中波广播发射系统的防雷策略分析

张 晓，尚 磊，肖宇杰

1.内蒙古新闻出版广电局包头广播发射中心台发射科，内蒙古包头 014010

2.内蒙古新闻出版广电局501 台，内蒙古包头 014010

0 引言

随着信息时代的到来，广播事业的发展也在不断推进。尤其是中波广播发射系统的推广，对新闻信息的传播和人们生活方式的改变具有重大影响。但由于中波广播发射系统是通过无线电波的方式发射信号，往往会受到雷电的干扰和破坏。近年来，我国的中波发射机已经全部实现了固态化，广播设施也更为稳定，但防雷效果却没有得到强化。中波广播发射系统应该如何做好防雷措施？这是迫切需要解决的问题。

1 雷的特点及种类

1.1 直击雷

直击雷是对中波广播发射系统损害最多、危害最大的一种雷电现象[1]。通常所说的直击雷，就是指雷电对地面的突出物体和其他各种电力设备进行直接放电。直击雷所带电流很强，一般会形成几百千安培的电流。当然其达到的电压也不会低，通常都能达到百万伏左右。这么巨大的电流量已经足以使房屋建筑、工业设施、电气设备烧毁、爆炸和崩塌。其对中波广播发射系统的影响就是由于侵入发射天线等造成电波干扰的。

1.2 感应雷

感应雷是最容易导致雷击的种类，也是造成雷电事故及损失的主要原因。感应雷的形成是由于电场感应或静电感应的作用。在击中物体时，雷电会从先导放电转变为主导放电，这时金属体的表面就会产生非常高的电压并伴随着放电现象，这种放电就是感应雷。感应雷可以轻易烧毁保险丝、熔断器、变压器等电子元器件，严重的话还会烧坏集成电路。感应雷分为电网感应雷、传输电缆感应雷两种。感应雷对中波广播发射系统的影响非常大，如通过电网，电网感应雷会破坏与电网连接的广播发射装备的电源；而传输电缆感应雷则可以通过传输电缆损坏与之相连的元器件。

1.3 雷电波

感应雷击中输出架空路线的时候，一般会释放一种沿着不同的方向迅速散播的高电位冲击波，这种冲击波就是雷电波。雷电波的传播速度一般约有150m/s 之高。在散播的过程中雷电波还形成干扰源，严重影响广播电视的正常播放。

2 中波广播发射系统的防雷策略

2.1 天线防雷

天线防雷是中波广播发射系统最直接的防雷方式。天线防雷的原理是：当中波广播发射塔遭到雷击时，电流其实主要集中在纵向，只要减少地网的接地电阻或将天线的地阻控制在一个很小的范围内，就可以将电流导入地面消散，将流向机房的电流减到最小，防止发射设备被电流破坏[2]。天线防雷的措施有：一是在射塔的底座上安装避雷器，使发射塔和地面形成通路。注意避雷器必须是由黄铜做成的球状放电器，因为球状放电器可以有效地导电入地。另外，球状放电器的间隙距离应该参照发射塔发射功率和当地实际遭受的雷电强度而定，为了有效防雷，一般保持在40mm 至80mm 左右。二是减少地网的接地电阻，天线地网可以将雷电引到通畅的入地点。三是电流接地要讲究，一般地阻越小，雷击地电压越小，分流越好。

2.2 电源防雷

电源是最容易受到雷电伤害的一个环节，因此，在电源处防雷必须严格操作规范。首先，就高压端的工作而言，其工作必须由供电部门专业的人员按照安全用电规范来执行，建立全面的电源防雷布控点。在雷电现象比较频繁和强烈的区域，为了加强防雷效果，必须按照行业标准加装3 只高频的线圈。这些线圈能够雷电的低频能量泄露出去，释放雷电中产生的感应电荷。就高压变压器的低压端而言，低压配电盘也要安装相应的避雷器设备，如ZGB 系列的一级三相电源避雷器。这样做是为了能够二次释放高压端漏过的雷电感应电流，实现对电源的二次防护。在中波广播发射系统主要设备供电电源的输入端要加装二级三相电源避雷器，电源避雷器的接地能力非常关键，具备良好的接地功能才能有效的加强避雷效果。

2.3 天调网络防雷

天调网络的防雷设计可以有效地拦截雷电。其防雷的主要措施有三：一是石墨放电球设计，释放雷电流。在天调网络上安装的石墨放电球具备很好的放电性，它的间隙可以调整，合理的间距可以保证石墨放电柱充分发挥放电性作用。另外，随着放电面积的增加，石墨放电球的放电电压会减少，在天线遭受雷击时，石墨放电球通过瞬间释放的电荷能量可以达到防雷效果；二是隔直流电容设计，阻隔雷电的低频能量。中波频率的隔直流电容压降不会很大，应选择在1000 到2000PF 之间。但是要注意选择偏大一点的伏安量，发射机的功率越大，隔直流电容器就要选择越大的伏安量，避免雷电的能量利用天调网络进入发射机。二是微亨级的电感设计，流泄雷电的低频能量。微亨级的电感可以与天线并联，形成一个通路电路，使天调网络对地释放静电。此外，还有匹配网络防雷和陷波电路防雷等措施。匹配网络可以形成一个隔直电容和一个对地电感，实现双重防雷[3]。

2.4 发射机防雷

发电机防雷措施的运用主要应该做好以下两方面的工作：一是进一步加快发射机自我保护操作的反应和速度，在被雷电击中的第一时间迅速开启自我保护模式，自动切断发射机电源，避免设备损坏，提高设备自身的防雷能力；二是在发射机的输出网络上采用抗雷击型的网络架构。

3 结论

综上所述，雷电是很普遍的一种自然现象，其对中波广播发射系统的影响非常明显。广播发射的电波、信号受干扰甚至中断的情况时有发生，造成广播设备损坏、影响信息传播效果。防雷是广播事业不可避免的一项综合性工程，缺少哪个环节都会影响防雷的整体效果。中波广播发射系统发射塔相对位置较高，电源也没有直接接地，开展全面防雷工作具有相当复杂度和困难性。因此，中波广播发射系统的防雷必须采取多样化、科技化的手段，针对雷电对广播的干扰因素和造成损坏害的原因，采取有效措施阻隔电流、释放电压，以保证中波广播发射系统的正常运行以及广播发送设备的安全和使用寿命，保障好广播发送的质量。

[1]尼米.对于中波广播发射系统的防雷策略探讨[J].科技致富向导，2014，3：271.

[2]姚迪.基于中波广播发射系统的防雷的探讨[J].中国传媒科技，2014，10：130.

[3]程峥.浅谈中波广播发射台的防雷设计[J].科技致富向导，2013，05：118.