【摘要】雷電能夠?qū)Πl(fā)射臺站系統(tǒng)造成許多的危害。無論是廣播信號的傳輸工作，還是廣播信號的接收活動，均會在一定程度上受到雷電的影響。在小功率中短波發(fā)射臺站的各項工作中，防雷工作屬于重中之重，需要全面開展研究工作。本文根據(jù)小功率中短波發(fā)射臺站防雷工作的具體情況，介紹了雷電的分類及危害，分析了小功率中短波發(fā)射臺站防雷現(xiàn)狀，提出了小功率中短波發(fā)射臺站的防雷措施，旨在為相關(guān)研究工作提供一定的理論參考。

【關(guān)鍵詞】小功率中短波發(fā)射臺站；防雷措施；防雷現(xiàn)狀；雷電危害

中圖分類號：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2023.10.001

廣播信號傳輸活動的開展離不開發(fā)射臺站?，F(xiàn)階段，小功率中短波發(fā)射臺站已經(jīng)普遍應(yīng)用于廣播信號傳播體系中，應(yīng)用范圍在持續(xù)擴大。要想保障廣播信號傳輸活動的穩(wěn)定性，需要確保小功率中短波發(fā)射臺站的高效運轉(zhuǎn)。天線是小功率中短波發(fā)射臺站周圍最高建筑物，致使雷電容易對其產(chǎn)生影響，面對該情形，應(yīng)當(dāng)全面開展防雷處理措施，進而幫助小功率中短波發(fā)射臺站更好地抵御并防護雷電的攻擊。

1. 雷電的分類及危害

在自然界中，雷電屬于放電現(xiàn)象之一，電壓高、電流大、頻率高和時間短是其最為主要的特征。關(guān)于雷電的分類，主要可以將其劃分成直擊雷、感應(yīng)雷擊、球雷和雷電侵入波。具體內(nèi)容如下。

1.1 直擊雷

直接雷也被稱為雷擊，針對地面或地面中的凸出物，雷云開展直接的放電活動。雷云在對地面放電的過程中，先產(chǎn)生的就是先驅(qū)放電，其具備較小的放電電流，主放電開始于到達地面之后，順著先驅(qū)放電的通道，從地面直接到達云端，在該過程中，會在短時間內(nèi)增加放電電流。主放電具備非常短的時間，電流能夠快速減退，之后的就是余光放電，其電流也會隨之降低。在雷云中，所存在的電荷積聚中心個數(shù)比較多，在首個電荷集聚中心開始放電之后，就會快速降低電位。第二個電荷集聚中心也開始轉(zhuǎn)移至首個的中心位置處，并順延上次的放電通道，依次進行先驅(qū)放電、主放電和余光放電活動。在結(jié)束之后，就會開始第三次和第四次的放電活動。所謂的直擊雷過電壓指的是，電氣設(shè)備與線路遭遇值累積的過程中，利用有關(guān)的設(shè)備或者線路，雷電流就會到達大地，導(dǎo)致設(shè)備或線路中過電壓的生成。

1.2 感應(yīng)雷擊

感應(yīng)雷擊指的是，地面物體周圍區(qū)域產(chǎn)生雷擊的過程中，所引發(fā)的雷擊現(xiàn)象，引發(fā)該現(xiàn)象的主要原因就是靜電與電磁感應(yīng)。在進行雷云放電時，雷電流的變化速度極快，在附近空間處就會生成突出的電磁場，受到電磁感應(yīng)，附近導(dǎo)體所產(chǎn)生的過電壓極其高，該現(xiàn)象就被稱為電磁感應(yīng)過電壓。感應(yīng)雷擊就是指的是雷電感應(yīng)與電磁感應(yīng)所引發(fā)生成的過電壓。

1.3 球雷

球雷屬于球體的一種，主要在空氣中飄行或順沿地面滾動，其所發(fā)出的亮光為紅色或者白色，直徑大約為20cm，以每秒數(shù)米的速度運行。球雷所存在的時間通常為3～5s。盡管球雷具備比較短的存在時間，但是可以穿過一些障礙物到達室內(nèi)。部分情況下，球雷會在無聲之中消失，有些情況下，會與人、牲畜或其他物體產(chǎn)生碰撞，引發(fā)重大的爆炸，導(dǎo)致雷擊傷害的出現(xiàn)。

1.4 雷電侵入波

雷電侵入波是指，在擊中空線路或者金屬管道時，雷電所生成的沖擊電壓，就會順著線路或管道，朝兩個方向位置處，快速的對雷電侵入波做出傳播。雷電侵入波的電壓值與傷害程度成正比，倘若雷電侵入波電壓值越高，那么對人體或者設(shè)備所產(chǎn)生的危害就會更加嚴(yán)重。

在雷電進行放電時，極有可能導(dǎo)致一些效應(yīng)的出現(xiàn)，比如：靜電效應(yīng)、電磁效應(yīng)、熱效應(yīng)、機械效應(yīng)等，進而威脅建筑物或電氣設(shè)備設(shè)施。在泄入大地的情況下，地面所生成的沖擊電流會非常高，產(chǎn)生沖擊接觸電壓與跨步電壓，對人體產(chǎn)生危害。在直接遭遇雷擊的情況下，人體就會出現(xiàn)死亡情況。雷電具有多個方面的危害，主要表現(xiàn)為以下幾點：

1.4.1 靜電效應(yīng)危害

雷云在進行地面放電的過程中，參與雷擊點主放電活動時，受到靜電感應(yīng)過電壓的影響，雷擊點周圍的架空線路、電氣設(shè)施或架空管道中的過電壓幅值就會上升至幾十萬伏，直接擊穿電氣設(shè)備的絕緣裝置，造成設(shè)備火災(zāi)或者爆炸，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)破損情況，人身出現(xiàn)傷害或死亡。

1.4.2 熱效應(yīng)危害

雷電流通常具備非常高的電流，其數(shù)值通常為幾十至幾百千安，在經(jīng)過導(dǎo)體的過程中，雷電流可以快速引發(fā)導(dǎo)體溫度上升，相關(guān)溫度可上升至幾萬度，進而引發(fā)金屬熔化情況，并燃燒附近的易燃物品，引發(fā)電氣設(shè)備的燒毀情況，導(dǎo)線也會處于斷電情況之中，還會引發(fā)人員的燒傷問題。

1.4.3 機械效應(yīng)危害

在經(jīng)過被擊物的過程中，雷電流就會導(dǎo)致被擊物品縫隙中的水分遭遇熱氣化，體積產(chǎn)生膨脹情況，進而破壞被擊物品，電桿線路遭遇劈裂。

1.4.4 反擊危害

在面對雷擊的過程中，利用避雷針、避雷帶、構(gòu)架、建筑物及接地裝置，雷電流就會陷入大地之中，因為上述物體及接地裝置中存有電阻，其生成的沖擊電位非常高。如果周圍存有人或其他物體，極有可能對其產(chǎn)生放電情況，這種放電情形被稱為反擊。架空線路或空中金屬管道在遭遇雷擊中，順延這些物體，電波就會進入室內(nèi)，引發(fā)人體及設(shè)備放電的反擊。反擊就會危害設(shè)備與人身健康。

1.4.5 電位危害

在雷電流引入大地的過程中，引入處地面所生成的沖擊電位非常高，沖擊接觸電壓與沖擊跨步電壓就會危害附近的人，引發(fā)電擊傷害。

2. 小功率中短波發(fā)射臺站防雷現(xiàn)狀

近段時間，伴隨著我國社會和經(jīng)濟的飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)更是日新月異，對各行各業(yè)的發(fā)展起到了良好的推動作用?？萍嫉倪M步促使各個領(lǐng)域能夠明確自身的定位，并將自身的作用最大限度體現(xiàn)出來，實現(xiàn)了人民群眾生活品質(zhì)的提升，國家的現(xiàn)代化建設(shè)作出了巨大的貢獻。在新時期的改革與創(chuàng)新工作中，小功率中短波發(fā)射臺站已成為國家的重點發(fā)展內(nèi)容，在該站臺領(lǐng)域中，國家也投入了較多的精力、人力與資金，旨在能夠全面推動小功率中短波發(fā)射臺站的優(yōu)化升級，保障后期投入使用工作的順利開展。小功率中短波發(fā)射臺站，使用起來比較靈活，能夠有效推動相關(guān)工作的開展。當(dāng)前，在利用小功率中短波發(fā)射臺站時，一些線路中配有天線饋線，通常會將饋線的支架作為支撐，直接將其引至接受鐵塔，并利用室外的走線架，水平進入機房內(nèi)部，這樣可以有效提升工作活動的平穩(wěn)性。在小功率中短波發(fā)射臺站的運行工作中，計算機發(fā)揮著重要的作用，加之，主要的線路設(shè)置在室外，致使外界因素亦對其產(chǎn)生影響，在當(dāng)前的防雷活動中，國家所投入的各方面資源都不夠充足，導(dǎo)致現(xiàn)行的防雷手段、方式、方法很難促使具體需要得到滿足，然而，因為電磁波的發(fā)射需要以鐵塔為依托，對雷電具有強烈的吸引力。倘若產(chǎn)生雷電危害，小功率中，短波發(fā)射臺站基本不存在防御能力。為了有效防范上述情況的出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)以具體情形為依據(jù)，組織相關(guān)的優(yōu)化活動，在防雷工作中，所選擇的方式應(yīng)當(dāng)符合小功率中短波發(fā)射臺站的承受力，保障信號的平穩(wěn)性，滿足人們的應(yīng)用需要，保障雷雨情況中的小功率中短波發(fā)射臺站處于有效運行之中。

當(dāng)前，在面對直擊雷電的情況下，我國的小功率中短波發(fā)射臺站防雷活動一般會選取引下線接地與接閃器來完成，普通的金屬避雷針應(yīng)用最為普遍，通常情況下，其抵抗力比較突出，可以有效抗擊雷電。但是，在通過避雷針組織避雷工作的過程中，仍然存有一些不足之處。為了保障避雷針引雷與雷電導(dǎo)入活動的快速完成，發(fā)射塔的塔頂是其安裝位置處，盡管這樣能夠快速實現(xiàn)引雷活動，但是也會遭遇雷電作用力，該位置處的避雷針通常是高電位情況，倘若產(chǎn)生了意外事故，那么通常會引發(fā)雷電反擊，嚴(yán)重威脅工作人員的生命安全。

3. 小功率中短波發(fā)射臺站的防雷措施

在小功率中短波發(fā)射臺站的防雷工作方面，相關(guān)工作人員開展了大量的研究活動，并采取了一些防雷措施，但是受到很多因素的影響，在具體的防雷工作中仍然存在著一些問題，應(yīng)當(dāng)針對性地采取處理措施，確保小功率中短波發(fā)射臺站的防雷工作取得理想化的效果。

3.1 天線防雷

在小功率中短波發(fā)射臺站附近的建筑設(shè)施中，海拔最高的當(dāng)屬天線，其非常容易遭遇雷擊作用力。一旦遭遇雷擊，可能就會毀壞小功率中短波發(fā)射臺站固態(tài)機功放管，情況嚴(yán)重的還會引發(fā)重大的故障問題。所以，為了促使小功率中短波發(fā)射臺站的防雷性能得到提升，應(yīng)當(dāng)提升對地井與地網(wǎng)的重視程度，確保相關(guān)的鋪設(shè)活動能夠嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)規(guī)定來進行，迅速實現(xiàn)沖擊接地電阻水平的減少，在短時間內(nèi)完成天線中感應(yīng)電荷的釋放，保障塔基瞬間電位處于正常狀態(tài)之中，促使天線的防雷效果得到提升。天線在遭受雷擊的情況下，底部位置處的放電球會導(dǎo)致瞬時性電壓的生成，通過合理調(diào)控放電球的間隙，可以有效避免雷電對發(fā)射機造成沖擊，保障發(fā)射臺站處于有效運行之中。在調(diào)控相關(guān)距離的過程中，應(yīng)當(dāng)保障其處于合理范圍之中，不可出現(xiàn)過大情況，否則很難保障雷擊作用力的徹底釋放。

3.2 天調(diào)網(wǎng)絡(luò)防雷

如果小功率中短波發(fā)射臺站運行與電路不存有異常，不存在負載短路，功放電路中也不存有瞬時性電壓，在符合上述要求的情況下，可以在發(fā)射臺站輸出槽路中，對一45度相移網(wǎng)絡(luò)作出設(shè)計。在出現(xiàn)負載短路之后，功放測等效阻抗就會由R狀態(tài)朝著感性jR的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。要想有效避免雷擊對功放管造成破壞，當(dāng)放電球遭遇雷擊產(chǎn)生瞬時性短路的情況下，需要確保發(fā)射機輸出端的狀態(tài)也處于短路之中。目前，對于小功率中短波發(fā)射臺站而言，其所運用的相移網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通常為T字形。

為了進一步強化天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的防雷效果，在小功率中短波發(fā)射臺站天線線路的底部位置處，通常都會設(shè)置金融性放電球，與此同時，還可以將石墨性放電柱設(shè)置于調(diào)配間位置處，保障金屬放電球及放電電壓與石墨性放電柱不存在任何差別。一般來說，可以利用串聯(lián)的形式，將一定數(shù)量的磁環(huán)，連接至石墨放電柱接地銅桿之中，磁環(huán)的數(shù)量為40～50只。通過該形式，能夠促使發(fā)射機的短路阻抗水平得到強化，有助于防雷目標(biāo)的完成。

3.3 電源系統(tǒng)防雷

在小功率中短波發(fā)射臺站所遭遇的雷擊損壞中，占據(jù)比例比較高的，就是由電源感應(yīng)所引發(fā)的損害，會對發(fā)射臺站的電壓設(shè)備設(shè)施造成重大破壞。要想更好地防范雷電對小功率中短波發(fā)射臺站所造成的破壞，針對電源系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)認真開展防雷保護活動。在具體的防護工作中，應(yīng)當(dāng)提升對設(shè)備選用活動的關(guān)注度，科學(xué)確定相關(guān)的設(shè)備，并選擇多樣化的防雷器。在電源系統(tǒng)的防護措施中，主要分為四個等級。其中，第一等級主要通過分級排放的形式，提升雷電排放的高效性。在第二等級中，就是將電源單相的二級防雷裝置安裝于發(fā)射裝置電柜之中。第三個等級主要是將電源三級分類裝置設(shè)置于發(fā)射裝置開關(guān)中。第四個等級的防護則是確保插座等相關(guān)的設(shè)備具備防雷能力。

3.4 機房防雷

為了促使防雷效率得到提高，在開展小功率中短波發(fā)射臺站機房防雷工作的過程中，可以將建筑物利用起來，在具體工作中，可以有效關(guān)聯(lián)防雷接地與附近的鋼筋網(wǎng)，這樣在面對雷擊的情況下，能夠快速提升防雷接地的電壓，利用鋼筋網(wǎng)的傳輸活動，能夠促進電壓傳送活動的完成，將電壓輸送至機房使用范圍之內(nèi)，進而有效平衡所有區(qū)域的電壓。為了有效保護小功率中短波發(fā)射臺站機房內(nèi)的設(shè)施與人員的人身安全，可以強化接觸點與接觸點間的電位差，保障電壓處于最低情況之中，增強接觸點與接觸點間關(guān)聯(lián)活動的高效性。為了避免小功率中短波發(fā)射臺站機房上空雷擊與靜電間的相互感應(yīng)，關(guān)于機房的上方位置處方面，可以依據(jù)具體情形安裝避雷網(wǎng)，以此來強化防雷效果。

4. 結(jié)束語

小功率中短波發(fā)射臺站所選擇地理位置的地勢較高，這些區(qū)域通常較為空曠，雷雨天氣并非人為可控，致使這些發(fā)射臺站極易遭遇雷擊，這樣就會使發(fā)射臺站的設(shè)備遭遇毀壞，更有甚者還會影響發(fā)射臺站的正常運行。為了確保小公功率中短波發(fā)射臺站處于有效的運行之中，應(yīng)當(dāng)全面開展相關(guān)的防雷工作，通過科學(xué)、合理的雷電防護措施，高效減少雷電對小功率中短波發(fā)射臺站所造成的襲擊，保障發(fā)射臺站處于平穩(wěn)運行情況之中。

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作者簡介：石星，新疆伊寧市，副高級工程師，研究方向：小功率中波、短波發(fā)射臺.