建筑顶端或发射塔上设置避雷针，同样可以起到避雷的作用。

2.3天调网络的防雷

在天调网络中，可以采取以下几种防雷措施：一是石墨放电球，它具备很好的放电特性，且间隙能够调整，石墨放电球的放电电压能够随着面积的增加而减少，在天线遭受雷击时能够瞬间释放电荷能量而起到防雷效果；二是微亨级的电感，它通过与天线进行并联，能够给天调网络形成一个对地释放静电的通路；三是隔直流电容，隔直流电容在中波频率不会产生很大的压降，通常选择在1000到2000PF，但它的伏安量应该选择偏大一点，因为隔直流电容可以阻隔雷电的能量利用天调网络进入发射机。当发射机的输出功率越大时，隔直流电容要选择更大的伏安量。

3.结语

防雷是广大广电发送工作者必须重视的课题，突然的雷击很有可能会让广播发射设备损坏。在中波广播发射台，处于最高位置的天线非常容易引来雷击，直击雷、感应雷击中而产生的高电压会随着电源线或地线系统进入设备，如果不做好防雷措施的话非常容易让广播发射设备受到损坏，导致广播电视停播，而广电部门需要花费大量的财力物力去维修这些设备，这些都是我们不愿意看到的。综上所述，中波广播发射台必须采取多种手段进行防雷，让雷电的干扰因素降到最低，有效的保证广播发送设备持续稳定运行，实现安全优质播出。

【参考文献】

[1]蔡以松.发射台防雷问题分析及措施[J].广播与电视技术，2003（02）：59.

[2]邓美亮.中波发射台防雷措施的探析[J].山东电子，2012（07）：66.