中波广播台的防雷保护措施探讨

刘伟

摘 要：本文结合我台全固态中波发射机的工作实际经验，从发射机的电源、发射机本身等方面阐述了防范雷电的基本措施，以确保发射机能够安全、优质、不间断播出。

关键词：中波广播台；防雷保护；中波发射机

信阳位于河南省南部，属丘陵地貌，雨量充沛。是雷电多发区，特别在夏季雷电频繁，闪电密度值在5.0次/（km2.a）以上，并且强度在100kA以上[1]；直接对我台全固态发射机的安全运行造成威胁，发射机，天调网络，供电系统很容易遭到雷击，轻则导致发射机内功放板上的场效应管大量损坏，重则造成发射机停机，维修量大，停机时间长，严重影响我台的安全播出。鉴于此，我们根据实际情况对我台防雷系统进行系统规范，经过实践证明，这些防雷措施行之有效。

1 机房的防雷

机房安装有广播发射机，控制设备以及供电系统等附属设施。机房的防雷，是防雷的重点，我们采取的措施是首先在机房建筑物的顶端建立规范的防雷设施，例如避雷针，避雷网带，多点接地，确保接地良好。连接点采用氧焊，保证焊接质量，采用独立防雷地井，可以有效地防止直击雷，迅速的分流和泄放雷电电磁脉冲，直接削弱直击雷的能量起着重要的作用，这种防雷措施是国内外防雷技术中普遍采取的手段。关键在于按照规范进行铺设防雷设施。我们严格按照防雷设施铺设的要求，对机房防雷设施进行重新梳理规范，认真改造。增加多点接地制作了标准化地井两个。

2 电源的保护

全固态中波广播发射机供电电源，是三相交流电380V。当供电电源受到雷击后，会产生高电压脉冲，为了防止供电电源受到雷电脉冲冲击，我们在低压稳压柜的输入端及各单元电力柜的输入端均安装了由德利和电子仪器设备（深圳）有限公司生產的BT P型电源浪涌保护器，低压稳压柜输入端使用的型号是BT B80 385 RM，各单元电力柜使用的型号是BT BC25，如图1所示。

电网在正常情况下，浪涌保护器处于高阻值状态；当电网因雷击或者其它原因出现浪涌过电压时，浪涌保护器可在纳秒内迅速导通，将浪涌过电压释放，从而保护了电网上的用电设备。浪涌电压过后，浪涌保护器将重新恢复为高阻值，不影响电网的正常供电。

3 发射机的保护措施

为进一步提高发射机的抗雷能力，我们采用了一个简单经济的办法。在发射机槽路输出端加装直径为1cm的小型放电球，适当调整放电球的间距，使其放电电压V=1.2×2 （P为发射机标称输出功率，w为馈线特性阻抗），也可有效地泄放雷电的残余能量。

发射机电源输入端加三支压敏电阻，防止由供电电源过来的，雷电产生的浪涌电压对发射机造成危害。

4 天调网络的防雷保护措施

天调网络的防雷有多种措施，就我台采取的措施进行阐述，原理图见图2。

4.1 安置金属放电球

铁塔天线的底座接有传统的直径约10cm半球状金属放电球，适当调整两半球的间距，在雷击瞬间起到首先泄放电荷能量的作用，承担主要放电任务。制作时两个放电球要水平安装，千万不要垂直安装，否则会因为下雨时造成放电球短路，影响发射机稳定工作。

4.2 连接电感线圈

在天线下端接一只60～100μH的电感线圈L0接地，该线圈铜管绕制，铜管越粗防雷效果越好。电感线圈是粗铜管绕制的，而且铜管的长度比较短，电阻分量小，对雷电电流构成了良好的地下通路，雷电中的部分能量也可通过L0入地。

4.3 安装隔直流电容器

在天线引入调配网络中串连一只大容量电容器C0（约1000pF～2200pF），能有效的防止雷电中的直流电流流向发射机，并且不影响发射信号的输送。

4.4 应用相移网络

但凡高频通路中的网络、传输线都会产生相移。当天线遭雷击放电球短路时，发射机负载阻抗骤变，影响发射机正常工作。因此我们天调网络采用相移网络，当放电球短路时，通过相移网络，使得发射机负载阻抗的变化，仍然在允许承受范围之内，充分保障了发射机的安全。

4.5 安装石墨放电柱

天线调配室接入一套石墨放电柱装置，其具有良好的放电特性。根据实际射频电压的大小适当调节间隙（调节原则为1mm/KV），利用多层间隙叠层技术连续放电，每层放电间隙相互绝缘，解决了续流向问题而且逐层放电，放电电压随着距离的增加而降低，无形中增大了其自身的通流能力，它具有放电电流大，漏电流小，无续流，无电弧外泄，热稳定性好等优点。将石墨放电柱的一端接地，并在接地端铜棒上串接30～40只磁环，这样在天线收到雷击时，巨大的电流量通过接地引线流入下地，磁环产生反向电动势，起到阻尼放电作用，有效提高了发射机短路射频阻抗，对高频级损害极小，这样，在发射机控制电路保护动作前，就起到了保护作用。

5 坚持做好平常的防雷工作

近年来受农田菜地、工业生产、城市扩大化带来的基础设施建设等因素的影响，我台地网遭到了不同程度的破坏，地网的电阻值不能将电流很好的导出，因此，我们及时对地网进行维护、修补和改造，如增加不等深综合地网等。在馈线上方架设避雷线，沿途每根立杆均做接地，起到转接防雷击作用。为确保安全，在避雷线终端杆前一杆，增装一组氧化锌避雷器。

设置避雷拉线，从塔顶向三个方向安装钢绞线，角度约为45°左右，如伞形加顶，底部通过4～5mH的电感线圈接地。

机房信号线路（卫星天线、网络）安装信号避雷器，增强内部防护，在极短的时间内，将被保护线路接入等电位系统中，并迅速对大地释放因雷击引起的高压脉冲能量，降低各接口间的电位差，以保护对应线路的信号。

除了积极采取防雷技术外，我们还要重视防雷设施的维护工作。在雨雪天气来临之前，要特别注意检查避雷设施，定期清理放电球，经常检查石墨放电球，每次雨雪天气过后，都要仔细检查，如发现放电球有打火的痕迹，要及早用砂纸打平和清洁，保持良好的工作状态。

雷电是一种自然现象，其出现是不可预测的，突然的雷击可能会造成广播设备的损坏，但是在日常工作中只要我们坚持认真检查，平常做好维护，再加上已经采取的多种防雷措施，我们相信能够把雷电所带来的损失降到最低；我们也坚信在专业技术人员的努力下，不久的将来必能稳妥地解决雷击问题，为中波广播事业做出应有的贡献。

[参考文献]

[1]程丽丹，杨美荣，李鹏，等.河南省雷电活动时空分布特征[J].气象与环境科学，2013，36（1）：50-53.

[2]王耕.大功率全固态广播发射机的综合防雷措施[J].电子质量，2009，4：36-38.