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刍议中波天调网络的防雷措施

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摘 要:无线电广播发射机天线高度很高,在野外环境下尤其显得明显。在雷雨天极易发生雷击事故,损坏设备,造成经济损失甚至人身伤害事故。因此,广播单位都非常注重发射机天线和天调网络的防雷措施。文章围绕中波全固态发射机天调网络防雷措施有关问题进行探讨,对自然雷电的性质和特征进行分析,重点对中波发射机天调网络防雷措施的具体细节进行了讨论和阐述,对于指导无线电广播单位提高设备防雷水平,保障广播工作正常稳定开展具有一定指导和参考意义。

关键词:中波;天调网络;防雷措施;探讨

引言

无线电是现代社会人们传播、发送和接收信息的重要方式。随着人类社会活动规模的扩大和内容的丰富与复杂化,信息传递的要求越来越高,由此推动了无线电广播技术的发展。全固态发射机是当前应用最为广泛的无线电广播发送设备类型,该种发射系统整机播出效率高,安全工作电压低,部分场效应管较为脆弱,在某些环境下发生电击穿,受到损坏的几率较高,特别是在雷雨天更容易发生故障。因此,针对雷电的防护机制就成为全固态发射机日常使用管理的重要内容。使用单位为保护发射机在雷雨天避免受到雷电强电压、大电流的危害,重点强化发射机天调网络防护措施,通过多种技术手段,实现立体化的天调网络防雷系统。

1 雷电特征与性质分析

雷电是大自然常见的一种放电现象,主要发生在天空云朵之间或者云层与地面之间。当带有电荷的云层和带有相反性质电荷的云朵、地表靠近时,往往就会形成剧烈的放电现象。雷电发生时会产生瞬间的高强度的雷电电流,一般电流放电时间仅有40微秒,雷电电流最强可达上千安培,约维持1到4微秒,由于电流强度极大,故而会伴随高热、高温现象,温度最高可达2万摄氏度。雷电电流通路上存在建筑物或设备时,就会对这些建筑或设备造成直接式雷击。直接雷击破坏巨大,同时有激烈的电子效应和静电感应发生。当天空中有带点云层时,如果建筑物或设备,比如天线等突出周围环境,就更容易受到雷击。一旦发生雷击,不仅突出的建筑、设备本身,其周围的物体也是雷击损伤的主要对象。这也就是为什么雷雨天,禁止人员伫立在野外的大树、高塔下的原因,这些地方都是雷击发生的高危区域,一旦发生雷击,周围人员就会成为第一受害对象。

2 关于中波的天调网络的雷击防护策略研究

无线电中波发射机天线突出周围环境很大一段高度,当天空存有带点云团时容易成为雷击的目标。一旦发生雷击事故,发射机系统设备就会受到严重损坏。所以,广播单位都非常关注发射机防雷工作。在地网设计、施工时尽量降低接地电阻,保障射频信号回路通畅,此外,做好雷电引入地下措施。基于雷击电压与接地电阻成正比的原因,为降低雷击电位差,通常采用集中接地措施。现阶段,中波发射机天调网络防雷措施主要有以下几种。

2.1 做好天线基底部接地处理

接地是天调网络防雷击措施中的最重要也是最基本的一项内容。目前,中波广播发射机天线基底部接地主要采用高频扼流圈接地法。设置高频扼流圈接地的天线,能够及时将上空附近的带点云团予以聚集和电荷传导、扩散至地底处理。云层中集聚的带电粒子是雷击能量来源所在,广播天线将云层中的电荷不断传导输送到地底,避免了云层中电荷的集聚,云层中的电荷达不到放电所需的规模,从而避免了雷击的产生。天线基底高频扼流线圈接地可以将天线打造成避雷针的效果,从最根本层面消除雷击的产生,实现安全防护的效果。

2.2 做好放电球设置

放电球是广播发射机防雷的又一大措施。发射系统不同位置都可以进行通过放置放电球达到防护雷击的作用。实际工作中,放电球的设置主要有以下两个方面:

一是在天线的基底部位安放电球。该方法需要与天线放电电压值界定配合使用,用来应对空中带电云层电荷的变化。当带电云层中电荷积累到一定程度,达到放电球预设电压值时,放电球就会发生作用,对云层中集聚的电荷进行放电处理,将云层电荷导出泄放。通过放电球实施的小规模放电,消减了云层中电荷能量。放电球的设置具有很高的技术要求,放电球间隙对于放电球工作效率影响很大。在夏季雷雨多发季节,设备技术人员要认真检查放电球间隙,确保其满足相关技术要求,保障发射机能够在正常状态下工作与运行。天线基底部放电球要设置在天线的底部其半圆形状金属位置处。

二是在天调网络中设置石墨类放电球。这种放电球设置方式便于调整放电球间隙,面积越大,放电电压越低。通常天调网络中的石墨类放电球位于两个并联的圆柱之间。放电球间的间隙一般控制在每千伏1毫米,石墨放电球一端要做好接地处理,并在其接地端串联约有45瓦左右的小磁环。这种设计等同于在发生雷击事故的条件下,增加了无线电发射机短路射频阻抗,从而达到保护发射机系统的目的。

2.3 实施高驻波保护和激励封锁

高频激励的封锁、高驻波等保是中波天调网络防雷保护的又一重要措施。现实中发射机天线塔基本都要设置在空旷的野外、郊区,雷雨天发射雷击事故的概率很高。如果发生天馈线打火放电现象,而发射机功率又较大,则回馈给发射机天线内部的电压就会较高。如果发生放电、打火现象,则形成的电弧就难以在短时间内熄灭,从而给天馈线中的绝缘部分造成威胁。这种情况会造成发射机失配以及馈线驻波问题,导致发射机工作不正常,甚至会损坏发射机元器件。针对这种情况,对发射机采取高驻波保护和激励封锁措施,能够在设备遭受雷击时,迅速消灭激励,终止电弧,保证馈送信号正常,从而确保广播的正常进行。

2.4 在网络入口处配置相适应的隔直流的电容

相关研究现实,雷电电流主要为低频、直流电流。在恰当的位置采用适当的隔直流电容,可以最大限度减少雷电电流沿着天调网络侵入发射机系统,从而实现发射机的防雷保护。用于该方法的隔直流电容最大不超过3千皮法,最小不低于1千皮法,其伏安量与耐压值一般要求较高,以适应防雷击的需求。

3 结束语

天调网络雷击防护是发射机系统安全运转、正常工作的重要安全措施,对于无线电广播工作的高效率、高质量开展有着至关重要的作用。随着我国社会主义建设事业的健康发展,无线电广播在国民经济发展和人民生活中承担的作用和发挥的影响力与日俱增。切实做好天调网络雷击防护,保障发射机系统安全,维护正常稳定的发射机工作秩序,对于我国无线电广播事业的健康稳步发展具有十分重要的积极意义。有关单位和部门要高度重视发射机天调网络防雷工作,严格遵循相关安全标准和技术规范,认真落实各项防雷安保措施。防雷系统中各项性能指标必须达到对应的技术标准。要科学设计防雷、接地系统,严格控制接地电阻阻值,保证雷电流泄放和扩散效率。加强电器设备、设施维护、维修,保证绝缘性能符合工作要求。

参考文献

[1]殷勇.中波天调网络的防雷[J].网络通信,2013,2(36):18-19.

[2]苏江,聂春辉.中波天调网络的防雷措施[J].实践与探究,2013,7(14):308.