淺談衛星信號接收系統的防雷措施

嚴廷成

【摘 要】雷電是大氣現象的其中一種，雷電能夠產生非常強大的電磁脈沖，這使它具有極大地破壞作用。科學技術的不斷發展促進了衛星信號接受系統的運用，在系統建設過程中對于防雷技術的要求更加嚴格。采取防雷技術主要是因為衛星信號接收常會受到雷電的干擾，情況嚴重時則導致數據信號傳輸難以進行。分析了衛星信號接收系統防雷技術維護的相關問題。

【關鍵詞】衛星信號 接收系統 防雷技術 保護方法

受到多方面因素的影響，廣播電臺在雨季階段常會受到不同程度的雷擊損壞，這是因為雷電對廣播電臺的衛星信號接收系統和播出設備產生影響，干擾了衛星信號的正常接收。這不僅造成廣播電臺難以持續工作，也會造成巨大的經濟損失。

我臺地處武威市以北15公里處。武威市南依祁連山，北接騰格里沙漠。屬于典型的大陸性氣候，常年降水較少。近年來受全球氣候變化的影響極端惡劣天氣時常光顧地球，給人類帶來的危害越來越大。我們地處內陸地區受大氣候的影響近年來也相繼出現了極端氣候，其中雷暴已出現多次，給我臺的播出已造成影響。雖沒有大的損失已給我們敲響了警鐘。衛星天線在機房頂上架設屬于我臺的高大建筑極易遭受雷電。如何做好衛星接收系統的防雷是廣播轉播臺安全播出的一個重要課題。

1 雷閃的形成與危害

地閃和云閃是雷閃的兩大形式。地閃是雷云對大地的放電，當雷云與大地之間的電場強度在25～30kV/cm時，則將從云團向地面實施先導放電，先導的頂端接近地面后造成迎面先導，在先導與地面的迎面先導重合之后，則造成了由云團到地面的強烈電離通道，放電則變成定向閃擊。定向閃擊常會造成很強大的電流，這種現象稱為主放電階段。此時雷鳴和電閃也不斷產生，主放電時間僅持續50～100μs，主放電電流一般在十萬安培，這時雷電流產生的重要因素。在主放電到達云端則終止，接著云中的殘余電荷通過主放電通道流下來，形成短暫的輝光也會導致強大的電流，其持續時間在0.03～0.15s。

地閃主要是由于直擊雷和感應雷共同造成的巨大電力，在形成之后會出現不同狀況的雷擊反應，從而給建筑物、森林、人類和電氣和電子設備帶來不同程度的損壞。尤其是直擊雷造成的危害更大，但此種形式的雷比感應雷的機率小。云閃根據實際現象可分成不同的形式，但本質上都是云團內部放電。一種是雷云與雷云之間放電，云閃主要是以感應雷產生的雷電波沿電力傳輸線和通信線路引入，這些會造成電力設備出現損傷。

2 防雷技術保護方法

避雷針是防雷技術中常用的形式，對于很多城市的高層建筑來說，避雷針則是最為多見的防雷裝置。從性能原理上看，避雷針主要是針對直擊雷進行防范的一種措施，在相應的地點安裝避雷針能夠把雷電引入大地，這樣就能對雷擊區域內的相關設施起到很好的保護作用。經過長期研究發展，避雷針具有雙重性作用，在發揮避雷作用的同時也有引雷效果，使得地面設施免遭雷擊傷害。對于避雷針周圍的電源、信號線路等需嚴格采取保護措施，確保各個裝置間留有適當的距離。這就需要在安裝避雷針時，衛星信號接收天線和發射機房處于避雷針的保護區域內，應盡量遠離衛星信號接收天線和發射機房，這樣可以有效防止接收機和發射機房內的電氣設備受到損壞，確保各項地面設施能夠正常運行。因此，對于避雷針的使用也是一個需要深入研究的問題。

3 高頻頭與衛星信號傳輸線的屏蔽與防雷技術

對于高頻頭與衛星信號傳輸線來說，因其整個運行過程中都是在室外完成，在雨季時期則經常會遭到雷電襲擊。同時，還會把雷電引入到衛星信號接收機和發射機房，導致電力設備遭到損壞。因而，廣播電臺要將衛星信號接收系統中的高頻頭、衛星信號傳輸線實施屏蔽防雷保護。具體步驟：（1）根據設備制作鋁罩，將高頻頭裝于內部進行屏蔽；（2）用金屬管將衛星信號傳輸信號線進行屏蔽，屏蔽后的高頻頭、衛星信號傳輸線與衛星接收天線能完全連接在電位系統里。為了更加保險起見，處理時把衛星信號傳輸線的兩頭都布置了避雷器，這樣布置可以起到兩個方面的作用。首先，避免經過電纜造成感應雷使高頻頭損壞；其次，避免雷電由高頻頭和衛星信號傳輸線到達衛星接收機而引起的損壞。采取這類形式的防雷，能夠避免直擊雷、感應雷、雷電波等多種雷擊對通信系統造成損壞。

4 電源防雷技術保護措施

廣播電臺的衛星信號接收系統在供電電源的設計過程中，應該依據我國的電力技術準則進行施工，采用的電涌保護器均應符合國家質量檢測標準，還應配備電涌保護器防雷裝置。

電涌保護器主要是采用抑制瞬態過電壓以及旁路浪涌電流的方法，對各類電氣設備進行保護的一種裝置。該裝置能在及短的時間內把受保護的設備、線路接入等電位系統里。此外，還能將電路上由于雷擊造成的大量脈沖能量轉移到大地，使電路里連接的設備處于安全狀態。參照需要防護設備的強度等級情況，可以將其劃分成避雷器、過壓保護器兩類。避雷器主要用于直擊雷或由鄰近雷造成的過電壓實施保護；過壓保護器主要用于非直擊雷、開關動作造成的過電壓實施保護。

此外，對于供電電源結構也應進行調整，在電源上我們還應裝備一套帶有防雷功能的UPS不間斷電源。這種裝置的電源輸出供給衛星信號接收系統，使得系統的防雷性能不斷增強，能夠維持系統的正常工作。避雷設施的檢修也應納入日常維護檢修中，特別是在雷雨季節到來之前對設施進行認真仔細的檢查，不定期測試避雷設施的接地電阻，接地電阻的大小是否符合技術要求。

5 結語

綜上所述，雷擊給衛星信號接收系統造成的損壞不容忽視，為了保證系統的正常運行必須要采取多方面的措施給予保護。防雷保護不僅能有效的保護工作人員的人身安全，還對衛星信號接收系統和發射機房設備的保護起到了積極的作用。此外，防雷保護在安全優質播出、減小停播率等方面的運用價值較高，是值得積極推廣。

參考文獻：

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