中波发射台天线防雷技术

杨青

（贵州省广播电视局896 台 贵州省六盘水市 553000）

在实际运行中，因为受到很多自然因素的影响，如地形、气候等，中波发射台很有可能受到雷击而出现线路击穿的情况，如果不能认真落实雷击防护措施，防护技术水平偏低，过大的电流及电压会危害各种设备，尤其是天线，而且有可能造成发射系统完全瘫痪。因此，在中波发射台防雷处理中必须要合理运用防雷技术。

1 我国中波发射台天线防雷现状

在中波发射台的总体工作中，导致中波发射台损坏的重要原因之一便是雷击，其杀伤力最大。常见的雷电有两种：一种是直击雷，另一种是感应雷[1]。损害概率最高的为感应雷，由感应雷导致中波发射台遭受严重的损坏的比例超过80%。我国中波发射台天线之间通常是采用垂直振子形式来连接，接着利用馈线连接天调网络，再科学连接发射台铁塔底端，正是因为该连接方法，中波发射台底端具有绝缘特殊性质，必须要对天调网络及发射台铁塔底端实施防雷技术防护，也要安装相应的关于防雷击的设备，这样除了能够降低中波发射台受到雷击的出现概率，还能确保中波发射系统正常运行。其实，将避雷针或具有隔绝直流电功能的绝缘装置安装在中波发射台上，无法直接防止发射台遭受雷击，只能降低雷击的破坏程度，这就说明中波发射台系统的防雷装置及措施需要进一步优化。

2 中波发射台天线防雷的基本工作原理

结合其布局特征，我国中波发射台具有诸多特点，比如：连接贯线，还有填空调整网等等。发射台的防雷设施通常是在地网底部，或者在天线上安装防雷设备，这对科学保护发射台的发射设备非常有利。现如今，利用天线的形式，对于波头站雷击的常见策略是将相移电路网络及隔直电容器等安装在天线内网络中，而且将以往的半球形放电装置安装在天线底部。但是，虽然这些雷电对抗防雷策略，然而变送器容易受到破坏，所以确保发射地处于安全的雷击环境下是当前需要迫切解决的问题之一。

3 中波发射台天线防雷的常见类型

3.1 放置电球

利用在天线底部放置电球，以实施防雷策略。利用两个半圆形构成的电球可以连接铁塔与地。而在未雷击的情况线下放置电球就不能正常工作，当其工作时，即铁塔受到雷击时，该放电球会导通，也在瞬间释放出高电压，而针对天线防雷保护是在铁塔中安装放电球。

3.2 微亨级接地电感

在雷电能量中比较集中的部分主要有两个，一是低频，二是电流，而大部分利用微亨级接地电感在电量放射中电感存在一定的局限性，而且无明显的放电效果[2]。当前，在中波发射台天线防雷技术中作为普遍应用的类型是微亨级接地电感，电感相当小的L1 以及L2，很粗的铜管制作材料进行使用，而直径10 毫米的电感线圈有显著的雷电泄放效果，可以高效保护天线，也可以在电波发射台工作中发挥着重要的防护作用。

3.3 隔直流电容器

若中波发射台的天线因为一些问题被雷击，发射机便经过一些雷电能量，以导致中波发射台受到毁坏，所以可以解决的措施是利用隔直流电容器，换言之，可以安装1000-3000pf，隔直流电容器的耐压值也相当高，在天线之间发挥作用的发射机，合理利用隔直流电容器的耐压值，以科学阻断雷电的低频以及直流部分，使防雷功能全面发挥。

4 中波发射台天线防雷的具体技术措施

4.1 接收天线的防雷技术保护

对中波发射台天线实施防雷技术保护过程中，应该根据有关标准要求在天线竖杆科学安装避雷针上，能够显著减少天线被雷击中的几率，保证接收天线在实际工作中不会出现异常。然而最为显著的区别实施避雷安装高度直接关乎到避雷针保护范围，二者有着极其密切的联系。一般来说，若避雷针安装高度较高，那么其保护的范围较大，反之，如果避雷针安装高度较低，那么其也不会有很大的保护范围。因此，选择在接收天线上安装避雷针，应该认真考虑接收天线的安装位置，精心设计避雷针安装高度，以在最大限度上确保避雷针的防雷功能可以更好地发挥，进而保证中波发射台天线在使用不会发生任何异常[3]。结合以往安装的经验来看，不难得出，在安装避雷针时安装高度应严格控制在不大于20 米，可以防雷击保护覆盖不大于45 度范围的所有设备，可以防止设施由于雷击而受损。同时，要想减少接收信号受到避雷针使用和安装的干扰，应该在避雷针上安装一根独立的接地线，接地线的电阻也不能高于4Ω，进而保证接收天线不会受到避雷针的干扰，依旧可以安全使用。

4.2 天调网络的防雷技术保护

就中波发射台天线防雷技术保护来看，天调网络是不可或缺的主要设施，而且要重视其防雷技术保护。要想防止避雷电流从馈线进到非法射击中，就会导致发射机在使用中出现问题，必须要合理运用适合的防雷技术，比如：安装规格时1000 到2000pf 的隔直流电容器，进而有效阻隔雷电形成大量的低频能量，确保发射机功能不会由于该低频能力而受到不利影响。要想保证隔直流电容机为发射机提供优质的服务。在发射机的输出功率加大后，必须要迅速提高电容器伏安量以及功率等等，进而方便减少中波频段汇总电容器产生的压浆，确保可以全面发挥电容器阻隔雷电低频能量的重要功能[4]。同时要想防止雷击涌流受到天调网络的干扰，必须要正确安装相应的放电柱，但是需要哦保证所选的放电柱具有显著的放电特性，最为广泛使用的是石墨放电柱等等，每种类型放电柱的安装间隔距离也应该控制在约1 厘米，进而方便对为天调网络进行放电技术保护。对于功能而言，石墨放电柱必须要根据放电量的大小来适当调整和改变自身的放电压，保证可以获得良好的放电效果，以保证天调网络可以进行科学的防雷击保护。此外，在天调网络防雷技术保护中通过对泄放线圈进行科学应用，也能够式天调网络受到科学的防雷击保护。对于功能而言，泄放线圈作为主要的作用是可以迅速释放由于雷电而形成的低频能量。降低因为雷电能量与天线感应二者之间相互产生影响产生的静电荷，避免天调网络受到静电荷的不必要干扰，进而大幅度减少天调网络在使用过程中问题的出现几率，而且更加稳定。

4.3 发射天线的防雷技术

发射天线的防雷是尽量减少由于雷电形成的强大电流破坏发射天线，降低雷击袭击的出现几率。该防雷主要体现在以下两点：

（1）保护天线底部绝缘子[5]。因为天线底部出现潮湿现象，会显著减弱绝缘子的绝缘性，而且降低天线抗雷击能力，提高放电球打火次数，所以需要科学改善设计天线底端绝缘装置的绝缘子，也就是将“安全帽”增设在绝缘子顶部，在绝缘子顶部安装圆锥形护罩，覆盖范围必须要大于绝缘子平面的33%。

（2）降低地网接地电阻。降低地网接地电阻的主要目的是防止雷击时因为中波发射台纵向电位梯度加大，产生静电感应以及电磁感应，还有这些感应形成的高电位使设备出现反击过电压情况。利用降低地网接地阻，让雷电流在大地之间可以形成良好的通路，向大地释放很多雷电流，以实现降低雷电流冲击发射台天线的目的。

5 中波发射台其他方面防雷技术措施

5.1 电源的防雷技术

若触发雷击，受到损坏的电源会严重毁坏电压设备。因此，保护其他设备的重要基础是保护电源，如果没有电源安全保护，其他设备保护设施是毫无意义的。在中国广播电台防雷等级以及雷电事故下，电力系统保护必须要处在最高水平。要想真正实现多层次合作[6]。既要科学分配每级SPD 之间的能量，又要采用合适的设备对电力系统进行保护。明确规定在高压变压器的高压端以及低压端需要有适宜的防雷措施。要想使器件得到二次保护。必须要在低压配电板以及高压变压器上的单级三相电源避雷器将剩余的电流泄露出来。就价格高的变送器来讲，必须要将两级三相电力避雷器安装在电源上，进而保证变送器是十分稳定的。

5.2 供电系统的防雷技术

就解码器来讲，信号矩以及卫星接收器等等，需要使用经过调整的交流电源，要想将短路重启时间以及自动参数复位等问题有效解决，所使用的电源应该是拥有电涌保护作用的IPS，在迅速响应且浪涌吸收能力强的设备中安装TVS。因为其无法稳定工作，若在实际运行中出现瞬态过电压，TVS 的一些有害部分容易旁路。安全电压代替倾翻电压箱后，让保护设备不会受到瞬态过电压影响，比如：感应雷击，还有静电等等[7]。发射台不只是让系统以及发射器很有可能受到雷击，也会造成雷击事故发生，容易造成雷击。因此，就避雷器来讲，尤其是低压设备，也需要在电力系统的低压垫盘安装，比如：真空放电装置，还有电阻变压避雷器等等，能够在受到雷击时有效保护架空电线。

6 系统改进中波发射台天线防雷措施

利用分析能够得出，中波发射台天线防雷方法是以泄故以及阻塞为主，在改善天线防雷设施过程中需要注意这些。

6.1 改善天线放电球防雷措施

事实上，大部分放电任务是结合天线放电球来泄放雷电流，而不同放电球的间隔距离必须要设置在5 毫米左右，在一般状态下天线底部设置1kW 中波发射机的实际设置情况；而部分放电任务是石墨放电球能够完成，其间隔距离时2 毫米到3 毫米；还有部分放电任务在放电机内部发电球中，设置的间隔距离是1 毫米。但是需要注意的是，馈线避雷器做好泄放的最后的5%雷电流。

6.2 在天调网络中应用并联电感与电容

通过对电磁场频谱进行研究发现，多数雷电能量都是小于3kHz，直流是主要的[8]。要想大幅度提高泄放防雷电流技术水平，需要在天调网络以及发射机中并联电感L1 与电容L2，而为了保证阻抗能力不受任何影响，应并联电容C1 与电感L2，采用该方法后，若发射机的工作功率以及输出功率可以被经并联的电感以及电流谐振都可以实现在电感与电容的新增中，在处于高阻状态下的L1、C1，还有处于低阻状态中的L1 与C2 都能增强泄放瞬间电脉冲的能力，而且C2 可以对瞬间电脉冲进行有效阻塞。

7 防雷设施的科学维护

为了将雷电危险彻底消除，而且迅速找到防雷装置存在的隐患，需要定期对电缆绝缘子进行清理以及检查，塔基绝缘子以及单纯的绝缘子是不是存在裂缝；认真检查雷暴季节安全以及防雷设备，在积雪后，从隔离区以及排水管的隔热层中将冰雪全部去除；经过雷击后，对防雷装置进行全面检查，比如：将毛刺拔出来后，使其放平，定期对传输线的压敏电阻进行压制，让其在重要时刻有不错的表现，有必要的时候，能够发挥出保护作用。并且对脚附近的杂草进行仔细检查以及清理。在塔内，需要定期检查机房是不是出现腐蚀的现象，也要检查内部接地点是不是准确连接，连续检查工作能够避免雷击损坏广播控制设备，让启动站可以确保设备正常操作[9]。就防雷系统的平时维护以及接地电阻的定期测量来讲，在设计防雷过程中需要以认真的态度实施防雷技术策略，必须要在雷雨时全面检查防雷组件，结合防雷设备的损坏调查报告，科学改进。在遇到雷电风暴时，必须要高效完成中波发射场的一系列防雷工作，只要是发射台的设备，都必须要结合各种设备的类型和尺寸规格以及性能，合理制定相应的防雷措施，运用合适的防雷技术，这样就可以得出，中波发射天线具有不错的防雷效果，为保证中波发射台正常运行打下坚实的技术基础。

8 结语

中波发射台在运行中容易受到雷电干扰，是最主要的外界因素，直接关乎到中波发射台在工作中是否出现异常，所以相关工作绝对中波发射台防雷工作绝对不可以忽视。并且在开展中波发射台天线防雷工作过程中需要充分利用各项防雷措施以及防雷技术，对各种设备采取防雷击保护技术，以防经常发生雷击事件，进而造成中波中波发射台在日常运行中容易出现故障，不具有良好的安全性。