小功率中短波发射台站防雷措施

【摘要】雷电能够对发射台站系统造成许多的危害。无论是广播信号的传输工作，还是广播信号的接收活动，均会在一定程度上受到雷电的影响。在小功率中短波发射台站的各项工作中，防雷工作属于重中之重，需要全面开展研究工作。本文根据小功率中短波发射台站防雷工作的具体情况，介绍了雷电的分类及危害，分析了小功率中短波发射台站防雷现状，提出了小功率中短波发射台站的防雷措施，旨在为相关研究工作提供一定的理论参考。

【关键词】小功率中短波发射台站；防雷措施；防雷现状；雷电危害

中图分类号：TN929                           文献标识码：A                            DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2023.10.001

广播信号传输活动的开展离不开发射台站。现阶段，小功率中短波发射台站已经普遍应用于广播信号传播体系中，应用范围在持续扩大。要想保障广播信號传输活动的稳定性，需要确保小功率中短波发射台站的高效运转。天线是小功率中短波发射台站周围最高建筑物，致使雷电容易对其产生影响，面对该情形，应当全面开展防雷处理措施，进而帮助小功率中短波发射台站更好地抵御并防护雷电的攻击。

1. 雷电的分类及危害

在自然界中，雷电属于放电现象之一，电压高、电流大、频率高和时间短是其最为主要的特征。关于雷电的分类，主要可以将其划分成直击雷、感应雷击、球雷和雷电侵入波。具体内容如下。

1.1 直击雷

直接雷也被称为雷击，针对地面或地面中的凸出物，雷云开展直接的放电活动。雷云在对地面放电的过程中，先产生的就是先驱放电，其具备较小的放电电流，主放电开始于到达地面之后，顺着先驱放电的通道，从地面直接到达云端，在该过程中，会在短时间内增加放电电流。主放电具备非常短的时间，电流能够快速减退，之后的就是余光放电，其电流也会随之降低。在雷云中，所存在的电荷积聚中心个数比较多，在首个电荷集聚中心开始放电之后，就会快速降低电位。第二个电荷集聚中心也开始转移至首个的中心位置处，并顺延上次的放电通道，依次进行先驱放电、主放电和余光放电活动。在结束之后，就会开始第三次和第四次的放电活动。所谓的直击雷过电压指的是，电气设备与线路遭遇值累积的过程中，利用有关的设备或者线路，雷电流就会到达大地，导致设备或线路中过电压的生成。

1.2 感应雷击

感应雷击指的是，地面物体周围区域产生雷击的过程中，所引发的雷击现象，引发该现象的主要原因就是静电与电磁感应。在进行雷云放电时，雷电流的变化速度极快，在附近空间处就会生成突出的电磁场，受到电磁感应，附近导体所产生的过电压极其高，该现象就被称为电磁感应过电压。感应雷击就是指的是雷电感应与电磁感应所引发生成的过电压。

1.3 球雷

球雷属于球体的一种，主要在空气中飘行或顺沿地面滚动，其所发出的亮光为红色或者白色，直径大约为20cm，以每秒数米的速度运行。球雷所存在的时间通常为3～5s。尽管球雷具备比较短的存在时间，但是可以穿过一些障碍物到达室内。部分情况下，球雷会在无声之中消失，有些情况下，会与人、牲畜或其他物体产生碰撞，引发重大的爆炸，导致雷击伤害的出现。

1.4 雷电侵入波

雷电侵入波是指，在击中空线路或者金属管道时，雷电所生成的冲击电压，就会顺着线路或管道，朝两个方向位置处，快速的对雷电侵入波做出传播。雷电侵入波的电压值与伤害程度成正比，倘若雷电侵入波电压值越高，那么对人体或者设备所产生的危害就会更加严重。

在雷电进行放电时，极有可能导致一些效应的出现，比如：静电效应、电磁效应、热效应、机械效应等，进而威胁建筑物或电气设备设施。在泄入大地的情况下，地面所生成的冲击电流会非常高，产生冲击接触电压与跨步电压，对人体产生危害。在直接遭遇雷击的情况下，人体就会出现死亡情况。雷电具有多个方面的危害，主要表现为以下几点：

1.4.1 静电效应危害

雷云在进行地面放电的过程中，参与雷击点主放电活动时，受到静电感应过电压的影响，雷击点周围的架空线路、电气设施或架空管道中的过电压幅值就会上升至几十万伏，直接击穿电气设备的绝缘装置，造成设备火灾或者爆炸，导致设备出现破损情况，人身出现伤害或死亡。

1.4.2 热效应危害

雷电流通常具备非常高的电流，其数值通常为几十至几百千安，在经过导体的过程中，雷电流可以快速引发导体温度上升，相关温度可上升至几万度，进而引发金属熔化情况，并燃烧附近的易燃物品，引发电气设备的烧毁情况，导线也会处于断电情况之中，还会引发人员的烧伤问题。

1.4.3 机械效应危害

在经过被击物的过程中，雷电流就会导致被击物品缝隙中的水分遭遇热气化，体积产生膨胀情况，进而破坏被击物品，电杆线路遭遇劈裂。

1.4.4 反击危害

在面对雷击的过程中，利用避雷针、避雷带、构架、建筑物及接地装置，雷电流就会陷入大地之中，因为上述物体及接地装置中存有电阻，其生成的冲击电位非常高。如果周围存有人或其他物体，极有可能对其产生放电情况，这种放电情形被称为反击。架空线路或空中金属管道在遭遇雷击中，顺延这些物体，电波就会进入室内，引发人体及设备放电的反击。反击就会危害设备与人身健康。

1.4.5 电位危害

在雷电流引入大地的过程中，引入处地面所生成的冲击电位非常高，冲击接触电压与冲击跨步电压就会危害附近的人，引发电击伤害。

2. 小功率中短波发射台站防雷现状

近段时间，伴随着我国社会和经济的飞速发展，科学技术更是日新月异，对各行各业的发展起到了良好的推动作用。科技的进步促使各个领域能够明确自身的定位，并将自身的作用最大限度体现出来，实现了人民群众生活品质的提升，国家的现代化建设作出了巨大的贡献。在新时期的改革与创新工作中，小功率中短波发射台站已成为国家的重点发展内容，在该站台领域中，国家也投入了较多的精力、人力与资金，旨在能够全面推动小功率中短波发射台站的优化升级，保障后期投入使用工作的顺利开展。小功率中短波发射台站，使用起来比较灵活，能够有效推动相关工作的开展。当前，在利用小功率中短波发射台站时，一些线路中配有天线馈线，通常会将馈线的支架作为支撑，直接将其引至接受铁塔，并利用室外的走线架，水平进入机房内部，这样可以有效提升工作活动的平稳性。在小功率中短波发射台站的运行工作中，计算机发挥着重要的作用，加之，主要的线路设置在室外，致使外界因素亦对其产生影响，在当前的防雷活动中，国家所投入的各方面资源都不够充足，导致现行的防雷手段、方式、方法很难促使具体需要得到满足，然而，因为电磁波的发射需要以铁塔为依托，对雷电具有强烈的吸引力。倘若产生雷电危害，小功率中，短波发射台站基本不存在防御能力。为了有效防范上述情况的出现，应当以具体情形为依据，组织相关的优化活动，在防雷工作中，所选择的方式应当符合小功率中短波发射台站的承受力，保障信号的平稳性，满足人们的应用需要，保障雷雨情况中的小功率中短波发射台站处于有效运行之中。

当前，在面对直击雷电的情况下，我国的小功率中短波发射台站防雷活动一般会选取引下线接地与接闪器来完成，普通的金属避雷针应用最为普遍，通常情况下，其抵抗力比较突出，可以有效抗击雷电。但是，在通过避雷针组织避雷工作的过程中，仍然存有一些不足之处。为了保障避雷针引雷与雷电导入活动的快速完成，发射塔的塔顶是其安装位置处，尽管这样能够快速实现引雷活动，但是也会遭遇雷电作用力，该位置处的避雷针通常是高电位情况，倘若产生了意外事故，那么通常会引发雷电反击，严重威胁工作人员的生命安全。

3. 小功率中短波发射台站的防雷措施

在小功率中短波发射台站的防雷工作方面，相关工作人员开展了大量的研究活动，并采取了一些防雷措施，但是受到很多因素的影响，在具体的防雷工作中仍然存在着一些问题，应当针对性地采取处理措施，确保小功率中短波发射台站的防雷工作取得理想化的效果。

3.1 天线防雷

在小功率中短波发射台站附近的建筑设施中，海拔最高的当属天线，其非常容易遭遇雷击作用力。一旦遭遇雷击，可能就会毁坏小功率中短波发射台站固态机功放管，情况严重的还会引发重大的故障问题。所以，为了促使小功率中短波发射台站的防雷性能得到提升，应当提升对地井与地网的重视程度，确保相关的铺设活动能够严格依据相关规定来进行，迅速实现冲击接地电阻水平的减少，在短时间内完成天线中感应电荷的释放，保障塔基瞬间电位处于正常状态之中，促使天线的防雷效果得到提升。天线在遭受雷击的情况下，底部位置处的放电球会导致瞬时性电压的生成，通过合理调控放電球的间隙，可以有效避免雷电对发射机造成冲击，保障发射台站处于有效运行之中。在调控相关距离的过程中，应当保障其处于合理范围之中，不可出现过大情况，否则很难保障雷击作用力的彻底释放。

3.2 天调网络防雷

如果小功率中短波发射台站运行与电路不存有异常，不存在负载短路，功放电路中也不存有瞬时性电压，在符合上述要求的情况下，可以在发射台站输出槽路中，对一45度相移网络作出设计。在出现负载短路之后，功放测等效阻抗就会由R状态朝着感性jR的状态转变。要想有效避免雷击对功放管造成破坏，当放电球遭遇雷击产生瞬时性短路的情况下，需要确保发射机输出端的状态也处于短路之中。目前，对于小功率中短波发射台站而言，其所运用的相移网络结构通常为T字形。

为了进一步强化天调网络的防雷效果，在小功率中短波发射台站天线线路的底部位置处，通常都会设置金融性放电球，与此同时，还可以将石墨性放电柱设置于调配间位置处，保障金属放电球及放电电压与石墨性放电柱不存在任何差别。一般来说，可以利用串联的形式，将一定数量的磁环，连接至石墨放电柱接地铜杆之中，磁环的数量为40～50只。通过该形式，能够促使发射机的短路阻抗水平得到强化，有助于防雷目标的完成。

3.3 电源系统防雷

在小功率中短波发射台站所遭遇的雷击损坏中，占据比例比较高的，就是由电源感应所引发的损害，会对发射台站的电压设备设施造成重大破坏。要想更好地防范雷电对小功率中短波发射台站所造成的破坏，针对电源系统应当认真开展防雷保护活动。在具体的防护工作中，应当提升对设备选用活动的关注度，科学确定相关的设备，并选择多样化的防雷器。在电源系统的防护措施中，主要分为四个等级。其中，第一等级主要通过分级排放的形式，提升雷电排放的高效性。在第二等级中，就是将电源单相的二级防雷装置安装于发射装置电柜之中。第三个等级主要是将电源三级分类装置设置于发射装置开关中。第四个等级的防护则是确保插座等相关的设备具备防雷能力。

3.4 机房防雷

为了促使防雷效率得到提高，在开展小功率中短波发射台站机房防雷工作的过程中，可以将建筑物利用起来，在具体工作中，可以有效关联防雷接地与附近的钢筋网，这样在面对雷击的情况下，能够快速提升防雷接地的电压，利用钢筋网的传输活动，能够促进电压传送活动的完成，将电压输送至机房使用范围之内，进而有效平衡所有区域的电压。为了有效保护小功率中短波发射台站机房内的设施与人员的人身安全，可以强化接触点与接触点间的电位差，保障电压处于最低情况之中，增强接触点与接触点间关联活动的高效性。为了避免小功率中短波发射台站机房上空雷击与静电间的相互感应，关于机房的上方位置处方面，可以依据具体情形安装避雷网，以此来强化防雷效果。

4. 结束语

小功率中短波发射台站所选择地理位置的地势较高，这些区域通常较为空旷，雷雨天气并非人为可控，致使这些发射台站极易遭遇雷击，这样就会使发射台站的设备遭遇毁坏，更有甚者还会影响发射台站的正常运行。为了确保小公功率中短波发射台站处于有效的运行之中，应当全面开展相关的防雷工作，通过科学、合理的雷电防护措施，高效减少雷电对小功率中短波发射台站所造成的袭击，保障发射台站处于平稳运行情况之中。

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作者简介：石星，新疆伊宁市，副高级工程师，研究方向：小功率中波、短波发射台.