全固态中波发射机天调网络的防雷对策

肖光寿

摘 要：随着科学技术的快速发展。全固态中波发射机的研究也取得了飞速的进展，其结构也日趋复杂。随着全固态中波发射机的普及，人们对全固态中波发射机天调网络防雷条件也提出了更高的要求。由于大多数全固态中波发射机天调网络是建设在野外地区，因此其天线和馈线经常容易引雷。如果不能采取有效的防雷措施，雷击将对全固态中波发射机天调网络造成极大的损害，为了确保全固态中波发射机设备的安全稳定地运行，必须对全固态中波发射机天调网络采取安全有效的防雷措施。本文通过对全固态中波发射机天调网络进行概述，分析全固态中波发射机天调网络的防雷措施。

关键词：中波；发射机；天调网络；防雷措施

中图分类号：TN943 文献标识码：A

随着科学技术的快速发展，我国的中波广播发射建设事业发展迅猛，目前基本上所有的发射机已经实现全固态化。与传统的发射机相比較，全固态中波发射机的整机播出效率大大提高。但是全固态中波发射机的防雷能力较为薄弱，而且由于此类发射机需在较低的安全电压下工作，因此当发生雷击事件时，其工作的效应管极易被击穿或损坏，最终造成整体设备的损坏。要想避免雷击所带来的强电压问题，就必须采取合理的防雷措施。目前多数广电公司的防雷措施主要是对全固态中波发射机的天调网络进行重点保护。但是随着全固态中波发射机的进一步发展，老旧的防雷措施将难以满足工作要求，因此必须加强技术革新，使发射机在保障工作效率的同时，提高防雷措施的安全度。

1.雷电特征与性质

雷电现象是大自然中的一种普遍现象。主要产生于云与云及云与地之间。雷击现象的本质是由于大气中的携带不同极电荷的云层相互碰撞而产生的放电过程，在雷击现象中，由于不同电荷云层相互碰撞，因此会有较大的能量释放。在能量释放过程中，将产生极大的雷电电流，一般的雷电电流高达数千安以上。而且雷电放电过程极短，基本只能维持几微秒，因此在雷电放电过程中，其周边环境的温度将大幅提高，然后这些电流在电磁感应作用的影响下，将对地面上的物体进行直接雷击，最终造成地面上物体的瞬时破坏。通常情况下，雷击现象主要发生在地面上电荷比较集中或者地势比较突出且拥有良好导电性的区域，因此必须注意对这些地方的防雷措施的布置。全固态中波发射机的天调网络一般处于地势高，导电性良好的位置，因此要保证全固态中波发射机的防雷的有效程度，就必须对其天调网络采取有效合理的防雷措施。

2.全固态中波发射机天调网络概述

在全固态中波发射机中，由于其所需要发射的中波广播的波长较长，为了避免其加工的复杂性，中波发射主要依靠调节发射机天调网络的阻抗来进行，而调节发射机天调网络的阻抗一般是通过发射机的电容以及电感元件的相互作用完成的。中波天调网络（简称天调网络）是指发射机的发射天线的输入端与发射机输出馈线之间的网络，它并不只是一个单一的阻抗变换设备。当发射机需要发射信号时，必须经过天调网络的阻抗设备进行信号转换。在实际的使用过程中，为了让发射机能够全天候的工作，就必须考虑天调网络的各种可能影响其正常工作的因素，例如雷击和静电等。因此天调网络中需要设置滤波电路，滤波电路可以滤除干扰信号。天调网络作为全固态中波发射机最重要的构件，其性能将直接影响整个发射系统的工作性能，因此研究天调网络的电路原理，分析合理的天调网络防雷措施极其重要。

3.全固态中波发射机天调网络的防雷对策

陆地上电荷比较集中或者天线处于较高位置的区域，容易遭致雷击。如果没有对天线系统进行良好的保护，雷击所产生的高额电流电压将严重破坏发射机以及天调网络。在实际的防雷安排中，应当严格符合以下规定：一是要尽量减少该区域地网中的接地电阻，这样可以给雷电条件下的发射信号提供相应的回路；与此同时，应当注意防雷接地点的选取，避免雷电接地的不顺畅性。二是由于雷电所产生的击穿电压一般是和接地电阻呈现正比例变化的，因此必须选取合适的接地点进行集中接地处理。

3.1 天线的基底部要使用高频扼流圈进行接地

在实际应用中，为了提高防雷的有效性，一般采取双电源系统，双电源系统的变压器应当设置在天调网络处。由于双电源系统的高压线是直接暴露在室外的，极易引起雷击。在这种情况下，为了防止雷击，一般选择在电源系统中设置分层防雷措施。目前，在全固态中波发射机中使用最为广泛的防雷措施为将天线的基底部使用高频扼流圈进行接地，因为天线处是设有相应的雷电接地装置的，因此能够将带电云团电荷在空中进行聚集，然后通过高频扼流圈进行接地，最终使静电荷扩散，这样就可以使天线本身排除那些带电荷不等的云团，最终降低天线中云团的放电次数；同时，这样也可以使带电云团的电荷实现泄放，当带小电荷云团的电荷达到击穿大气层时，天线中的高频扼流圈进行接地，从而实现即时放电。

3.2 天线基部设有放电球

除了在天线的基底部使用高频扼流圈进行接地外，另一个较为常用的防雷措施为在天线底部附近安装一些放电球。放电球一般为半椭圆形式的金属球，其安装方位为：将其一端与天线底部相连，另一端进行接地处理。放电球之间的安装间距是由其安装天线的发射机的发射频率以及当地的通常雷电平均强度设置的，当雷击现象产生时，放电球可以作为雷击时瞬间电荷的第一次泄放工具。在天线底部安装放电球需要注意的是，必须界定放电球的放电电压，这是由于大气中的雷击现象是不稳定的，为了应对这些变化，当大气层中带电云层所汇集的电荷超过了放电球所设置的安全电压值时，需要安装其他的放电处理装置。借助放电球可以在短时间内使大量的电荷在陆地进行扩散，同时由于放电球安装在天线底部，因此可以避免天线后端的设备遭受损坏。最后需要注意的是，在夏季等雷雨天气多发季节以及多发地区，在雷电天气来临之前，必须严格检查放电球之间的间隙是否符合国家所规定的安全间距，从而保障发射机能够在正常状态下工作与运行。

3.3 在天调网络中设置石墨类放电球

除了在天线基部设有放电球可以有效防止雷击现象外，在天调网络中设置石墨类放电球也具有同样的效果。一般选取在天调网络的两侧并联处放置石墨类放电球，石墨类放电球的间距是可以调整的，但是不得超过国家相关规定所要求的安全间距。石墨类放电球具有良好的物理性质，因此能够良好地进行放电，并且在放电过程中，石墨类放电球的电压会随着面积的增长而逐渐降低。一般来说，石墨类放电球的安放间距为1mm/kV，具体的安放间距由发射机的性能确定。安放的石墨球要求具有良好的接地性能，在安装石墨球时，同时会安装一个小磁环，小磁环与接地端串联。当天线系统遭到雷击时，石墨球和小磁环可以有效提高短路阻抗，保障发射机安全稳定地运行。

3.4 发射机采用高驻波保护和激励封锁

对于天线系统的防雷措施，除了采取外部保护措施外，也可在发射机中采用高驻波保护和高频激励封锁措施。在实际应用中，由于铁塔、发射天线一般建造在野外地区，因此当发生雷雨天气时，这些设备极易受到雷电影响，最终令天调网络的馈线产生打火放电现象。由于一些功率较大的发射机会产生一些较高的电压馈送到天调网络的馈线段，因此当发生打火放电现象时，系统内部的电弧是很难熄灭的，这将造成天调网络馈线部位的绝缘装置遭到破坏，从而造成发射机发射信号错误，系统内产生高压驻波，使系统难以维持正常工作形态，最终导致整体设备的严重损毁。因此，在天线部位进行放电时，需要确保此处的电弧是熄灭的。在这种原理下，高频激励封锁的应用不仅能够保证电弧的准确熄灭，同时能够保证信号的及时恢复。此种瞬时的封锁激励可应用在天线封锁保护设备中，确保广播在播出时的安全。

结语

天调网络是全固态中波发射机中最为重要的部位，其运行质量将直接影响整个系统的运行质量。因此天调网络的防雷有效程度将直接关系到整个发射系统能否安全稳定的运行。为此，对整个天调网络实施完整合理的防雷措施，能够避免雷击事故的产生，保证系统运行的安全性。在目前的技术基础上，雷电所带来的危害问题还不能完全消除，但是可以采取合理的措施来将危害降到最低。本文通过对全固态中波发射机天调网络进行概述，分析针对全固态中波发射机天调网络的防雷措施。通过整理得到了一系列实际有效的防雷措施，以充分保障全固态中波发射机的应用，并对天调网络的进一步防雷提供一些参考。

參考文献

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