中波广播转播台防雷的探索性改造

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摘要：本文通过对雷电的介绍，引入中波的防雷措施，结合江山广播转播台实际，重点分析了塔底金属放电球的接地改造。

关键词：中波；防雷；紫铜板；接地

防雷问题一直是困扰着中波广播转播台的一个大问题，至今都不能很好解决，只能通过多方面改善，来达到防雷的效果。防雷效果好坏直接影响安全播出，为此，江山广播转播台对防雷措施作了一系列的改进。

1 雷电的介绍

雷电是一种大气中带有大量的电荷的雷云放电的结果。雷击释放的能量很大，它的放电时间很短，但泄放电流可达几万，甚至十几万安培，因此对发射台而言，防雷电保护技术是十分重要的问题，不仅发射机，电源系统以及机房建筑都应有相应的措施。通常雷击有三种形式：直击雷、雷电波、感应雷。

2 防雷措施

对广播设施危害最大的是直击雷，为保证安全播出，中波广播转播台做了以下几种防雷措施：接地、塔底金属放电球、调配网络的防雷、馈管避雷器、发射机防雷。

2.1 接地

（1）调配房接地。为了减小铁塔的接地电阻，提高泄流能力，降低雷击时馈线对地电位。在调配房增加复合地网。地网水平接地体采用3*25mm紫铜带，环形布置，共68米。垂直接地体采用5/8镀铜接地棒，共8组，每组5根；铁塔塔基、放电球、调配网络均与新增地网连接。为更好的利用老的地网，将老地网汇集中心处挖开，原有锡焊的接头重新气焊连接，并以3*25mm紫铜带将汇集点与新地网连接。经测量调配房接地电阻为0.2欧姆。（2）机房接地。机房接地系统，采用增加带状复合地网，水平接地体采用3*25mm紫铜带，共30米；垂直接地体采用5/8镀铜接地棒，共5组，每组4根；焊接采用火熔焊接；铜带直接引入机房，在抗静电地板下布设，作为接地母排。将所有设备的接地及设备外壳与等电位母排联结，避免设备间出现危险的电位差。经测量机房接地电阻为0.6欧姆。

2.2 塔底金属放电球

当天线遭遇直击雷，天线底座造成极高的电压，采用尖端放电原理，在天线底座应用一对球径约为8cm的半球状金属放电器对地安装，恰当调整好两半球间距，使其既能起到雷击天线瞬间泄放能量的作用，又可保障正常播出。

2.3 调配网络的防雷措施

天线调配网络的防雷措施主要有：石墨放电装置、微亨级电感、隔直电容、移相网络。如图1所示。

（1）石墨放电装置Z。采用放电特性很好的圆柱形石墨电极，并在接地端再串套磁环。发射机正常工作时，磁环不起任何作用，但当天线受雷击拉弧短路时，由于发射机工作频率较高，这几十微亨电感形成很高的阻抗，即使石墨放电球放电短路时，则发射机不是处在短路状态对保护发射机有益，而对雷电而言，其主要能量的频率较低，磁环的安装并不影响雷电的泄放，从而保护了发射机。（2）微亨级电感L。一般小于100微亨，它的接入比以往毫亨级电感无论是交流阻抗还是直流电阻都要小很多，因此对雷电电流的泄放能力也要大得多，保护作用更强。（3）隔直电容C。一般取C小于等于3000 pF，对雷电而言，其主要成份是直流。利用电容器的隔直流作用，阻挡雷电强大直流能量袭击发射机。（4）移相网络。可在馈线的出口端增设移相网络，用以在天线底部出现放电短路时，使发射机出口端并不处于短路状态。

2.4 馈管避雷器

馈管避雷器主要由气体放电管和隔直电容所组成，原理如图2所示。当没有雷击或不足以使气体放电管导通时，气体放电管对地开路，欲传输的信号从隔直电容器C中传向天线侧。当雷击发生而且漏过来的雷电能量足以使气体放电管导通时，一方面，气体放电管导通，把雷电能量释放到地；另一方面，隔直流电容器C阻止直流、低频的雷击能量冲向发射机。雷击过后，气体放电管又恢复对地开路状态。

2.5 发射机防雷

发射机的防雷措施通常从四方面入手，一是发射机的输出网络采用抗雷型网络，二是发射机内部铜制放电球，三是选择质量较好的场效应管，四是发生雷击时瞬时关闭发射机。

3 塔底金属放电球的接地改造

1KW发射机塔底金属放电球，在雷击瞬间起到第一泄放的作用，承担70%放电任务；调配网络石墨放电球，承担大约20%放电任务；发射机前端馈线避雷器，承担5%放电任务；发射机内部铜制放电球，承担5%放电任务。塔底金属放电球承担了大部分的放电任务，放电球之间的间距和接地直接影响系统的防雷效果。为进一步提升防雷效果，我们就金属放电球接地进行了探索性改造。改造前：如图3，采用直径为5cm的普通镀锌管直接与直径为8cm的紫铜放电球相连，再使用0.3cm*2.5cm的铜带与地网相连进行接地，镀锌管与自立塔，镀锌管与铜带都是通过镀锌螺丝进行固定。紫铜放电球与镀锌管材质硬度不同，每次调整放电球间距，螺纹磨损严重，容易造成接触不良。

改造后：如图4，采用0.8cm*10cm的紫铜板直接与直径为8cm的紫铜放电球相连作为放电球的固定件，保证接触良好，之后再使用0.3cm*2.5cm的铜带与地网相连进行接地。紫铜板与自立塔，紫铜板与铜带都是通过紫铜螺丝进行固定。经测量塔底金属放电球接地侧的接地电阻为0.2欧姆。

为解决雨雪天气、蜘蛛等杂物在放电球间引起发射机过荷现象，还采用有机透明玻璃将两放电球进行了封闭处理，在有机玻璃密封体上采用不锈钢罩罩住，防止雨水渗入。改造不仅解决了放电球与镀锌管之间的接触问题，由于紫铜板的导电能力强于镀锌管，还大大提高了放电球的放电能力。通过以上一些措施，可以大幅度地避免雷电损坏播控设备，有效地提高中波广播转播台的设备安全，播出安全。

4 结束语

通过一年多的试验，就发射机的雷击状况进行统计，证明改造取得了初步成功。江山广播转播台的防雷效果取得明显改善。大大降低了台内停播率，为安全播出提供了进一步技术保障。

参考文献：

[1]陈晓卫.全固态中波广播发射机使用与维护[M].北京：中国广播电视出版社，2002.

[2] 张丕灶，等.全固态中波发送系统调整与维护[M].厦门：厦门大学出版社，2007.