中波廣播轉播臺防雷措施的探索性設計與應用

姬登峰 邱玉濤 趙文強

摘要：長期以來，中波廣播轉播臺一直受到雷電干擾及破壞，對廣播安全播出構成嚴重威脅。到目前為止，該問題還未得到根本解決，人們只能對現(xiàn)有設備設施進行改造，以提高防雷效果。

關鍵詞：中波廣播;轉播臺;防雷措施

引言中波廣播轉播防雷工作直接影響節(jié)目及信號的傳輸，在一定程度上影響人們的日常生活乃至社會穩(wěn)定。基于中波廣播轉播臺的防雷工作，對防雷措施的探索性設計及其成果在實踐中的應用具有重要意義。

一、中波廣播轉播臺防雷技術應用中的問題

自然災害人類無法控制，但中波廣播轉播臺能在自然災害發(fā)生前采取相應措施進行預防，以此降低自然災害對轉播臺產生的不良影響。在實際應用中，防雷技術依舊存在著應用中的問題。

1、防雷效果有所降低。中波廣播轉播臺在開展防雷工作時，必須要正視防雷效果不佳的問題，其轉播臺中所運用的金屬放電球、石墨翻放電球等之間間距過大，導致中波廣播轉播臺整體防雷效果有所降低。針對這一問題，相關安裝人員必須要按國家規(guī)定來放置電球，調整電球間距。由于中波廣播轉播臺自身運作與結構存在一定特殊性，導致其成為一個天然的引雷裝置，易在惡劣雷雨天氣中受到雷電的襲擊。

2、地網受到損傷及破壞。中波廣播轉播臺在運轉中，地網易遭受損傷與破壞，如圖1。這是因經常會有在鐵塔下方進行農耕的村民，他們在進行農作物種植時無意識地就會將地下的銅線鏟斷，從而使放電出現(xiàn)阻礙，影響銅線發(fā)揮作用，從而使中波廣播臺的整體穩(wěn)定性大打折扣。在勘察分析中還發(fā)現(xiàn)，一旦地網遭受損傷及破壞，進行直播的中波廣播臺系統(tǒng)就會自動將銅箔帶電量降低，從而產生電擊威脅，給人們的生命帶來嚴重安全隱患。

二、中波廣播轉播臺防雷保護措施的意義

中波廣播轉播臺是人們生活中必不可少的物質，它是廣播的主要傳播方式，直接主導了電視播放的清晰度和播放性能，運行中若遭到雷電襲擊會直接威脅到發(fā)射機和電源，若對防雷的保護不當會使其性能遭到破壞，影響其安全使用，在這種情況下有效地防雷設施能保障設備性能的安全性并將其進行優(yōu)化。在環(huán)境、設備因素的影響下發(fā)射臺在運行中會受到不同程度的影響，所以優(yōu)化其防雷性能能為發(fā)射臺的安全予以支持并降低運行中故障發(fā)生情況，同時適用性較好的防雷措施能應對雷電襲擊的到來，不斷提升發(fā)射臺防雷水平，促進我國廣播事業(yè)的發(fā)展，讓人們在觀看中波廣播轉播臺支持下的電視節(jié)目中更加具有安全性和清晰性。

三、中波廣播轉播臺防雷措施的探索性設計與應用

由于直擊雷威脅最大，因而中波廣播轉播臺將重點放在防范直擊雷上。具體措施包括：塔底金屬放電球、接地、調配網絡防雷、發(fā)射機防雷、饋管避雷器等。

1、塔底金屬放電球。當直擊雷擊中天線時，天線底部會產生高瞬時電壓，若這些電壓得不到有效釋放，勢必會對天線和其他轉播設備造成損害。在天線座上安裝一對半球形金屬放電器（球半徑8cm），將兩半球之間的距離調到最佳值，充分利用瞬間放電原理，在極短時間內釋放直擊雷產生的能量，從而有效保護天線等設備，保證中波廣播的正常轉播。

2、接地。接地是一種古老而有效的防雷措施，中波廣播轉播臺的防雷接地可分為機房、調配房接地。

機房接地系統(tǒng)增加袋裝復合地網。垂直接地體采用五組5/8鍍銅接地棒（每組4根）;水平接地體采用約30m紫銅帶（3*25mm）;焊接采用火熔焊;銅帶作為接地母排布置在防靜電地板下方。用等電位母排連接所有設備的外殼及接地線，從根本上消除設備間的電位差。機房接地電阻測量值約為0.6Ω。

調配室接地方面，在調配室外圍增設復合地網。垂直接地體采用8組5/8鍍銅接地棒（每組5根）;地網水平接地體采用約68m紫銅帶（3*25mm）;將調配網絡、放點求和塔基接入新增地網中。這樣能減少雷擊時饋線的對地點位，而且降低了鐵塔的接地電阻，提高了調配室接地系統(tǒng)的泄流能力。

3、調配網絡方面的防雷措施。

調配網絡的防雷可采用微亨級電感、石墨放電裝置、移相網絡、隔離電容等措施。

微亨級電感的電感值一般小于100微亨，連接的微亨級電感遠小于原毫亨級電感，大幅提高了調配網絡泄放雷擊電流能力，保護效果也得到了很大提升。

石墨放電裝置采用圓柱形石墨電極，其具有良好的放電性能，并將磁環(huán)串套在接地端。發(fā)射機正常工作時磁環(huán)不工作，但一旦天線被雷電產生短路時，由于發(fā)射機工作在高頻，小電感將導致高阻抗，即使石墨放電球短路，短路后發(fā)射機也不會受到保護。

4、發(fā)射機方面的防雷措施。在這方面，防雷包括：使用防雷網絡、內置銅放電球、提高場效應管的質量、遭受強雷擊時在最短時間內關閉發(fā)射機等。

5、使用饋管避雷器。避雷器主要由隔直電容及氣體放電管組成。當雷擊強度不足以導通氣體管或無雷擊時，氣體放電管與地面斷開，傳輸信號通過隔直電容傳輸至天線;當雷擊足以接通氣體放電管時，雷擊能量通過接地釋放，并且隔直電容器的雷擊能量對發(fā)射機產生沖擊。

四、改進塔底金屬放電球的接地

將直徑為8cm的紫銅放電球直接與紫銅板（0.8cm*10cm）連接，作為放電球的固定元件，確保接觸良好。然后用銅帶（0.3cm*2.5cm）連接地網接地。同時用紫銅螺絲將紫銅板、銅帶和紫銅板與自立塔固定。測得塔底金屬放電球接地側接地電阻為0.2Ω。

若放電球內有蜘蛛等雜物或受雨雪影響，易造成發(fā)射機過載。為避免這種現(xiàn)象，可采用透明有機玻璃密封放電球，有機玻璃密封體上用不銹鋼罩罩住，能有效防止雨水滲入。

通過以上探索性措施，完善并應用了中波廣播傳播臺防雷措施，降低了播控設備遭受雷擊的概率及程度，進一步保障了轉播臺設備的安全。

五、結語

總之，中波廣播轉播臺作為信號傳輸設施，在運行中需克服一些客觀的自然災害，從而保障信息傳輸穩(wěn)定性和持續(xù)性，保障整個設施的有序運行。如何提高中波廣播轉播臺的防雷電性能，已成為有關部門面臨的重要問題。

參考文獻：

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[2]洪潔.中波廣播轉播臺防雷措施的探索性設計與應用[J].河南科技，2015（12）.