SW100B短波發射機系統機房的防雷分析

陳澤番

摘 要：雷電是下雨天帶正電的云和帶負電的云碰到一起時，發生放電，電流高達幾十萬安培。因為要向空中發射無線電波，大功率廣播短波發射機一般被安裝在位置比較高的地方，其電子設備一直暴露在外界空氣中，極易遭受雷電的電磁環境干擾或者被雷擊。雷電對廣播短波發射機具有非常強的破壞能力，一旦被雷擊將給廣播電臺帶來重大不可估量的損失，所以要加強防雷避雷措施的研究。本文結合SW100B短波發射機介紹分析電臺機房防雷的措施和關鍵技術。

關鍵詞：SW100B短波發射機；雷電；防雷措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.234

隨著經濟的發展、社會的進步、信息化時代的到來，廣播電視也在加速發展，適應現代人民生活和工作的需要。但是由于短波發射機是通過電磁波向空中發射無線電信號，很容易遭受雷電的干擾和破壞。雷雨天氣是影響短波發射機正常工作的常見因素之一，一旦遭到雷擊，發射機不能正常工作，甚至整個系統會癱瘓，嚴重影響人們接收信息。大功率短波發射機如何做好防雷工作，是我們研究的重點和難點。

1 雷電的特點、種類及危害

雷電分為直擊雷、感應雷、雷電波等。其中直擊雷和感應雷都會對人和建筑物造成危害，而電磁脈沖主要影響電子設備，主要是受感應作用所致。（1）直擊雷：就是在云層上聚集很多電荷，大量電荷通過一個建筑物或者一個鐵塔泄放出去，就把建筑物或鐵塔擊傷了。直擊雷所帶來的電流很大，最大可以達到幾十萬安培，電壓達到幾百萬伏特。這么大的電能量可以直接擊毀建筑物、鐵塔或者短波發射機等電子設備。直擊雷是威力最大的雷電，是對大功率短發發射機損害最嚴重的一種雷電現象；（2）感應雷：感應雷比較容易導致電子設備遭雷擊，它是導致短波發射機遭雷電擊、發生嚴重事故的主要原因的之一。一般通過電磁場感應或者靜電感應產生感應雷。雷電在放電時，會產生非常大的電流，電流周圍形成感應電磁場，從而引發感應雷。靜電感應主要是指當帶電云層接近地面時，和地面突出物體，比如SW100B短波發射機天線形成靜電感應，在設備突出部位產生大量電荷量，從而形成高電壓，產生感應雷。當感應雷沒有及時泄入大地時，極易發生短波發射機的火災事故。電子設備中的保險絲、熔斷器、變壓器等電子元器件可以輕易的被感應雷燒毀，甚至會燒毀整個集成電路板；（3）雷電波：當感應雷擊中輸出架空路線時，通常會釋放一種高電位沖擊波，該沖擊波沿不同方向快速傳播，這類沖擊波就是雷電波。雷電波的傳播速度大約在150m/s左右。雷電波在傳播的過程中極易變成干擾源，嚴重影響短波發射機的正常工作。

2 大功率短波發射機防雷措施分析

2.1 天線防雷

天線防雷是短波廣播發射系統最直接最有效的防雷方式。當SW100B短波發射機系統遭到雷擊時，利用天線等良好的接地裝置將云層中的正負電荷引導到地下，消散掉電流，將流向短波發射機機房的電流減到最小，防止電流破壞短波發射機等電子設備，進而起到保護短波發射機系統的目的。避雷針通常被安裝在短波發射機機房附近最高處，最靠近云層的地方。在雷雨天，避雷針主要實現被雷擊，將云層中的正負電荷導入到底下，實現保護機房不被雷擊的目的。成熟的接地技術是保證短波發射機機房成功防雷的關鍵技術。

2.2 電源防雷

在SW100B短波發射機系統中，設備的電源部分是最易于受到雷電損毀的部分，所以設備電源處要有完善的防雷系統。首先在系統的高壓端，因為電壓高、電流大，所以高壓部分的防雷系統必須由供電部門的專業人員按照安全用電規范來設計安裝，建立完善全面的高壓端電源防雷布控點。在雷電比較多或者強烈的地區，要特別注意防雷，在一般防雷設施的基礎上要再加裝3 只高頻線圈。這些高頻線圈來泄放雷電的低頻能量，釋放雷電中產生的感應電荷。對于低壓端部分，低壓配電盤也要安裝相應完善的避雷器設施，比如安裝ZGB 系列的一級三相電源避雷器。這種避雷器可以泄放高壓端漏到低壓端的雷電感應電流，實現了對電源部分的雙重保護。在SW100B廣播短波發射機系統主要設備的供電電源輸入端加裝二級三相電源避雷器，要選擇接地能力優良的電源避雷器，才能具有完善有效的避雷效果，保護短波發射機系統機房等。

2.3 天調網絡的防雷

針對天調網絡的防雷系統的設計和實施。其主要有三種防雷方法：一是采用石墨放電球來泄放正負電荷和雷電流。石墨放電球被安裝在天調網絡上，具有良好的放電能力，同時放電球的距離可以根據實際環境任意調整，適當的距離可以使石墨放電柱發揮良好的放電特性，確保天調網絡的安全。而且當放電面積增大時，石墨放電球上的放電電壓會進一步降低，當天線被雷電擊中時，石墨放電球會在瞬間釋放大量的正負電荷量，起到防雷的作用；二是為了消除雷電能量中的低頻成分，根據電容器通交流、隔直流的特性，采用隔直流電容器設計。短波頻率的隔直流電容器兩端壓降不大，所以一般選擇電容值為1000 ～2000PF的電容器。同時要確保所選擇的電容器的額定電流足夠大，因為短波發射機的功率比較大，所以流過隔直流電容器的電流比較大，這樣可以避免雷電的能量通過天調網絡進入短波發射機。三是電感要采用微亨級別大小的，來泄放雷電的低頻能量成分。微亨級別大小的電感與天線并聯，形成一個電路的通路回路，天調網絡借助這個電路對地泄放靜電荷。也可以采用匹配網絡防雷和陷波電路防雷等方法實現預防雷電的目的。

2.4 發射機防雷

短波發射機機房防雷方法的運用要認真做好以下兩點：一方面要加快短波發射機自我保護操作的響應速度，當不幸被雷電擊中時，自我保護模式的啟動要快速有效，迅速關閉短波發射機的電源，防止雷電損毀電氣設備，實現了短波發射機機房自身的防雷功能；另一方面要在短波發射機的輸出網絡上采用抗雷擊型的網絡架構。

3 結論

廣播短波發射機系統的安全保證了廣播節目的正常播放。雷電是一種無法避免的天氣現象，但是又經常干擾、影響短波廣播發射機系統的正常工作，甚至造成廣播發射的中斷、失敗，嚴重時造成廣播短波發射機系統的損壞、危害人身財產的安全。防雷是廣播事業需要堅持努力的工作之一。廣播短波發射機機房的防雷措施必須具有多樣化、科技化的特點，采用完善安全的防雷措施，保證廣播播出的質量。

參考文獻：

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