丰县中波发射台设备防雷改造

王以群

（作者单位：江苏丰县中波发射台）

1 江苏丰县中波发射台的现有防雷设施情况

江苏丰县中波发射台位于县城的城乡结合部，四周地势平坦，发射台的拉线塔有其特殊性，塔身通过绝缘子与地绝缘，塔身不直接接地。尽管塔体本身有放电球放电、调配网络，也采取了适当的防雷措施，但每到雷雨季节，我台中波发射设备多次遭受雷电侵害，损坏发射机的末级功放场效应管、调制器的场效应管、电阻、保护二极管等。因此，对中波发射设备进行全面的防雷改造十分重要。

中波发射塔为拉线塔，塔高76 m，为周围最高建筑。铁塔与地之间通过绝缘子与地绝缘，塔身不直接接地，铁塔的根部接有传统的半球放电器。调整半球放电器的间隙，放电球间距放电为1 kV/mm，根据发射机功率和天线阻抗计算出天线底部的最大电压，在不影响正常播出的情况下，尽量调小放电球的间隙，以便在雷击瞬间起到泄放作用。

中波输出匹配网络与发射天线连接处有石墨放电球。电源变压器上安装了高压避雷器。

机房地网是按照电气设计要求用电解铜板、木炭、食盐做成的，用10 cm宽的铜皮与设备连接，良好的接地为设备防雷提供了入地通路。

2 设备防雷情况分析

天线底部的放电球、匹配网络石墨放电间隙放电都是1 kV/mm，且无法调准，用在以前的电子管发射机上，表现为过荷保护。而对于PDM发射机功放和调制器用场效应管IRFP250，IRFP250场效应管Vdg极限电压为2 00V，IRFP250场效应管工作电压140 V，1 kWPDM发射机工作时馈管电压还不到700 V，1 kV左右的电压经馈管到发射机，足以损坏IRFP250场效应管。

陶瓷浪涌保护器防雷精度受制造工艺影响，精度为标称击穿电压的±20%，在雷击情况下，无法保证不损坏IRFP250场效应管。电源变压器仅有高压防雷，而没有低压防雷。

3 设备防雷改造实施方案

根据以上对中波设备现有防雷设施以及防雷情况的分析，我台与深圳盾牌防雷有限公司共同研究，在现有设备防雷设施基础上，防雷改造应从传导雷电的主要路径电源、天线、调配网络、馈管、发射机等几方面着手，各个节点进行多级防雷，使雷电能量在各个路径通过多级衰减，逐级限压，将雷电过电压限制在设备的承受水平上，从而保护设备。在选择防雷器时，因我们以前用的防雷器大多是间隙型放电器，间隙型雷电放电器放电能力强但残压太高，放电动作较慢，并有火花气体放出，不利于设备的防雷保护，应选择氧化锌型限压型SPD，并根据泄放点的不同，选择合适的SPD最大持续工作电压、最大通流量、放电电流、钳位电压、对雷电响应时间等。具体情况如下。

3.1 电源防雷改造部分改造方案

第一，将变压器的高低压侧避雷器更换为高性能、大通流容量的避雷器。高压部分防雷是从高压线与变压器的3个接头处分别接3个10 kV交流系统用复合外套无间隙金属氧化物避雷器，避雷器的另一端就近接地。低压部分防雷即从变压器的低压输出端分别接3个380 V交流低压用复合外套无间隙金属氧化物避雷器，避雷器的另一端就近接地。

第二，在配电柜内分别安装限压型浪涌保护（SPD），防雷地线就近接地。选择的型号为JD150K385H4J三相电源防雷箱（1台）。在分路配电柜内分别安装限压型浪涌保护（SPD），防雷地线就近接地。选择的型号为JD100K385H4J型三相电源防雷箱（1台）。在每台发射机内交流电源部分并联安装(SPD），标称冲击通容为40 kA限压型防雷器。

3.2 信号传输防雷改造部分改造方案

第一，信号线屏蔽层与就近地线铜皮牢靠焊接。否则当周围一旦有感应雷击时，会直接造成该线上两端的设备损坏。应根据缆线长度确定加装1～2个SPD。要求信号保护器SPD，防雷电压精度应在10 V左右，低于发射机功放和调制器中IRFP250场效应管工作电压，从而保护IRFP250场效应管不被击穿损坏。要考虑信号保护器SPD接口应与被保护设备兼容、插入损耗应满足通信系统的要求。标称放电电流应≥3 kA，最大通流容量应≥10 kA。

第二，在发射机与传输馈线接口安装信号防雷器，共2PCS。在传输馈线与匹配网络接口安装信号防雷器，共1PCS；在输出匹配网络与发射天线连接处安装信号防雷器，共1PCS。

此外，铁塔部分防雷应在原有防雷的基础上，在发射塔的塔基处并联安装塔基专用避雷器。接地端就近可靠接地。

4 防雷改造后的效果

中波发射设备防雷改造于2013年完工。经过近几年雷雨季节的考验，我台的中波发射设备未受雷击损坏，确保了正常播出。该项目得到江苏省广电局科技处的大力支持。

5 结语

通过防雷改造，丰县中波发射台防雷由以前的粗略防雷转变到现在的精确防雷，防雷精度大大提高，防雷效果明显。防雷改造为中波发射设备的保护、设备的安全播出提供了有力保证。