中波發(fā)射臺天線防雷技術措施分析

【摘要】本文從發(fā)射臺的防雷現(xiàn)狀出發(fā)，結合雷電原理，詳細闡述了有效的中波發(fā)射臺天線防雷措施。

【關鍵詞】發(fā)射臺天線防雷措施

1引言

由于中波廣播發(fā)射臺建立在地勢較高、空曠平坦的地方，在這樣的客觀環(huán)境下以及雷雨天氣的不可控，所以中波廣播發(fā)射臺的防雷擊措施是一個刻不容緩的問題。發(fā)射臺的地理位置和無線波的特性來說，發(fā)射臺比較容易遭受雷電的襲擊，這樣將導致發(fā)射設備受到不同程度的損傷，嚴重時發(fā)射臺不能正常工作。結合中波廣播發(fā)射臺的特點和防雷技術的要求，提出有效的防雷措施，提高中波發(fā)射臺在雷雨天氣下的工作能力。

2發(fā)射臺防雷現(xiàn)狀和雷電原理

我國大部分的中波廣播發(fā)射臺，其發(fā)射天線采用的是垂直振子單桅桿拉線，其特點是底部絕緣，經(jīng)饋線、天調網(wǎng)絡與鐵塔底部連接；其天調地網(wǎng)則是以鐵塔底部為圓心深度為0.8米的土壤中呈輻射狀敷設的銅網(wǎng)。針對中波廣播發(fā)射臺的布局特點，發(fā)射臺的主要防雷措施就是在天線底部和天調地網(wǎng)處安裝防雷設備，這樣有效的保護了發(fā)射臺的發(fā)射設備。

雷電按產(chǎn)生的機理，大致可以分為直接雷和感應雷。感應雷沒有直接雷猛烈，但對設備損壞程度很高，據(jù)調查雷電襲擊中80%的設備損壞來自感應雷。這是因為感應雷電在產(chǎn)生強大的雷電流的同時，在其周圍形成瞬間電磁場，產(chǎn)生脈沖電磁輻射，對一定區(qū)域范圍的導體或用電設備產(chǎn)生電脈沖，致使電器設備遭受不同程度的損壞。

3中波廣播發(fā)射臺的防雷措施

3.1直擊雷防護措施

廣播電視發(fā)射臺的天線塔是發(fā)射站建筑物的最高點。天線塔本身既可成為防雷的避雷塔，也可能變成“引雷器”或產(chǎn)生感應雷的導體。因此，它是直擊雷防護的關鍵。

（1）94年國家頒布了《建筑物防雷設計規(guī)范》，根據(jù)此規(guī)范設置、安裝天線塔避雷針。一方面，要根據(jù)中波廣播發(fā)射臺的地形、防雷等級、天線塔種類來設計鐵塔接地網(wǎng)形狀，密度；其次，發(fā)射臺天線塔接地電阻要嚴格的要求，一般情況下防雷接地電阻小于10歐，對于防雷等級高的接地電阻要小于5歐；最后，條件允許的發(fā)射臺可安裝AR限流避雷針，此產(chǎn)品能有效降低雷擊產(chǎn)生的二次效應。

（2）認真計算天線塔避雷針的保護范圍，充分考慮所有建筑的避雷方法。其一，由于天線塔避雷針防雷是有限的，其它建筑不在避雷針保護范圍內，可以設計多支避雷針來保護其它建筑。其二，結合避雷針和消雷器方法，設置避雷帶和均壓網(wǎng)，一般說，均壓網(wǎng)格不宜大于5M。均壓網(wǎng)、避雷帶應接有多根引流線，在建的房屋可考慮與建筑結構內的鋼筋良好連接。

通過以上有效措施來防范直擊雷的影響，可以起到降低雷點的大小，減少發(fā)射臺設備的損傷。

3.2感應雷的防護措施

感應雷的防護主要包括電源系統(tǒng)、天饋信號系統(tǒng)，計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的防護，等電位連接以及接地等。但是不同系統(tǒng)的防護，要根據(jù)不同位置和不同防護等級的中波廣播發(fā)射臺的要求。

3.2.1電源系統(tǒng)的防雷及過電壓保護

據(jù)統(tǒng)計，感應雷擊事故中，由電源感應而導致電壓設備損壞的情況占了很大部分。所以電源的防護是其它設備防護的根本和基礎條件，沒有電源的安全防護，其他設備的防護措施無法奏效。根據(jù)中波廣播發(fā)射臺的防雷等級和雷擊事故的案例，對于電源系統(tǒng)的保護要放在首要位置。為實現(xiàn)多級配合，不僅要計算各級SPD之間的能量分配，還要選用合適器件，來對電源系統(tǒng)的保護。根據(jù)各級SPD的類型，電源采用四個不同等級級保護措施，使浪涌過電壓逐級泄放入地。

A.按照分級泄放原理，在總配電箱端加1個電源三相一級高能量防雷器SPD1模塊，以此作為電源的第一級防雷措施，泄放大部分雷電能量；

B.在發(fā)射臺的發(fā)射設備配電電柜內，安裝1個電源單相第二級防雷SPD2模塊，以此作為電源的第二級防雷措施；

C.在發(fā)射設備的開光前端安裝1個電源第三級防雷SPD3模塊，用來作為第三級措施；

D.室內設備的插座應具備防雷功能，這樣就可以起到第四級防護措施。

3.2.2網(wǎng)絡信號系統(tǒng)的防雷與過電壓保護

網(wǎng)絡信號系統(tǒng)的破壞主要有兩個原因。其一，雷擊時產(chǎn)生的巨大瞬變電磁場，使發(fā)射臺的所有金屬環(huán)路內均會產(chǎn)生感應雷電流，導致信號不穩(wěn)定；其二，避雷針接閃雷電時，在雷電流通過防雷引下線對地泄放同時，對網(wǎng)絡金屬環(huán)路產(chǎn)生了電磁脈沖，產(chǎn)生過高的感應電壓。

機房內的信號防雷采取的主要措施是網(wǎng)絡交換機的防護。防護的主要手段是在端口前段接一個防雷器，使雷電入侵波在端口泄流，保護端口的安全。電腦、交換機等的網(wǎng)口根據(jù)傳輸率速率的不通分別采用單口千兆網(wǎng)絡防雷器和百兆網(wǎng)絡防雷器進行防護。

3.2.3天饋信號系統(tǒng)的防護

（1）室外引入線防雷措施

室外引入線是指發(fā)射臺內各種發(fā)射設備饋線、吊饋管的鋼絞線及波導固定架、鐵塔過橋和塔燈電源線、各類管道、各種視音頻信號線、通信線等。由于長期在外暴露，外皮腐化降低了其防護性能，致使在雷雨天氣容易感應到雷電，所以必須采取有效的措施。

①確保各引線路兩端接地良好。②使用屏蔽電纜，進入發(fā)射臺前與屏蔽層與地網(wǎng)連接，把感應電接入大地。

（2）室內設施的防雷措施

①鋪設地網(wǎng)，保持室內和室外的地網(wǎng)連接良好；

②根據(jù)國標《電子設備雷擊保護導則》的要求，并結合實際情況，認真，嚴謹?shù)牟捎梅览妆Ｗo元件對電子設備進行保護。

③機房內屏蔽接地、電源接地、工作電路接地、保安接地、過壓保護接地等要統(tǒng)一、就近與機房共用地網(wǎng)可靠的電氣連接。

4結語

中波廣播發(fā)射臺的防雷，是一個系統(tǒng)工程。要結合防雷原理和現(xiàn)代防雷設備，根據(jù)不同的情況，采用不同的防雷措施，這樣才能降低雷擊的影響。

參考文獻

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