李 璟

（許昌中波轉(zhuǎn)播臺 461000）

0 引言

豫地雖屬平原地貌，地理位置優(yōu)越，但逢雷雨季節(jié)雷電頻繁，臺內(nèi)的發(fā)射機(jī)仍不免遭到雷擊，導(dǎo)致全固態(tài)發(fā)射機(jī)內(nèi)功放板和調(diào)制板上的元件損壞，尤其易擊穿功放板上的場效應(yīng)功率晶體管，不僅加大了技術(shù)人員的維修量，增加了維修費(fèi)用而且嚴(yán)重影響了安全播出工作。近幾年因雷擊造成的事故時有發(fā)生，特別是2008年奧運(yùn)會轉(zhuǎn)播期間，損失較重，僅一次雷擊事故就擊穿幾十個場效應(yīng)功率晶體管。因此，分析了解我臺發(fā)射系統(tǒng)防雷的現(xiàn)狀及存在的缺陷與不足，提出改進(jìn)的方案顯得尤為重要。

1 我臺的防雷現(xiàn)狀

許昌中波轉(zhuǎn)播臺位于河南省中部，臺站建在市郊，有76 米拉線鐵塔3 幅。由于鐵塔矗立在空曠的平地上，高度較為突出，雷雨季節(jié)天線遭雷擊機(jī)率較大，雷電的能量大，破壞力強(qiáng)，極易造成過壓、過流、過荷損壞。我臺在防雷上采用傳統(tǒng)的多重防雷措施，主要內(nèi)容如下：

(1)鐵塔天線的底座接有傳統(tǒng)的半球狀金屬放電器裝置（球徑約為10cm），在雷擊瞬間起到第一泄放電荷能量的作用，承擔(dān)主要放電任務(wù)。放電球在常溫常濕時的實驗公式為1mm/KV，即1 毫米間距耐壓1 千伏，根據(jù)天線底部的功率和阻抗可算出最大電壓，考慮到天氣潮濕等原因，間距可加1—2mm。例如我臺1098KHz/1521KHz 3KW雙頻共塔天線，我們實際調(diào)整間距約為3mm。

(2)發(fā)射機(jī)網(wǎng)絡(luò)匹配出口接一只微亨級的電感線圈L0 接地，電感可以阻止交電流電快速通過，頻率越高，線圈阻抗越大，由于電感線圈是粗銅繞制的，而且銅管的長度比較短，電阻分量小，雷電中的部分能量也可通過L0 入地（如圖1 所示）。

(3)天線調(diào)配室接入一套石墨放電球裝置，其具有良好的放電特性且可根據(jù)實際工作電壓的大小適當(dāng)調(diào)節(jié)間隙（調(diào)節(jié)原則為1mm/KV），利用多層間隙疊層技術(shù)連續(xù)放電，每層放電間隙相互絕緣，解決了續(xù)流向問題而且逐層放電，放電電壓隨著距離的增加而降低，無形中增大了其自身的通流能力，它具有放電電流大，漏電流小，無續(xù)流，無電弧外泄，熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點。將石墨放電球的一端接地，并在接地端銅棒上串接30—40 只磁環(huán)，這樣在天線收到雷擊時，巨大的電流量通過接地引線流入下地，磁環(huán)產(chǎn)生反向電動勢，起到阻尼放電作用，有效提高了發(fā)射機(jī)短路射頻阻抗，對高頻級損害極小，這樣，在發(fā)射機(jī)控制電路保護(hù)動作前，就起到了保護(hù)作用。（如圖1、2 所示）

(4)發(fā)射機(jī)內(nèi)部銅質(zhì)放電球也起到很好的防雷作用。

(5)我臺以塔體為圓心，1/2 波長為半徑，由120 根銅絲鋪設(shè)成放射狀地網(wǎng)，不僅為射頻信號提供回路，使電流向各個方向均壓泄放，為雷電提供通暢的入地點。

2 我臺防雷整改措施

2.1 由于接地電阻越小，雷擊電壓越小，分流越好，為進(jìn)一步減小對地電阻并把雷電能量引入地底深處，我臺在機(jī)房附近10m 深的地井里埋設(shè)了約3mm 厚、2m2 的銅板接地體，由寬約200mm、厚0.5mm的銅帶引出，加炭和工業(yè)鹽制成的長效降阻劑按比例回填于地井中，以減小接地地阻。

2.2 2010年我臺借對配電柜進(jìn)行更新之機(jī)，加裝了電源防雷設(shè)備。采取了在總配電室主配電盤、配電柜上安裝避雷器和在電源線上安裝電源避雷器的方法，限制瞬態(tài)過電壓對設(shè)備的危害，降低雷電對供電設(shè)備的損害，有效增強(qiáng)了對電源系統(tǒng)的保護(hù)。

2.3 2011年10月，河南省無線電臺管理中心給省內(nèi)14個中波臺撥發(fā)了一批中波饋線避雷器（1KW、3KW）。以我臺發(fā)射機(jī)輸出端安裝的中波饋線避雷器（3KW 防雷模塊）為例，經(jīng)近三年的試用考驗，我臺發(fā)射機(jī)設(shè)備安全完好，未擊穿過一個場效應(yīng)功率晶體管，可靠性高。該模塊采用一體化設(shè)計，采用阻隔技術(shù)及多極防電模塊，符合IEEE 國際標(biāo)準(zhǔn)，安裝方便且免維護(hù)。(如圖3 所示）

2.3.1 防雷模塊技術(shù)要求

a、工作頻率：531KHz～1650KHz

b、回波損耗：≤－28dB

c、插入損耗：≤0.1dB

d、輸入輸出阻抗：50Ω

e、射頻功率：1KW、3KW

f、殘余能量：＜200mJ、@3KA 8/20us

2.3.2 安裝注意事項

a、防雷模塊安裝在發(fā)射機(jī)及饋線之間，應(yīng)注意有方向性。

b、安裝前，先用萬用表電阻檔測饋線內(nèi)、外導(dǎo)體開路直流電阻，應(yīng)小于1Ω；用電壓等級2500V 的兆歐表測量饋線絕緣度，饋線絕緣電阻應(yīng)不低于200MΩ，達(dá)不到要求應(yīng)進(jìn)行充氣和防潮處理。對饋線和各接頭進(jìn)行密封（插頭和插座）檢查。

c、保證發(fā)射機(jī)及饋線地線的接地良好，接地電阻小于1Ω。

d、安裝時，防止雜物從電纜的端口處掉入電纜內(nèi)，以免帶來故障隱患。保證饋線與防雷模塊，防雷模塊與發(fā)射機(jī)相互連接牢固，各連接法蘭盤的螺栓連接牢固，沒有損壞，接頭與接頭間沒有縫隙，接觸良好。安裝完畢后，進(jìn)行新的密封和纏繞，做好防漏和防浸水措施。

e、密封處理：I.先用自溶膠帶和PVC 膠帶組成的密封膠帶，在電纜接頭及接地處先纏上自溶膠帶，再纏上PVC 膠帶，24 小時后自溶膠帶完全粘合在一起，可起到良好的密封作用；II.采用熱縮加填充膠加熱融膠，利用其受熱收縮的特性進(jìn)行密封。

f、進(jìn)水處理：將電纜兩端連接口打開流出水，擦干后用吹風(fēng)機(jī)或空壓機(jī)把潮氣吹干，重新對連接電纜頭密封和測量絕緣電阻。

3 我臺防雷技術(shù)采取的改進(jìn)措施

3.1 近年來受農(nóng)田、工業(yè)生產(chǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等因素的影響，我臺地網(wǎng)遭到了不同程度的破壞，地網(wǎng)的電阻值不能將電流很好的導(dǎo)出，因此，要及時對地網(wǎng)進(jìn)行維護(hù)、修補(bǔ)和改造，如增加不等深綜合地網(wǎng)等。另外，由于地網(wǎng)屬隱蔽工程，埋于地下不易檢查，故應(yīng)對地網(wǎng)腐蝕問題進(jìn)行研究，有利于系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

3.2 在饋線上方架設(shè)避雷線，沿途每根立桿均做接地，起到轉(zhuǎn)接防雷擊作用。為確保安全，在避雷線終端桿前一桿，增裝一組氧化鋅避雷器。

3.3 設(shè)置避雷拉線也可以有效抑制電雷，從塔頂向三個方向安裝鋼絞線，角度約為45°左右，如傘形加頂，底部通過4—5mH 的電感線圈接地。

3.4 機(jī)房信號線路（衛(wèi)星天線、網(wǎng)絡(luò)）安裝信號避雷器，增強(qiáng)內(nèi)部防護(hù)，在極短的時間內(nèi)，將被保護(hù)線路接入等電位系統(tǒng)中，并迅速對大地釋放因雷擊引起的高壓脈沖能量，降低各接口間的電位差，以保護(hù)對應(yīng)線路的信號。

3.5 除了積極采取防雷技術(shù)外，我們還要重視防雷設(shè)施的維護(hù)工作。在雨雪天氣來臨之前，要特別注意檢查避雷設(shè)施，定期清理放電球，經(jīng)常檢查石墨放電球，每次雨雪天氣過后，都要仔細(xì)檢查，如發(fā)現(xiàn)放電球有打火的痕跡，要及早用砂紙打平和清潔，保持良好的工作狀態(tài)。

4 結(jié)束語

雷電是一種自然現(xiàn)象，突然的雷擊可能會造成廣播設(shè)備的損壞和停播，其出現(xiàn)是不可預(yù)測的，盡管我們采取了多種防雷措施，但是由于發(fā)射機(jī)自身防雷能力脆弱，加上防雷技術(shù)的復(fù)雜性，決定了防雷技術(shù)仍是需要我們技術(shù)人員不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究的重要課題，我相信，只要我們不斷地采取先進(jìn)的防雷技術(shù)，總結(jié)防雷經(jīng)驗，在不久的將來必能穩(wěn)妥地解決防雷問題，為中波廣播事業(yè)防雷技術(shù)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

[1] 張丕灶等.全固態(tài)中波發(fā)送系統(tǒng)調(diào)整與維修[M].廈門大學(xué)出版社.2007

[2] GB 50057-1994.建筑物防雷設(shè)計規(guī)范[S].

[3] GY 5062-1998.電視和調(diào)頻廣播發(fā)射（轉(zhuǎn)播）臺（站）設(shè)計規(guī)范[S].