全固态中波发射机的防雷技术研究

徐彤婷

（西藏自治区广电局米林中波转播台，西藏米林 860013）

0. 引言

目前，全固态中波发射机在广播电视台使用较多，但因为全固态中波发射机的抗干扰能力并不好，中波发射设备的发射机与天线调配在进行工作时，极易遭受雷电的危害。在雷雨天气时，不仅能影响信息的传输，而且还会产生漏电现象，从而使得发射设备失去正常工作能力，最后造成设备的损毁。由于发射台中的天线设在建筑物的上方，使得其极易受到雷电的影响，而一旦雷击发生时，雷电也会穿透天线来破坏发射机，所以必须作好全固态中波发射机的防雷保护工作，保证全固态中波发射机可以处于正常的工作状态。

1. 全固态中波发射机相关概述

1.1 全固态中波发射机自身优点

全固态中波发射机在工作过程中效率高、质量好，且稳定性强，较之于一般的中波发射机来说，其就有较为明显的使用优点。全固态中波发射机的自身优势，主要表现在：

（1）费用低，经济性强。我国目前不部分的普通发射机为电子管器件，不仅使用寿命较短有限，且遇到故障时，需要较高的资金成本进行发射机的维修工作，而全固态中波发射机是永久性半导体器件，既可以大大减少器件更换、维修的时间成本，也减少了经济成本。

（2）性能好，效率高。与传统电子管板调机进行对比，可以发现电子管板调机的使用效率仅为25%～30%，而全固态中波发射机主要采用效率在75%以上的PDM技术，不仅具有较高的效率，同时具备着较好的使用性能。

（3）维护量小，安全可靠。全固态中波发射机的体型相对较小，且有着较为良好的密封性，使得其在整个系统工作状态比较平稳，可以大幅度的降低了日常的维修频率。除此之外，全固态中波发射机在工作时，最高的合成电压仅在500V～600V，而普通电子管发射机的元件耐电压达到了5000V，可以看出，两者具有较为明显的差别。这样不但大大减少了检查维修人员的劳动强度，同时也使维修过程较为安全[1]。

1.2 全固态中波发射机使用过程中主要注意的问题

首先，全固态中波发射机在使用前应仔细检查，确保所有部件在启动后能正常工作，其中，检测内容主要包括：机门、低压稳压箱、调制推动箱、高频驱动箱、中间放大箱、调制功率放大箱等，并确保各环节符合相应的检测标准，如果部分缓解不符合使用要求，请勿启动全固态中波发射机使用。其次，在全固态中波发射机开机后，相关工作人员需要先根据自己的过往工作经验，以感官的方式对全固态中波发射机开机的工作状况加以分析。工作人员需要先检查发射机风扇能否正常运转，有无产生异常声响，这种异常声音主要是由风扇与交流接触器吸合所产生的响声，并且需要检查全固态中波发射机开机后是否有焦糊味等异味，还需要观察操作指示灯有没有点亮，以及各种功率表有没有处于正常指示状态等。在开机后，工作人员应该保持严格巡机制度，可以每半个小时进行一次巡视，每隔2个小时进行检查，通过这种科学合理的巡机制度可以工作人员及时发现安全隐患，并有效减少了各种安全隐患的发生。最后，全固态中波发射机在关机时，还必须严格地按照相应的关机程序，并通过适当的操作程序进行检测，而且在每次的操作过程中，技术人员都必须注意指明灯的颜色变化、接触器触点的释放声音变化，及有无放电反应等状况。一旦发生了上述情况，则可一次性切断电源，或在切断电源后按正常的操作程序，同时切断了主电源和调整功率钮上的开关[2]。

2. 雷电对全固态中波发射机带来的危害

随着我国科技水平的提高，我国正逐步走向电子信息时代，相关的电子设备和通信设备已经广泛应用于人们的生活和生产中。但是，这种设备极易遭受外部影响，尤其是在雷雨天气，特别容易发生意外，带来不可估量的经济损失，造成设备故障，甚至威胁人类的生命安全。全固态中波发射机的天线较长，且是由金属材料加工制造的，对实际工作中生成的无线电波和在雷雨天气中形成的雷电感应产生了冲击，所以在雷雨天气中极易遭受雷电的影响。由于中波发射机中含有多种导体和半导体的材料，和传统发射机比较，虽然具有较长的使用期限长和较高的使用效率，但是由于其零部件比较脆弱，易于损坏，尤其高频电路受雷击时脆弱受损，天线下部有几个小金属球，极易引起火灾造成火灾事故。雷电天气作为一个自然现象，是不可避免的，但目前，尽管相关单位已经进行了相应的防雷工作，如架设防雷网、避雷针等，但在强烈雷暴的影响下，这种防雷设备只可以抵消因雷雨而形成的电磁干扰，减少了雷电风险，遇到强烈雷阵雨时，仍会造成发射机出现不同程度的损坏[3]。

3. 全固态中波发射机的防雷技术

3.1 接入泄放线圈

一般来说，为了防止雷电的危害，应从雷电的组成部分进行分析。研究表明，雷电主要由直流电组成。如果将全固态中波发射机连接到放电线圈，则相当于将雷电引至地下。因此，技术人员可以在全固态中波发射机的输入端连接放电线圈，60～100通常用于特定的操作μ原则上，增加H级电感线圈作为连接雷电和地面的桥梁，以便更好地将电流引导到地面，从而起到放电的作用[1]。以这种方式避雷，不仅不需要投入太多的人力、财力，而且对技术水平要求不高。接入放电线圈可广泛应用于各种中波发射机中，有效避免相应的风险。

3.2 加装石墨放电器

石墨具有着比较优异的导电性能，可产生一定的抗雷击效果，所以安装了石墨避雷器对发射器进行保护、以防通电，就是利用了石墨的优异的导电性，使石墨避雷器可以与无线网络的输入端口连接起来，而为了防止电压过大引起短路，可在接地导线一端串联磁环。其工作机理就是在雷电出现时即可引起多个石墨球的放电，此外，当发电设备工作正常，遇到雷击时，该设置可以很好地保护电路，从而使电网在遭受过强电流时不致受到破坏。在雷电的袭击下，石墨设备也将放电，利用石墨放电器可以将从天线座上产生的高压电带到地表。同时，与其连接的磁环还能够在放电过程中形成反向电动势和阻尼，从而达到了维持电路不短路的效果。

3.3 接入隔离电容器

由于雷击后所形成的电流属于直流电，拥有巨大的电能，在全固态中波发射机要想进行防雷措施，就可以接入隔离电容器，隔离电容器也是一个防雷器件，对于雷电电流有着很好的隔绝效果，所以通常都会选择在接入调配网络之前，先在电网中并联一条带有超大容量的电容器C0，而规格选用上则通常在1000pF～3000pF。接入的隔离电容器能够阻止低频输出，但对高频输出则不会产生影响。雷电的主要力量全部都聚集在低频部分和直流部分，这样，与其连接的电容器既能够更有效的阻挡雷电的入侵，也不会干扰其原有的正常工作状态。在实施防雷保护时，通常按照越高就越好的原则，先做好电容的选型，采用伏安值和电抗值都更大的电容器，同时，在更换时也不能任意改变原型号，当选用天馈匹配网时，尽管其型号也有所不同，但应首先选用带通滤波器的二阶匹配网。此外，在防雷技术的基础上，通过滤除其他杂波，可以容纳更多的小输出电压，之后又隔离了大输出电压。就这样，当使用固态中波发射机时，即使在有雷雨天气的城市中，它们也能够获得很好的保护。

3.4 应用相移网络

在高频通路中，传输线和网络间都会产生一定程度的相移。一旦出现了通讯装置和与电容器间的放电球短路，因为差压发射机的负载电阻数值将会改变，从而很容易地在设备的输入输出接口形成高压、损害设备，在这种情况下，就可以使用相移网络。相移网络的主要作用就是，当电路受到雷雨影响而产生短路时，使用相移网络就可以使差压发射机的负载阻抗在特定范围内发生变化，从而保护差压发射机设备不被损坏，其工作原理主要依托于信道网络和输电线保护之间，在高频区域的相移特性。而利用相移网络，可以使发电机在遭受雷击时以及遇到由石墨放电性球短路所保护的双重损伤时，其电流产生较大变化，最终在差压发射机输出端形成较大电压，由此造成对电子设备的损害。而除非引起对石墨避雷器配置等隔离电容器的损坏，否则在雷击不强烈的天气时，相移网络的使用仍具有较大的应用效果。

3.5 电源系统的防范

雷击对电源系统造成很大的破坏，因此发射机需要感应雷击的类型，无论是输电线路上的直击雷还是高压雷，都会对发射机设备的稳定性造成很大威胁。为了防止设备受损，发射机必须配备防雷设备，对输入电压采取由外至里逐步下降的方法加以分段防护，如果设备设计合理，雷电形成的输出电压不会进入发射机。因为设计可变电阻的目的只是根据低压环境进行设定，对整个电气设备的直击雷电保护意义不大，所以如果要更合理地设计避免雷电电流直接进入电源系统中的发射机，就可以在高压入线的端设置了一条开放线路，可以在高压电源线上实现高压冲浪，而不用考虑感应雷电或直击雷电，这样在整个设备用房的高压入线端处，就可以架设避雷设备，同时对冲浪的高压进入输出电压也就能够进行泄地处理。另外，也可在机械室位置架设高压线缆的阀门式避雷设备，将进入电流及时有效的泄流，以确保设备的安全性，使发射机可以无时无刻都接受并发出讯号。

3.6 接地线系统改造

目前，地面接线系统改造主要利用双频共塔发射台，在地面设置由120根铜丝构成的地网，以塔底为中心，成30°角，将其中一条成放射状敷设。对于全固态中波发射机，为了增强防雷效应，也可以开挖接地井，并采用添加铜板、木炭、高盐、减阻剂等合理连接几根铜线组成地网，以增强排水的效果，并保证了接地线路的安全性。地网顾名思义就是对地面建立的一个网状地网，主要是对雷电入地建立一条通道，在具体的操作过程之中要认真地研究规划建设的方法，做到因地制宜，而在对金属材料的运用方面也要以合金为主，这样在地面遭遇到雷击之时，因为安全保护措施已经做得非常好，所以不会对发射机带来太大的影响[3]。

4. 全固态中波发射机防雷注意事项

首先，共组人员必须合理调节放电球间距。因为室内放电球之间的距离相当接近，所以工作人员对调节电容器的放电球间隙十分必要，工作人员应该以严肃的工作态度认真调节充放电球间隙，以保证距离上产生的偏差很小。但因为与石墨放电球间的距离极小，在实际应用中不仅需要认真调试，在通信设备发生问题后，还需要仔细检查充放电球，对于容易产生火花痕迹的充放电球，更应该做好适当的处理与清除工作，以提高充放电球性能的稳定性。同时，还要定期检查一些常规仪器设备的特性，以保持其良好状况，要仔细调试天馈的匹配网络，在调试过程中严谨、谨慎，对仪器设备上的抗组检测工作也要严格按照相关标准并认真执行，当发生了非正常情况时，技术人员也应当进行了及时反映处理。另外，在雷雨季节到来之前，还需要对所有的避雷设备都进行了严格检查，及时发现问题进行研究与处理，以防止出现更重大的问题出现，带来严重损失与人员安全风险[4]。

5. 结语

全固态中波发射机是中国目前存在的一款全新的电子发射机，相对于传统的发射机来说，其使得人们在信息传递上更为便捷。不过在日常应用过程中，做好全固态中波发射机的防雷工作也必不可少，因为受外界自然环境等各种因素的影响，发射机还需要解决雷电带来的安全隐患问题。对此，相关工作者需要通过运用最先进的技术，制订出严格的科学合理的方案，通过合理的方式提高全固态中波发射机的安全稳定工作效率，保证各部分工作系统都可以平稳的进行工作。