張曉軒

1 雷電的危害

1.1 直擊雷

雷電流產(chǎn)生高壓效應(yīng)會(huì)造成數(shù)萬(wàn)伏的電壓，某些時(shí)候甚至高達(dá)數(shù)十萬(wàn)伏，瞬間釋放如此巨大的高電壓會(huì)對(duì)電氣設(shè)備造成巨大的沖擊，其所產(chǎn)生的危害會(huì)導(dǎo)致電路短路問(wèn)題，進(jìn)而影響到機(jī)器的正常運(yùn)行，對(duì)于中波發(fā)射臺(tái)內(nèi)的發(fā)射鐵塔會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p壞，這種情況下的調(diào)配室天調(diào)網(wǎng)絡(luò)也會(huì)受到影響。

1.2 感應(yīng)雷

雷電產(chǎn)生的電流電磁感應(yīng)具體表現(xiàn)在雷擊點(diǎn)周圍，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)非常大的交變電磁場(chǎng)，其后雷擊范圍內(nèi)的金屬產(chǎn)生高壓放電，電流壓力是導(dǎo)致電器局部過(guò)熱的主要原因，部分設(shè)備的耐壓耐熱性能不強(qiáng)，首當(dāng)其沖遭到損壞。感應(yīng)雷形成還會(huì)對(duì)附近的導(dǎo)體和用電設(shè)備造成電脈沖危害，如中波臺(tái)的電源部分、傳輸線路、發(fā)射機(jī)功放模塊均會(huì)遭到破壞。

1.3 雷電波

雷電波的襲擊主要在于其對(duì)于建筑物的反作用，此外，防雷裝置上的高電壓也會(huì)作用于建筑物，進(jìn)而導(dǎo)致配電裝置或電氣線路斷路，中波臺(tái)的天饋線遭到破壞后會(huì)直接引發(fā)電路停電。

2 防雷系統(tǒng)的構(gòu)成及基本要求

1）雷電接收裝置：該裝置主要指的是接受雷電的金屬桿，常見(jiàn)的有避雷針、避雷帶（網(wǎng)）以及架空地線等。中波發(fā)射臺(tái)通常會(huì)建造發(fā)射塔，其不僅承擔(dān)的發(fā)射天線的角色，同時(shí)也是雷電接收裝置，能夠在雷電天氣時(shí)吸引接收雷電。2）引下線：該導(dǎo)體的作用在于將雷電流從接閃器傳導(dǎo)至接地裝置，中波臺(tái)需要在發(fā)射塔底安裝放電球。其中，引下線的選擇要結(jié)合實(shí)際的雷電情況而定，目的在于為雷電流的順利傳輸提供可靠路徑。3）接地線：屬于一種金屬導(dǎo)體，具有不載流特性，主要用于零線連接、電氣設(shè)備、接地體以及桿塔的接地端子的連接。4）接地體：也被稱作是接地極，與大地直接接觸，需要埋入土中，忽而被稱為接地體。通常分為兩種，一種是垂直接地體，另一種是水平接地體，工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)雷電流的大小來(lái)選擇合適的接地體，以此來(lái)保證雷電的正常輸送。5）接地裝置：接地線和接地體的總稱。6）接地網(wǎng)：該裝置具有泄流和均壓作用，由垂直和水平接地體共同組成，呈網(wǎng)狀均勻分布在中波發(fā)射臺(tái)的發(fā)射塔周圍，地網(wǎng)線的高度與鐵塔相同。

3 中波廣播發(fā)射系統(tǒng)的防雷措施

3.1 內(nèi)部防雷系統(tǒng)分析

實(shí)踐證明，避雷針只對(duì)直擊雷其作用，而對(duì)于直擊雷所產(chǎn)生的感應(yīng)雷卻沒(méi)有效用。那么應(yīng)當(dāng)如何防止感應(yīng)雷電損壞中波臺(tái)設(shè)施呢？現(xiàn)階段我們通常會(huì)制定內(nèi)部避雷系統(tǒng)，具體指的是將避雷器安裝在發(fā)射機(jī)機(jī)房的銅管、電纜線、網(wǎng)絡(luò)線、天饋線以及金屬設(shè)備上，同時(shí)安裝接地設(shè)備和過(guò)壓保護(hù)器。就目前的情況來(lái)看，發(fā)射機(jī)機(jī)房多以鋼筋混凝土和大物件金屬材料建成，機(jī)房表面的欄桿和窗戶與內(nèi)部的鋼筋連接在一起，因此我們應(yīng)當(dāng)在機(jī)房?jī)?nèi)部構(gòu)成相應(yīng)的防雷擊安全區(qū)域，進(jìn)而形成一個(gè)等電位空間，確保建筑物內(nèi)的電位均衡，同時(shí)安裝電位均衡器，并通過(guò)連接母線的方式使接地電阻維持在1Ω 以下。

3.2 中波發(fā)射臺(tái)的防雷措施改進(jìn)

中波臺(tái)防雷系統(tǒng)的完善是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，饋線、發(fā)射塔、發(fā)射機(jī)、天調(diào)網(wǎng)絡(luò)都是防雷工作中不可忽視的緩解，加強(qiáng)防雷措施的目的在于降低雷電損害，保證廣播的安全播出，筆者認(rèn)為具體可以從以下幾方面著手：

3.2.1 發(fā)射機(jī)的防雷措施

其一，發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)中通常帶有一套平衡封鎖或駐波比封鎖裝置，一旦天線設(shè)備遭到雷擊，該裝置便會(huì)切斷發(fā)射機(jī)高壓，以此來(lái)保護(hù)發(fā)射機(jī)末級(jí)設(shè)備。其二，確保每部發(fā)射機(jī)的銅排母線都與接地線連接在一起，具體采用Mm 型等電位連接形式，詳見(jiàn)圖1。

圖1 Mm型等電位連接

3.2.2 饋線的防雷措施

中波臺(tái)的饋線長(zhǎng)達(dá)數(shù)百米，且架空在野外，及其容易遭受雷電襲擊。具體可以采取以下三種防雷措施：其一是增設(shè)防雷接地線，指的是在每根饋線桿上敷設(shè)一條φ4mm 銅線，并將其與地網(wǎng)焊接在一起，同時(shí)夾牢銅線的另一端與饋管架，使其高出饋桿頂端，高出部分以10cm 為最佳。其二，安裝饋線防雷器，除了饋線的發(fā)射機(jī)輸出端，調(diào)配室的輸入端也要安裝該裝置，用于泄放和阻隔前段遺留電壓。其三是安裝磁環(huán)，具體安裝在饋線的頭尾兩端，目的是形成等電位。

3.2.3 天調(diào)網(wǎng)絡(luò)防雷措施

現(xiàn)階段存在的措施包括：

1）合理選用二階帶通濾波器匹配網(wǎng)絡(luò)，用于阻隔和陷波各類雜波串?dāng)_。2）將一組石墨放電球安裝在天線輸入端，并在接地線上套30 至40 只阻尼磁環(huán)，磁環(huán)具有良好的阻尼放電作用，其能夠在發(fā)射塔遭到雷擊后，產(chǎn)生反向的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)阻隔放電。與此同時(shí)，發(fā)射機(jī)輸出的高頻能量便不會(huì)出現(xiàn)短路問(wèn)題，這樣便完成了發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作之前的保護(hù)工作。3）在天線輸入端并聯(lián)接入一只電感線圈，使其接觸大地，用以泄放雷電產(chǎn)生的低頻能量。4）采用隔直流電容器，防止饋線影響，同時(shí)阻隔雷電產(chǎn)生的低頻能量。5）選用電感耦合的方式來(lái)處理天調(diào)網(wǎng)絡(luò)與饋線間的雷擊問(wèn)題。6）將馬口鐵鋪蓋于天調(diào)室四壁和屋頂處，并用銅焊將其與地板下面的地網(wǎng)緊緊焊牢，具有良好的屏蔽作用，既可以有效地防止雷擊電磁脈沖的干擾，還能夠降低能量損耗，從而為發(fā)射機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行提供安全環(huán)境。

3.2.4 發(fā)射塔的防雷措施

發(fā)射塔是最容易受到雷電威脅的區(qū)域，具體可采用兩點(diǎn)防雷措施：其一是安裝一對(duì)半圓形金屬放電球，將其置于發(fā)射塔底座，放電球的直徑為10cm，確保兩個(gè)半球的距離合理，不僅能夠起到泄放雷電流的目的，也可以保障廣播的正常播出。其二是增建發(fā)射塔，均為雙頻共塔，并將他們的地網(wǎng)并在一起，該項(xiàng)舉措有助于降低接地電阻，提升整體泄流效果。

3.2.5 電源系統(tǒng)的防雷措施

電源的防雷保護(hù)是防雷系統(tǒng)的重中之重，一方面，市電電源變壓器的高壓、低壓兩端都要設(shè)有防雷裝置。并在高壓進(jìn)線端的三相電壓進(jìn)線部位安裝I 級(jí)試驗(yàn)浪涌保護(hù)器，同時(shí)將II 級(jí)試驗(yàn)浪涌保護(hù)器安裝在供電電源輸入部位。但有一點(diǎn)需要注意，當(dāng)II 級(jí)試驗(yàn)浪涌保護(hù)器的指示燈顯示為紅色時(shí)，說(shuō)明該裝置已被雷電擊穿，需要工作人員及時(shí)更換。另一方面，自主發(fā)電的發(fā)電機(jī)供電在進(jìn)入發(fā)射機(jī)房時(shí)，需要全部埋地敷設(shè)電纜線。將發(fā)電機(jī)體保護(hù)接地采取的銅線與旁邊預(yù)留的接地扁鋼有效連接在一起，產(chǎn)生接地反應(yīng)，可以避免雷擊時(shí)發(fā)電機(jī)與設(shè)備之間產(chǎn)生的電位差，避免漏電問(wèn)題。

3.2.6 其他措施

中波臺(tái)選地特殊，發(fā)射鐵塔周圍存在民房或農(nóng)田，地網(wǎng)會(huì)因此收到不同程度的影響，一旦地網(wǎng)的電阻值發(fā)生變化，便無(wú)法順利導(dǎo)出電流，因此工作人員必須定期修補(bǔ)發(fā)射塔周邊的地網(wǎng)，并對(duì)機(jī)房地網(wǎng)加以改造，增設(shè)不等深綜合地網(wǎng)，以此來(lái)改進(jìn)等電位聯(lián)結(jié)，進(jìn)一步增強(qiáng)地網(wǎng)的防雷效果。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，雷電是大自然中的常見(jiàn)天氣現(xiàn)象，具有不可預(yù)測(cè)性，突然的雷擊所帶來(lái)的危害較大，對(duì)于中波臺(tái)設(shè)備來(lái)說(shuō)，更是會(huì)造成一系列的不良影響。在今后的日常工作中，我們要認(rèn)真檢查設(shè)備情況，結(jié)合實(shí)際完善防雷系統(tǒng)，確保維護(hù)措施落到實(shí)處，將雷電損害降至最低，促進(jìn)中波廣播事業(yè)的健康發(fā)展。