王以群

（作者單位：江蘇豐縣中波發(fā)射臺(tái)）

1 江蘇豐縣中波發(fā)射臺(tái)的現(xiàn)有防雷設(shè)施情況

江蘇豐縣中波發(fā)射臺(tái)位于縣城的城鄉(xiāng)結(jié)合部，四周地勢(shì)平坦，發(fā)射臺(tái)的拉線(xiàn)塔有其特殊性，塔身通過(guò)絕緣子與地絕緣，塔身不直接接地。盡管塔體本身有放電球放電、調(diào)配網(wǎng)絡(luò)，也采取了適當(dāng)?shù)姆览状胧康嚼子昙竟?jié)，我臺(tái)中波發(fā)射設(shè)備多次遭受雷電侵害，損壞發(fā)射機(jī)的末級(jí)功放場(chǎng)效應(yīng)管、調(diào)制器的場(chǎng)效應(yīng)管、電阻、保護(hù)二極管等。因此，對(duì)中波發(fā)射設(shè)備進(jìn)行全面的防雷改造十分重要。

中波發(fā)射塔為拉線(xiàn)塔，塔高76 m，為周?chē)罡呓ㄖ?。鐵塔與地之間通過(guò)絕緣子與地絕緣，塔身不直接接地，鐵塔的根部接有傳統(tǒng)的半球放電器。調(diào)整半球放電器的間隙，放電球間距放電為1 kV/mm，根據(jù)發(fā)射機(jī)功率和天線(xiàn)阻抗計(jì)算出天線(xiàn)底部的最大電壓，在不影響正常播出的情況下，盡量調(diào)小放電球的間隙，以便在雷擊瞬間起到泄放作用。

中波輸出匹配網(wǎng)絡(luò)與發(fā)射天線(xiàn)連接處有石墨放電球。電源變壓器上安裝了高壓避雷器。

機(jī)房地網(wǎng)是按照電氣設(shè)計(jì)要求用電解銅板、木炭、食鹽做成的，用10 cm寬的銅皮與設(shè)備連接，良好的接地為設(shè)備防雷提供了入地通路。

2 設(shè)備防雷情況分析

天線(xiàn)底部的放電球、匹配網(wǎng)絡(luò)石墨放電間隙放電都是1 kV/mm，且無(wú)法調(diào)準(zhǔn)，用在以前的電子管發(fā)射機(jī)上，表現(xiàn)為過(guò)荷保護(hù)。而對(duì)于PDM發(fā)射機(jī)功放和調(diào)制器用場(chǎng)效應(yīng)管IRFP250，IRFP250場(chǎng)效應(yīng)管Vdg極限電壓為2 00V，IRFP250場(chǎng)效應(yīng)管工作電壓140 V，1 kWPDM發(fā)射機(jī)工作時(shí)饋管電壓還不到700 V，1 kV左右的電壓經(jīng)饋管到發(fā)射機(jī)，足以損壞IRFP250場(chǎng)效應(yīng)管。

陶瓷浪涌保護(hù)器防雷精度受制造工藝影響，精度為標(biāo)稱(chēng)擊穿電壓的±20%，在雷擊情況下，無(wú)法保證不損壞IRFP250場(chǎng)效應(yīng)管。電源變壓器僅有高壓防雷，而沒(méi)有低壓防雷。

3 設(shè)備防雷改造實(shí)施方案

根據(jù)以上對(duì)中波設(shè)備現(xiàn)有防雷設(shè)施以及防雷情況的分析，我臺(tái)與深圳盾牌防雷有限公司共同研究，在現(xiàn)有設(shè)備防雷設(shè)施基礎(chǔ)上，防雷改造應(yīng)從傳導(dǎo)雷電的主要路徑電源、天線(xiàn)、調(diào)配網(wǎng)絡(luò)、饋管、發(fā)射機(jī)等幾方面著手，各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行多級(jí)防雷，使雷電能量在各個(gè)路徑通過(guò)多級(jí)衰減，逐級(jí)限壓，將雷電過(guò)電壓限制在設(shè)備的承受水平上，從而保護(hù)設(shè)備。在選擇防雷器時(shí)，因我們以前用的防雷器大多是間隙型放電器，間隙型雷電放電器放電能力強(qiáng)但殘壓太高，放電動(dòng)作較慢，并有火花氣體放出，不利于設(shè)備的防雷保護(hù)，應(yīng)選擇氧化鋅型限壓型SPD，并根據(jù)泄放點(diǎn)的不同，選擇合適的SPD最大持續(xù)工作電壓、最大通流量、放電電流、鉗位電壓、對(duì)雷電響應(yīng)時(shí)間等。具體情況如下。

3.1 電源防雷改造部分改造方案

第一，將變壓器的高低壓側(cè)避雷器更換為高性能、大通流容量的避雷器。高壓部分防雷是從高壓線(xiàn)與變壓器的3個(gè)接頭處分別接3個(gè)10 kV交流系統(tǒng)用復(fù)合外套無(wú)間隙金屬氧化物避雷器，避雷器的另一端就近接地。低壓部分防雷即從變壓器的低壓輸出端分別接3個(gè)380 V交流低壓用復(fù)合外套無(wú)間隙金屬氧化物避雷器，避雷器的另一端就近接地。

第二，在配電柜內(nèi)分別安裝限壓型浪涌保護(hù)（SPD），防雷地線(xiàn)就近接地。選擇的型號(hào)為JD150K385H4J三相電源防雷箱（1臺(tái)）。在分路配電柜內(nèi)分別安裝限壓型浪涌保護(hù)（SPD），防雷地線(xiàn)就近接地。選擇的型號(hào)為JD100K385H4J型三相電源防雷箱（1臺(tái)）。在每臺(tái)發(fā)射機(jī)內(nèi)交流電源部分并聯(lián)安裝(SPD），標(biāo)稱(chēng)沖擊通容為40 kA限壓型防雷器。

3.2 信號(hào)傳輸防雷改造部分改造方案

第一，信號(hào)線(xiàn)屏蔽層與就近地線(xiàn)銅皮牢靠焊接。否則當(dāng)周?chē)坏┯懈袘?yīng)雷擊時(shí)，會(huì)直接造成該線(xiàn)上兩端的設(shè)備損壞。應(yīng)根據(jù)纜線(xiàn)長(zhǎng)度確定加裝1～2個(gè)SPD。要求信號(hào)保護(hù)器SPD，防雷電壓精度應(yīng)在10 V左右，低于發(fā)射機(jī)功放和調(diào)制器中IRFP250場(chǎng)效應(yīng)管工作電壓，從而保護(hù)IRFP250場(chǎng)效應(yīng)管不被擊穿損壞。要考慮信號(hào)保護(hù)器SPD接口應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備兼容、插入損耗應(yīng)滿(mǎn)足通信系統(tǒng)的要求。標(biāo)稱(chēng)放電電流應(yīng)≥3 kA，最大通流容量應(yīng)≥10 kA。

第二，在發(fā)射機(jī)與傳輸饋線(xiàn)接口安裝信號(hào)防雷器，共2PCS。在傳輸饋線(xiàn)與匹配網(wǎng)絡(luò)接口安裝信號(hào)防雷器，共1PCS；在輸出匹配網(wǎng)絡(luò)與發(fā)射天線(xiàn)連接處安裝信號(hào)防雷器，共1PCS。

此外，鐵塔部分防雷應(yīng)在原有防雷的基礎(chǔ)上，在發(fā)射塔的塔基處并聯(lián)安裝塔基專(zhuān)用避雷器。接地端就近可靠接地。

4 防雷改造后的效果

中波發(fā)射設(shè)備防雷改造于2013年完工。經(jīng)過(guò)近幾年雷雨季節(jié)的考驗(yàn)，我臺(tái)的中波發(fā)射設(shè)備未受雷擊損壞，確保了正常播出。該項(xiàng)目得到江蘇省廣電局科技處的大力支持。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)防雷改造，豐縣中波發(fā)射臺(tái)防雷由以前的粗略防雷轉(zhuǎn)變到現(xiàn)在的精確防雷，防雷精度大大提高，防雷效果明顯。防雷改造為中波發(fā)射設(shè)備的保護(hù)、設(shè)備的安全播出提供了有力保證。