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        全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的防雷措施分析

        2014-03-12 16:38:27姚雨杉
        新媒體研究 2014年2期
        關(guān)鍵詞:防雷措施

        姚雨杉

        摘 要 雷電給人類社會(huì)帶來(lái)很多的危害。就廣播電臺(tái)而言,雷電對(duì)發(fā)射機(jī)的危害非常大,文章主要從雷電產(chǎn)生的危害入手,闡述發(fā)射臺(tái)防雷工作的必要性,結(jié)合實(shí)際情況,對(duì)全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的防雷措施進(jìn)行分析。

        關(guān)鍵詞 雷電危害;防雷措施;中波發(fā)射

        中圖分類號(hào):TN839 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2014)02-0125-01

        由于雷電屬于自然現(xiàn)象,其出現(xiàn)的偶然性較強(qiáng),給人們的生活也帶來(lái)很多的危害。對(duì)于廣播電臺(tái)發(fā)射系統(tǒng)而言,受雷擊危害的影響也較大,因此,本文主要針對(duì)全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的防雷措施進(jìn)行分析,闡述其優(yōu)勢(shì)及需要注意的問(wèn)題。

        1 雷電的危害

        目前,雷電被稱為電子時(shí)代的一大公害,感應(yīng)雷擊、雷擊、電源尖波等雷擊危害對(duì)電子設(shè)備造成的損害非常大。就通訊設(shè)備而言,大量雷擊事件中,普遍認(rèn)為導(dǎo)致設(shè)備損壞的主要原因是雷擊感應(yīng)與雷電波造成的強(qiáng)電磁脈沖引起的。所以,只有對(duì)雷擊危害的形成過(guò)程進(jìn)行了解,才能采取有效的防雷措施,降低雷擊的損失。地球上每一秒鐘約有上百次雷擊。根據(jù)相關(guān)技術(shù),采用避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷針等防雷措施看起來(lái)已經(jīng)具備了抵抗外界電磁干擾及防雷的性能,但是通訊設(shè)備依然還是會(huì)受到過(guò)流過(guò)壓的損壞,其原因是雷擊發(fā)生的時(shí)候,通訊設(shè)施天線上會(huì)產(chǎn)生由帶電云層引起的雷電感應(yīng)或感應(yīng)電荷,通過(guò)電力或通信線路入侵,一旦線路與大地之間的直流通路受阻,就會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓,對(duì)通信設(shè)施造成破壞,危機(jī)人員的生命安全。

        2 我臺(tái)中波發(fā)射場(chǎng)的特點(diǎn)

        對(duì)于中波發(fā)射臺(tái)站而言,由于其天線位屬于自立式,很容易受到雷電的影響。如果天線沒(méi)有進(jìn)行較好的防雷保護(hù)措施,雷電就會(huì)通過(guò)天線對(duì)發(fā)射機(jī)以及天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)造成嚴(yán)重的破壞。因此,在中波發(fā)射臺(tái)中,雷電保護(hù)技術(shù)非常重要,對(duì)于防雷保護(hù)而言,不單是針對(duì)發(fā)射機(jī),還有電源系統(tǒng)、天線天饋線等設(shè)備。

        3 傳統(tǒng)防雷方法

        采用全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)以后,在防雷技術(shù)方面有了很大程度的提高。所以,應(yīng)該對(duì)這種發(fā)射機(jī)的防雷措施多加考慮。傳統(tǒng)的防雷技術(shù)主要是針對(duì)雷電引起的強(qiáng)大電流采取的措施,主要有兩個(gè)方面:①降低地網(wǎng)接地電阻,由于天線系統(tǒng)為射頻信號(hào)提供了回來(lái),但同時(shí)也為雷電提供了便利的通道;②降低接地地阻,由于地阻越小,受到的雷擊地電壓就越小,電位差也就越小,為了有效的降低電位差,盡量在機(jī)房?jī)?nèi)只設(shè)置一個(gè)接地點(diǎn)進(jìn)行集中接地。對(duì)于一些雷電多發(fā)地區(qū),由天線、饋線電路受到周期性的雷擊侵襲事件較多,因此要盡量改善發(fā)射機(jī)的外部環(huán)境。此外,要嚴(yán)格按照防雷技術(shù)要求進(jìn)行預(yù)防措施,嚴(yán)密的防護(hù)措施是降低雷擊侵襲的主要手段,也是保護(hù)廣播電臺(tái)信號(hào)的重要舉措。

        4 全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)和避雷措施

        我臺(tái)使用的是全固態(tài)中波發(fā)射機(jī),該發(fā)射機(jī)中大量的使用了半導(dǎo)體器件及微處理器件,與原來(lái)的電子管發(fā)射機(jī)相比較而言,全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的指標(biāo)好、壽命長(zhǎng)、效率高、能耗低、維修簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。但是該發(fā)射機(jī)也有不足之處,主要有全固態(tài)器件比較脆弱、抗干擾性能差、耐壓差、易損壞、易擊穿。所以,因此對(duì)全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)在進(jìn)行防雷保護(hù)時(shí),要考慮防串?dāng)_,應(yīng)該設(shè)計(jì)多道防雷措施。

        1)接入泄放電圈。由于雷擊電流主要是直流電,所以在天線的輸入端接入一個(gè)微享級(jí)電感線圈入地,這樣雷擊產(chǎn)生的直流電就可以由線圈直接傳輸?shù)降叵?,釋放了巨大的雷擊電流,?duì)設(shè)備有效的起到保護(hù)作用。

        2)石墨放電器。在天線輸入端如果加裝一組石墨放點(diǎn)球,然后在接地引線上邊加裝幾十只磁環(huán)。一旦遇到雷擊情況后,石墨放點(diǎn)球就會(huì)發(fā)生放電反應(yīng),這是由石墨自身的阻尼放電作用引起的。此時(shí),發(fā)射機(jī)如果正處于正常的運(yùn)行中,受雷擊影響,放點(diǎn)球放電時(shí),雷擊電流就會(huì)通過(guò)引線直接流入大地中,接地引線上的磁環(huán)出現(xiàn)反向電動(dòng)勢(shì),起到阻尼放電的作用,也保證了發(fā)射機(jī)不會(huì)出現(xiàn)短路,對(duì)發(fā)射機(jī)起到很好的保護(hù)作用。石墨放電球的間距以9 mm為最佳間距。

        3)隔離電容器。雷擊的能量主要集中在直流和低頻的范圍內(nèi),因此在雷擊電流在進(jìn)入調(diào)配網(wǎng)絡(luò)之前,可以接入一只大容量的電容器,對(duì)高頻輸出沒(méi)有任何影響,但對(duì)雷擊電流能夠有效的進(jìn)行隔離。由于該電容器屬于防雷器件,所以在各種性能及參數(shù)設(shè)置上越大越好,在設(shè)備更換時(shí),也不要隨意的改變其規(guī)格??梢詫?duì)天饋匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多種選擇,最好選擇能夠?qū)Ω鞣N雜波起到阻隔作用的匹配網(wǎng)絡(luò)。

        4)相移網(wǎng)絡(luò)。在高頻通路中,傳輸線及網(wǎng)絡(luò)都會(huì)發(fā)生一定程度的相移。在發(fā)生雷擊時(shí),放電球出現(xiàn)短路的情況下,發(fā)射機(jī)的負(fù)載阻抗就會(huì)發(fā)生改變,極易造成設(shè)備輸出端電壓過(guò)高,損壞設(shè)備,因此,安裝一組相移網(wǎng)絡(luò),在發(fā)生放電球放電的時(shí)候,相移網(wǎng)絡(luò)可以使發(fā)射機(jī)負(fù)載阻抗的變化在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行,對(duì)發(fā)射機(jī)充分的起到了保護(hù)作用。

        5)電源系統(tǒng)。電源系統(tǒng)也是防雷措施中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié),雷擊對(duì)電源系統(tǒng)的襲擊可能性非常大,因此對(duì)輸入的電流要采用從外向內(nèi)逐次遞減的方法進(jìn)行分段保護(hù)。如果發(fā)設(shè)備設(shè)計(jì)較為合理,雷擊產(chǎn)生的電流是不可能進(jìn)入到發(fā)射機(jī)內(nèi)部的。但是設(shè)計(jì)可變電阻的目的僅僅是針對(duì)低過(guò)壓保護(hù)設(shè)計(jì)的,對(duì)整個(gè)設(shè)備的防雷保護(hù)作用不大。為了有效的阻止雷電從電源系統(tǒng)侵入發(fā)射機(jī)內(nèi)部,可以在高壓線進(jìn)線上端架設(shè)明線,這樣無(wú)論是感應(yīng)雷還是直擊雷,在高壓線上都會(huì)發(fā)生高壓沖浪現(xiàn)象,產(chǎn)生危害,為有效的對(duì)這種雷擊危害進(jìn)行防護(hù),可以在機(jī)房高壓進(jìn)線端處,安裝避雷器,對(duì)沖浪高壓電流可以進(jìn)行泄地處理。除此以外,在電源的進(jìn)線系統(tǒng)中,可以安裝真空放電裝置,也能起到防雷保護(hù)作用。

        6)改造接地系統(tǒng)。由于我臺(tái)的發(fā)射塔總高度為90 m,雙頻共塔,在周圍鋪設(shè)有地網(wǎng)。由120根銅線組成,全場(chǎng)120 m。以塔底作為中心,3度夾角向四周放射鋪設(shè)。這種接地方法,對(duì)全固態(tài)發(fā)射機(jī)而言,接地不是很理想。經(jīng)過(guò)研究,對(duì)接地系統(tǒng)進(jìn)行改造,專門(mén)做一個(gè)深4 m的地井,埋設(shè)紫銅板,加上木炭、食鹽、降阻劑等,與120根地網(wǎng)連接在一起,起到很好的引流作用。

        5 實(shí)際效果

        由于雷擊事故對(duì)我臺(tái)全固態(tài)發(fā)射機(jī)各種器件都造成了一定程度的損壞,經(jīng)過(guò)技術(shù)人員的努力,采取以上幾種防雷措施以后,發(fā)射機(jī)運(yùn)行正常,經(jīng)過(guò)幾次的雷擊考驗(yàn),沒(méi)有出現(xiàn)事故。保證了雷雨季節(jié)的播出安全,結(jié)果非常理想。

        6 注意事項(xiàng)

        采用以上防雷措施的時(shí)候,由于多種因素的影響,需要注意以下問(wèn)題:①要仔細(xì)的調(diào)節(jié)放電球的間距。尤其是在室內(nèi),放電球之間的距離僅為幾毫米,所以在調(diào)節(jié)的時(shí)候要非常自此,特別是每次雷擊過(guò)厚的檢查。一旦發(fā)現(xiàn)放電球出現(xiàn)過(guò)打火的痕跡,要用砂紙及時(shí)的打平,并清潔,保證放電球的工作性能;②認(rèn)真進(jìn)行天饋匹配網(wǎng)絡(luò)的調(diào)試,對(duì)常用的儀器要經(jīng)常進(jìn)行阻抗的檢查,一旦發(fā)現(xiàn)異常要及時(shí)進(jìn)行處理;③在每年的雷雨季節(jié)到來(lái)前,要對(duì)系統(tǒng)避雷措施進(jìn)行清查,防止由于疏忽大意造成不必要的損失。

        7 結(jié)束語(yǔ)

        全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的防雷問(wèn)題是關(guān)鍵的問(wèn)題之一,經(jīng)過(guò)近些年來(lái)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié),采用整套的避雷方案對(duì)廣播發(fā)送設(shè)備進(jìn)行保護(hù),是切實(shí)可行的,充分的保證了廣播發(fā)射系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

        參考文獻(xiàn)

        [1]慎英子.全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的防雷措施[J].中國(guó)科技信息,2011(14).endprint

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