全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的防雷

陳玫君 覃家和

摘要： 國內(nèi)的中波廣播發(fā)射隨著技術(shù)水平的提升已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全面固態(tài)化，但是全固態(tài)發(fā)射機(jī)的使用性能仍然受到一些因素的影響。而因雷擊產(chǎn)生的設(shè)備損壞問題也是主要的影響因素。由于全固態(tài)發(fā)射機(jī)并不像電子管發(fā)射機(jī)一樣具有相對較好的防雷能力，因此如何在技術(shù)方面進(jìn)行改進(jìn)，成為了未來工作的重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞： 全固態(tài);中波發(fā)射機(jī);天調(diào)網(wǎng)絡(luò);防雷

中圖分類號： TN838?? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A?? ?文章編號： 1672-9129（2018）09-0094-02

Abstract： ?in China， medium wave radio transmission has been completely solid-state with the improvement of technical level， but the performance of all-solid transmitter is still affected by some factors. Equipment damage caused by lightning strikes is also a major factor. As all solid state transmitters are not as good as vacuum tube transmitters， how to improve the technology has become the focus of future work.

Keywords： all solid state;Medium wave transmitter;Sky adjustment network;Lightning protection

引言：中波廣播通過地面波的繞射進(jìn)行傳輸，其中一部分會以電離層的反射波形式來進(jìn)行傳輸，發(fā)射機(jī)功率越大，直線傳輸?shù)木嚯x也就越遠(yuǎn)。全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的普及讓我國的廣播電視事業(yè)得到了快速發(fā)展，而天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的防雷措施也是保障系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，需要進(jìn)行針對性改造。

1 雷擊特性

由于雷擊的出現(xiàn)是因?yàn)榇髿庵邪姾傻睦自七M(jìn)行放電，放電通常情況下在云層之間互相進(jìn)行，但如果云層與大地間發(fā)生放電現(xiàn)象，落地雷產(chǎn)生的電流可以在短時間內(nèi)就超過100Ka，波前時間為2μs左右，主放電時間在30-50μs。此時，空氣會在短時間內(nèi)迅速碰撞，主放電溫度超過20000度，產(chǎn)生強(qiáng)烈閃光。雷電也通過電磁效應(yīng)與直接雷擊的方式對建筑、工業(yè)電氣設(shè)備產(chǎn)生安全威脅，也是中波發(fā)射機(jī)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)面臨的最大威脅之一。

2 天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)內(nèi)容

全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)的效率較高、維護(hù)模式簡便，逐漸地在我國的中波發(fā)射臺普及。但由于其對于天饋線駐波比指標(biāo)的高要求，一旦天調(diào)網(wǎng)絡(luò)駐波比帶寬無法滿足要求，而發(fā)送機(jī)的反射功率出現(xiàn)變化時，發(fā)動機(jī)功率模塊必然存在著停機(jī)事故，甚至導(dǎo)致模塊燒毀現(xiàn)象。另一方面，中波廣播波長過長，利用電容等設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)阻抗變換。發(fā)射機(jī)輸出口與發(fā)射天線之間的阻抗匹配變換是保持天線發(fā)射的具體方案，否則會直接影響到天線的輸出效率。阻抗匹配問題也一直是技術(shù)研究要點(diǎn)，是保障發(fā)射機(jī)與系統(tǒng)安全的關(guān)鍵，即便系統(tǒng)處于近似行波狀態(tài)，也不會因?yàn)轳v波而產(chǎn)生電壓數(shù)值異常，保持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行[1]。

但由于天線一般位于較高的建筑物之上，受到雷擊的可能性較高，因而對于天線的保護(hù)工作至關(guān)重要。如果通過天線引入雷電，發(fā)射機(jī)的性能必然受到嚴(yán)重的安全威脅。當(dāng)雷擊來臨時，雷電能量引入大地的過程中也會有大量電流進(jìn)入發(fā)射機(jī)，防雷工作勢在必行。

3 全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)防雷方案

3.1 電流控制。一般情況下，可以通過減少電流的方式來進(jìn)行控制。在接地方式的選擇上，地阻減少會同時導(dǎo)致分流減小，所以接地點(diǎn)應(yīng)設(shè)置為一個，機(jī)房也需要進(jìn)行集中接地。另外，地網(wǎng)地電阻也需要減少，為射頻信號提供更好的回路，更好地將雷電引入大地，減少對于整個系統(tǒng)的危害程度。

3.2 石墨裝置。石墨放電裝置的作用是減少天線基座受到雷擊而產(chǎn)生的瞬間高電壓情況，具體來看，不僅可以在天線基部安裝放電球，還可以將石墨放電裝置安裝在調(diào)配室之內(nèi)，避免發(fā)射機(jī)半導(dǎo)體設(shè)備的損壞，也可以顯著降低發(fā)射機(jī)在保護(hù)動作開始前的放電次數(shù)。石墨裝置在發(fā)射機(jī)正常工作時不會產(chǎn)生影響，一旦受到雷擊，可以短時間內(nèi)快速提升短路阻抗，起到保護(hù)作用[2]。而雷擊的直流低頻也不會影響雷電進(jìn)入大地，性能更加優(yōu)秀。

3.3 電感線圈.電感線圈的原理是利用了電磁感應(yīng)的相關(guān)知識。當(dāng)電流流過導(dǎo)線時，會在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生電磁場，而電磁場本身也會對導(dǎo)線發(fā)生感應(yīng)作用，即“互感作用”。其具體作用是對交流電流的阻礙作用，在防雷方面的效果顯著。天線串接一只電感線圈到地，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的靜電泄放線圈，可以發(fā)揮更有效的防雷作用。由于銅管長度短，產(chǎn)生的電阻分量也較小，通知材料可以讓雷電中的能量直接通過線圈進(jìn)入大地，避免強(qiáng)大電流對于天調(diào)網(wǎng)絡(luò)和發(fā)射機(jī)的不良影響。尤其是在中波波段之上，還不會影響天線阻抗匹配，在計(jì)算過程中也可以將其與阻抗等效計(jì)算。

3.4 移相網(wǎng)絡(luò)。移相網(wǎng)絡(luò)即Resistance-Capacitance Circuits，是一個包含利用電壓源、電流源驅(qū)使電阻器、電容器運(yùn)作的電路?；芈烦尸F(xiàn)容性，因而電壓與電流相位在通過回路后，電流相位會超過電壓相位。一般情況下，負(fù)載短路發(fā)生的可能性較高，尤其是當(dāng)鐵塔受到雷擊放電的影響時，功放管損壞的可能性會更高。因此，從發(fā)射機(jī)到塔基的所有部件都有相移引入，此時，為了將其補(bǔ)償至π的整數(shù)倍，可以接入移相網(wǎng)絡(luò)，不僅不影響天饋線路的阻抗匹配，還能防止雷擊對于系統(tǒng)的損壞情況[3]。

3.5 電容器裝置。天線在遭受雷擊的情況下，部分能量并不會被引入大地，而是經(jīng)過饋線進(jìn)入發(fā)射機(jī)，所以電容器裝置可以在這一階段發(fā)揮保護(hù)的作用。一般情況下，容量可以控制在1000-2000PF左右，保持在中波頻率上的合理壓降。但是其伏安量也可以適當(dāng)提升，尤其是當(dāng)發(fā)射機(jī)的輸出功率處于較高的水平時，選用的伏安量也應(yīng)該隨之增加，在技術(shù)上符合要求。

4 結(jié)語

對于中波發(fā)射機(jī)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)來說，盡管無法控制雷電的產(chǎn)生，但是可以通過相應(yīng)的技術(shù)手段來減少雷電產(chǎn)生的危害，重點(diǎn)在防雷技術(shù)與防雷措施上進(jìn)行合理規(guī)劃，從而根據(jù)要求制定一套完善的防雷體系，保障全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的有效應(yīng)用，保障節(jié)目的安全播出，提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，確保將黨的聲音及時的傳播到千家萬戶。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡寧博.中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的整體防雷策略與改造措施研究[J].電子制作，2014（9x）：174-174.

[2]梁雪，史冬雪，陳安國.淺談全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的防雷措施[J].無線互聯(lián)科技，2013，（1）：181-181.